陳飛　王喆　饒洪林　吳劍波

摘 要：本文介紹了一起換流站GIS斷路器故障，對(duì)故障原因進(jìn)行了分析，并提出來相應(yīng)的措施。

關(guān)鍵詞：換流站;斷路器;故障

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.24.076

0 前言

宜都換流站是三峽電站電力外送配套工程“三—滬直流輸電工程”的送端站，位于宜都市紅花套鎮(zhèn)蔡家沖，處于三峽電站與華中電網(wǎng)的功率交匯處，是一個(gè)大型交、直流樞紐換流站。

宜都換流站500kV交流場(chǎng)GIS設(shè)備是由新東北電氣和瑞士ABB公司成套提供，采用一倍半接線方式，共6個(gè)完整串。斷路器型號(hào)為ELK SP3（帶合閘電阻），電壓等級(jí)500kV，2006年12月投入運(yùn)行。

GIS設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、日常運(yùn)維工作量小，對(duì)無線電干擾、電磁干擾等有較強(qiáng)的屏蔽性。滿足了現(xiàn)場(chǎng)對(duì)場(chǎng)地、環(huán)境的要求。

1 故障情況

現(xiàn)場(chǎng)5011、5012斷路器熱備用，5013斷路器運(yùn)行帶第一大組交流濾波器#61母線，5611、5612、5613、5614小組濾波器熱備用。天氣多云，環(huán)境溫度10℃，無雷電。

在2015年3月11日，按照調(diào)度的指令，針對(duì)5011斷路器對(duì)極I換流變采取充電，其中5011斷路器是屬于正常合上狀態(tài)。在23：43：33，也就是合上5011斷路器在87秒之后，針對(duì)極I換流變交流引線差動(dòng)保護(hù)、換流變交流引線零序差動(dòng)保護(hù)，第一大組交流濾器中61母母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，其中5011和5013斷路器是屬于跳開狀態(tài)，這個(gè)過程5012斷路器正在處于熱備用狀態(tài)。

2 故障原因的具體分析

從保護(hù)動(dòng)作情況以及保護(hù)取量的角度采取分析，交流濾波器母差保護(hù)電流都是取用500kV，其中第一串T3以及T6之間沒有差流存在，換流變引線差動(dòng)保護(hù)電流取用自500kV，其中第一串T4以及CT之間沒有差流，這兩個(gè)都屬于保護(hù)工作，要進(jìn)行前期的判斷，也就是斷路器5012B以及兩側(cè)的CT位置。

2.1 現(xiàn)場(chǎng)檢查情況

（1）外觀檢查正常，無放電痕跡。

（2）試驗(yàn)人員要針對(duì)5012B的斷路器、隔離開關(guān)室以及電流互感器采取氣體分解物的有效測(cè)試，結(jié)果是斷路器氣室內(nèi)有SO2，含量在249ul/L，同時(shí)還有H2S，含量是13.8ul/L，這兩項(xiàng)的含量都已經(jīng)嚴(yán)重超過規(guī)定數(shù)值。

（3）5012斷路器CT氣室，內(nèi)部打來之后要確保干凈和潔凈，沒有放點(diǎn)的痕跡出現(xiàn)。5012斷路器B將蓋子打開后，需要針對(duì)其中的合閘電阻屏蔽罩下的白色分解物采取認(rèn)真的檢查，其中屏蔽罩四周有粉末，經(jīng)過檢查的結(jié)果可以判斷是AlF3。

（4）在位于合閘電阻屏蔽罩正下方的位置有電弧灼燒的痕跡發(fā)現(xiàn)，孔洞的直徑尺寸是60mm，位于屏蔽罩下方的殼體也發(fā)現(xiàn)了放電的痕跡。下圖是具體放電的圖，見圖1和圖2。

在合閘電阻側(cè)第2個(gè)屏蔽罩內(nèi)部發(fā)現(xiàn)4塊橡皮材質(zhì)異物，尺寸大小為15mm，經(jīng)核實(shí)，該異物為斷路器合閘電阻輔助斷口內(nèi)部的一條導(dǎo)向環(huán)（聚四氟乙烯材料）的斷裂脫落部分。

（5）對(duì)5012 B相斷路器合閘電阻進(jìn)行測(cè)量，電阻值為1567?（額定值1500?10%），阻值正常。

（6）針對(duì)5012 B相斷路器兩只都是電容串聯(lián)，其中在測(cè)量上都是334.8pF，在現(xiàn)場(chǎng)就需要將端口采取共同測(cè)量，如果有偏差的出現(xiàn)，就需要進(jìn)行返廠解體后，然后再次完成單獨(dú)的測(cè)量工作。

（7）結(jié)合以往的試驗(yàn)報(bào)告分析，在2014年5月，5012斷路器氣室的試驗(yàn)都屬于正常范圍，局部的檢測(cè)也都是正常，在2015奶奶3月，檢修直流系統(tǒng)過程中，針對(duì)5012斷路器采取了全面的試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果都是符合標(biāo)準(zhǔn)，

2.2 分析故障原因

（1）針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)以及開蓋檢查，其中盆式絕緣子和絕緣拉桿的都沒有放電的痕跡，此時(shí)就能將固體絕緣件受損的情況進(jìn)行了排除。

（2）現(xiàn)場(chǎng)的故障錄波沒有發(fā)生電壓的情況。歷經(jīng)了仿真的計(jì)算發(fā)出，兌換流變進(jìn)行充電過程中，其中電壓不能超過1.24倍額定電壓，此時(shí)，電壓造成的斷路器出現(xiàn)地閃絡(luò)故障就由此排除。

（3）出現(xiàn)閃絡(luò)故障的原因是因?yàn)?，在出廠裝配過程中，斷路器合閘電阻端口內(nèi)部的導(dǎo)向受到嚴(yán)重的擠壓之后出現(xiàn)了斷裂，其中斷裂的部分就會(huì)在合閘電阻屏蔽罩中有殘留，另外，5011斷路器合閘之后，斷路器合閘電阻就會(huì)有帶電，在電場(chǎng)以及振動(dòng)作用下，異物就會(huì)向著高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域有所轉(zhuǎn)移，電壓就會(huì)在激發(fā)下出現(xiàn)地放電閃絡(luò)。

3 總結(jié)

（1）針對(duì)宜都換流站帶合閘電阻的斷路器出現(xiàn)的故障，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員提高警惕，加強(qiáng)設(shè)備的日常運(yùn)行巡視，尤其注意是否存在異常聲響、SF6氣體壓力變化等。

（2）利用年度檢修、迎峰度夏等時(shí)機(jī)，對(duì)GIS設(shè)備定期開展帶電局放檢測(cè)工作，對(duì)局放檢測(cè)異常的斷路器加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行氣體分解物檢測(cè)，必要時(shí)進(jìn)行開蓋檢查。

（3）GIS設(shè)備內(nèi)部元件采用的緊湊型設(shè)計(jì)，對(duì)安裝工藝要求較高。如果出現(xiàn)故障，需要相鄰的設(shè)備停電、同時(shí)還要對(duì)相鄰的氣室進(jìn)行排氣、拆裝、重新充氣，更換時(shí)間長，對(duì)人員、設(shè)備要求比較高。因此，在新的GIS設(shè)備安裝過程中，要加強(qiáng)監(jiān)管，盡量避免零部件安裝不到位、留有隱患，增加后續(xù)運(yùn)行維護(hù)的負(fù)擔(dān)。

（4）加強(qiáng)人員的培訓(xùn)，提升運(yùn)行、維護(hù)人員對(duì)GIS設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、運(yùn)行工況的了解。提高維護(hù)人員對(duì)SF6處理工具、裝置的熟練使用水平，在遇到GIS設(shè)備故障時(shí)能快速對(duì)GIS設(shè)備進(jìn)行修復(fù)。

作者簡(jiǎn)介：陳飛（1981-），男，湖北漢川人，碩士研究生，高級(jí)工程師，研究方向：直流換流站設(shè)備運(yùn)維檢修。