GIS交流耐压试验放电故障的分析与判断

吕 华，陈梁金，周 平，金李鸣

（1.临安供电局，杭州 311300；2.浙江省电力公司电力科学研究院，杭州 310014；3.湖州电力局，浙江 湖州 313000）

气体绝缘金属封闭开关设备（以下简称GIS）是一种集联络、控制、测量和保护于一体的高度集成化开关电器，具有占地面积小、配置灵活、受外部环境影响小等优点，在浙江省电网中得到广泛应用，近年来的设备投运增长率达25%。根据GB 7674-2008《额定电压72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备》标准，为了消除未来可能导致GIS内部故障的潜在原因，如紧固不当，处理、运输、储存和安装期间的损坏，外部物体进入等，应认真检查绝缘是否完好，安装后应进行交流耐压试验[1]。在现场GIS交流耐压试验过程中常常会发生放电故障，本文结合多起案例对放电故障进行分析与判断。

1 水平布置绝缘子的放电故障案例

GIS内有多个盆式绝缘子用于支撑和隔断，其中水平布置的盆式绝缘子曾在现场交流耐压试验中出现多次放电故障。

1.1 案例1

被试品为126kV GIS，现场试验的目标电压为184kV，试验中出现放电时的试验电压值见表1，故障点照片见图1。

表1 126kV GIS现场耐压试验的放电电压记录

从试验及故障点查找过程的放电电压和故障点照片分析，先是在B相和C相间发生放电，5次放电中最高放电电压为178kV，最低为152kV，放电电压的特点为放电电压有所下降，且有起伏。最后导致BC相击穿、AB相击穿，相对地完好。

图1 试品为126kV GIS的故障点照片

1.2 案例2

被试品为252kV GIS，现场试验目标电压368kV，试验接线方式为A—B相间短路接地，C相加压。加压过程中放电电压记录见表2，故障点照片见图2。

表2 252kV GIS现场耐压试验的放电电压记录

图2 试品为252kV GIS的故障点照片

1.3 案例3

被试品为550kV GIS，现场试验目标电压544kV，试验加压过程中放电电压记录见表3，故障点照片见图3。

表3 550kV GIS现场耐压试验的放电电压记录

图3 550kV GIS的故障点照片

从试验及故障点查找过程的放电电压和故障点照片分析，7次放电中最高放电电压为504kV，最低为223kV，放电电压的特点为电压下降明显、升高不太明显，起伏明显。检查发现有1个盆式绝缘子闪络放电，有3条对地放电通道。

2 放电故障案例分析

以上3个案例的共同特点是放电电压呈下降、上升再下降趋势，放电电压下降明显；有多条放电通道。分析认为：

（1）水平布置的盆式绝缘子在制作或安装过程中，容易在表面遗留微粒杂质，造成绝缘子表面电场畸变并发生沿面闪络放电。

（2）现场交流耐压试验通常采用串联谐振试验装置，当GIS内部发生放电时，试验装置跳闸，同时因放电破坏了谐振[4]，对盆式绝缘子表面损伤较小（有时表面虽有损伤，还能承受交流耐压试验），未形成贯穿性的放电通道。

（3）发生的放电对盆式绝缘子表面损伤较小，但改变了表面电场分布，再次加压试验时在其他因表面遗留微粒杂质造成电场畸变的部位又发生沿面闪络放电，且放电电压高于第一次放电电压。

（4）与上述（1）、 （2）2 种情况相同，盆式绝缘子表面损伤加大，再次加压试验时又在其他部位发生放电，直至击穿形成破坏性放电。

3 对放电电压趋势的分析与判断

现场交流耐压试验时，若GIS内部发生放电，根据GB 7674标准应进行重复性试验，或者为便于确定破坏性放电的位置也要进行重复性试验。通过对数次试验得到的放电电压数据进行比较，可确定放电故障的性质[5]。

3.1 放电电压呈下降趋势

（1）被试品为550kV GIS，现场试验目标电压544kV，试验加压过程中放电电压记录见表4，故障点照片见图4。

表4 550kV GIS现场耐压试验时的放电电压记录

图4 被试品为550kV GIS的故障点照片

从试验及故障点查找过程的放电电压和故障点照片分析，3次放电中最高放电电压为361kV，最低为137kV，放电电压的特点为下降明显。经检查发现盆式绝缘子闪络放电，形成1条对地放电通道。

（2）被试品为126kV GIS，现场试验目标电压212kV，试验加压过程中放电电压记录见表5，故障点照片见图5。

从试验加压过程中的放电电压记录和故障点照片分析，3次放电中最高放电电压为200kV，最低为105kV，放电电压的特点为下降明显。经检查发现有1个盆式绝缘子闪络放电，形成1条对地放电通道。

表5 126kV GIS现场耐压试验时的放电电压记录

图5 被试品为126kV GIS的故障点照片

以上2个案例的共同特点是放电电压呈下降趋势且下降明显，固体绝缘子表面出现了破坏性放电。

3.2 放电电压不变或呈上升趋势

GIS采用SF6气体为绝缘介质，当其内部某处间隙承受不了试验电压时就会放电，试验电压消失后，SF6气体自动恢复绝缘性能，再次加压试验后仍将放电，数次加压放电电压基本不变。如某550kV GIS中某间隔A相接地开关分闸不到位，动触头露出屏蔽罩5mm，试验电压升到500kV时发生闪络，第2次和第3次加压均在500kV发生闪络。

GIS出厂或安装后内部遗留微粒杂质的情况时有发生，加压试验时发生放电后，若遗留微粒杂质被打掉，就能完成试验并投入运行。如果遗留微粒杂质有多处、未被打掉或换了地方，则试验时仍会发生放电，有时放电电压呈上升趋势[2]。例如某252kV GIS在252kV电压老练试验历时44 s和314kV电压时放电，另一处在245kV和290kV电压时放电，最后完成了整个试验程序，投运至今已安全运行10年。

4 结语

国家电网生[2011]1223号《关于加强气体绝缘金属封闭开关设备全过程管理重点措施》要求：交接试验时72.5～363kV GIS的交流耐压值应为出厂值的100%，550～800kV GIS的交流耐压值应不低于出厂值的90%[3]，现场交流耐压试验值有大幅提高，对GIS的制造和安装质量提出了更高要求。从目前情况看，现场交流耐压试验时的放电故障不可避免，因此对耐压试验时放电故障的性质及类型的分析判断十分重要。而水平布置绝缘子的放电故障放电电压呈不规律性，甚至会出现数次放电后仍能按试验程序通过的情况；现场一旦发生类似放电故障，检查重点应是水平布置的绝缘子，当难以确定故障位置时建议采用内窥镜进行检查。

[1]文学，李宏仁.SF6断路器及GIS的现场交流耐压试验[J].四川电力技术，1999（6）∶13-14.

[2]王贻平.GIS现场交流耐压试验技术[J].华东电力，1998（4）∶8-9.

[3]李秀卫，陈玉峰，王庆玉.提高GIS现场交流耐压试验标准探讨[J].山东电力技术，2011（02）∶34-36.

[4]柯磊.电力电缆直流耐压试验分析及结果判断[J].江西电力职业技术学院学报，2004（3）∶32-33.

[5]容亮，冯国新.220kV GIS设备现场耐压试验[J].江西电力职业技术学院学报，2006（2）∶2-4.