一起110kV GIS设备局放异常缺陷的分析及处理

马永杰

【摘 要】 阳江供电局110kV桂山站GIS设备局部放电带电测试中，首次检测到局放异常信号并伴有异响，为了进一步查明该设备局部放电原因及预防GIS设备故障的发生，对该GIS设备进行了停电解体处理。本文就该缺陷产生的原因进行了分析，并提出了相应的防范措施。

【关键词】 GIS  局部放电  解体检查

SF6全封闭组合电器（gas insulated switchgear，GIS）以其具有技术性能优良、可靠性高和占地面积少的特点，在110kV及以上电压等级的电网中得到了广泛应用。截至2013年底，广东电网110kV及以上GIS设备数量共3434个间隔，同比增加了181个间隔，增幅达    5.56%，其中220kV GIS间隔898个，110kV GIS间隔2536个，无500kV GIS设备。

随着我国电力事业的快速发展，GIS设备的规模日益扩大，但由于设备质量参差不齐、装配清洁度不够、元件选型不当、装配工艺等引起的GIS设备事故率呈明显的上升趋势，严重威胁着电网的安全稳定运行。开展GIS局部放电检测可以及时发现其存在的隐患，是保障电网安全运行的重要措施。本文针对GIS局部放电带电检测技术发现的一起110kV GIS设备局部放电异常缺陷进行了分析，通过对GIS的解体处理，查找故障原因并提出了处理措施。

1 设备概况

阳江供电局110kV桂山站110kV GIS设备为北京开关厂产品，型号为ZF4-110，出厂日期为2000年11月，于2002年5月投入运行，该站GIS设备运行多年来，运行情况良好。该站110kV母线为单母线接线方式，共包括2个主变间隔、2条出线间隔及1个母线PT间隔。

2 缺陷的发现及概况

2012年10月24日，我局在对110kV桂山站110kV GIS设备进行局部放电特高频带电测试时，首次发现110kV母线气室靠110kV四桂线1215间隔B相部位有较强的局放信号，并伴有间歇性放电声音。发现该异常局放信号后我们又对该GIS设备进行了局部放电超声波检测及SF6分解物测试，具体检测结果如下。

从图1所示的GIS局部放电特高频测试结果可以看出，通过C2探头测试得到最大局放电为768mV（标准值为≤50mV），高于标准值约15倍。

从图2所示的GIS局部放电超声波测试结果可以看出，幅值为48.2dB（标准值为≤30dB），超出18.2dB，约60.7%。

SF6分解物测试结果为：无SO2及H2S分解物，仅12151、12154刀闸、CT气室CO含量为179μL/L，超出注意值。

后经多次的跟踪测量，信号幅值逐渐减小，异响消失。同时发现该放电信号属于间歇性放电，在复测时有时测不到异常局放信号，但当敲击GIS母线筒时，该局放信号又会出现，由此可以确认局放异常缺陷的存在。根据前期的局放跟踪测量结果以及该GIS的母线支架主要装设在每节的两端（采用2.2M气室）的结构特点，初步判断放电源应在1215间隔母线位置。虽然SF6气体分解物测试结果无异常，但也不排除是由于母线气室太长太大取气口离放电源过远而导致的。

近两年来对该站GIS进行的局部放电测试均未发现异常，而本次局放信号的位置为110kV母线气室靠110kV四桂线1215间隔B相法兰连接处，并伴有间歇性放电声音。为了确保该站GIS设备的安全、稳定运行，进一步查明局部放电原因，决定对该GIS设备局放信号异常间隔进行解体检查。但由于党的十八大即将召开且缺少部分备品备件，为了确保十八大召开期间的可靠供电，经多方技术专家会商后定于十八大后对该站存在局放异常信号的GIS设备进行解体检查，解体前采取的主要控制措施如下：

（1）运行人员每天对110kV桂山站GIS设备进行一次特巡，特巡时要关掉GIS室内抽风机，然后靠近局放信号异常的间隔听有无异常放电声或其它异常，发现问题及时汇报;

（2）检修人员每周对110kV桂山站GIS设备进行一次SF6分解物测试，分析SF6分解物有无异常，发现异常及时上报;

（3）配合电科院每周对该站GIS设备进行一次局放带电测试，以跟踪局放信号的发展趋势;

（4）协同厂家制定解体检查处理方案，并在停电解体检查前做好施工的各项准备工作，确保解体检查工作顺利开展，使对用户停电造成的影响降到最低，最大限度的满足用户正常用电。

3 解体检查情况

经过前期的局放跟踪测量，初步判定放电源应在1215间隔母线筒位置。打开母线筒位置的手孔盖向内观察，发现B相母线导体的支撑绝缘子上表面存在大量黑色粉末，如图3所示。将母线上部刀闸部分拆除，发现母线盆式绝缘子外表光洁，未发现明显放电点。

进一步将GIS母线上部三相盆式绝缘子拆除，观察三相母线导体情况，未发现明显放电点，但B相母线严重松动，用手抓住B相母线导体与上部绝缘盆连接的触头部分，可轻易转动B相母线，说明其母线固定位置存在松动。

对发现黑色粉末的B相支撑绝缘子处进一步解体，发现窝头内部以及相应的母线导体位置均存在大片烧蚀痕迹，如图4所示。

通过对110kV桂山站母线支撑绝缘子上的黑色粉末进行X荧光元素分析，发现检测出的金属元素主要是铜（Cu），另有少量铁（Fe）、铜（Cu）、锰（Mn）、银（Ag）。

4 缺陷原因分析

通过解体检查可以发现，110kV桂山站110kV GIS设备的母线是利用支撑绝缘子固定在母线筒内，如图3所示。母线穿过固定在支撑绝缘子上的窝头，再由顶丝将窝头和母线固定，如图5所示。该型号GIS设备的母线固定方式存在设计上隐患，固定窝头与母线导体的顶丝没有采取任何紧固措施，在运行过程中，该部位长期受电动力的作用，造成此部位松动，从而使窝头与导体接触不良，形成悬浮电位，产生局部放电。经过对110kV桂山站GIS母线的排查，发现其它多处窝头位置也存在不同程度的松动现象。

由此可以判定，该局放信号异常缺陷的原因是母线固定方式设计不合理，110kV四桂线B相母线支撑绝缘子处固定顶丝的松动，造成支撑绝缘子上的窝头和导体接触不良所致。

5 结论与建议

（1）该类型GIS设备的母线固定方式存在设计上的隐患，固定窝头与母线导体的顶丝没有采取任何紧固措施，在运行过程中，造成松动的可能性较大。

（2）要求厂家从设计角度对母线的固定方式进行改进，同时严格按照GIS设备的安装工艺要求对GIS设备的元器件进行安装。对于桂山站GIS设备存在的问题，要求厂家在重新安装时逐个紧固，并在窝头顶丝的螺纹孔内涂抹厌氧胶，保证其与母线导体的可靠连接。

（3）对该类型GIS设备应加强局部放电带电检测力度，对未安装GIS设备局部放电在线监测系统的110kV GIS设备进行定期带电局部放电测试。

6 结语

GIS设备在运行中的事故与故障时有发生，为了控制GIS设备事故与故障的发生，我们需加强GIS设备的出厂监造及见证、强化GIS设备的运维管理，不断提高GIS设备的运行可靠性。目前，防止GIS设备事故与故障发生的有效措施是对GIS进行带电局放测试或安装GIS局放在线监测系统以实现对其状态的实时监测，同时加强对SF6气体的微水、分解物等的测试，以便及时发现GIS设备存在的隐患，有效保证GIS设备的安全稳定运行。

参考文献：

[1]李兴旺，卢启付等.气体绝缘开关设备局部放电特高频在线监测技术及应用[J].广东电力，2012（6）.

[2]朱德恒，严璋，谈克雄等.电气设备状态监测与故障诊断技术.北京：中国电力出版社，2009：237-242.

[3]陈锦清，郑晓光.GIS故障检测新技术[J].广东电力，2001（5）：43-45.

[4]邱毓昌.用超高频法对GIS进行绝缘在线监测[J].高压电器，1997，33（4）：36-40.endprint

【摘 要】 阳江供电局110kV桂山站GIS设备局部放电带电测试中，首次检测到局放异常信号并伴有异响，为了进一步查明该设备局部放电原因及预防GIS设备故障的发生，对该GIS设备进行了停电解体处理。本文就该缺陷产生的原因进行了分析，并提出了相应的防范措施。

【关键词】 GIS  局部放电  解体检查

SF6全封闭组合电器（gas insulated switchgear，GIS）以其具有技术性能优良、可靠性高和占地面积少的特点，在110kV及以上电压等级的电网中得到了广泛应用。截至2013年底，广东电网110kV及以上GIS设备数量共3434个间隔，同比增加了181个间隔，增幅达    5.56%，其中220kV GIS间隔898个，110kV GIS间隔2536个，无500kV GIS设备。

随着我国电力事业的快速发展，GIS设备的规模日益扩大，但由于设备质量参差不齐、装配清洁度不够、元件选型不当、装配工艺等引起的GIS设备事故率呈明显的上升趋势，严重威胁着电网的安全稳定运行。开展GIS局部放电检测可以及时发现其存在的隐患，是保障电网安全运行的重要措施。本文针对GIS局部放电带电检测技术发现的一起110kV GIS设备局部放电异常缺陷进行了分析，通过对GIS的解体处理，查找故障原因并提出了处理措施。

1 设备概况

阳江供电局110kV桂山站110kV GIS设备为北京开关厂产品，型号为ZF4-110，出厂日期为2000年11月，于2002年5月投入运行，该站GIS设备运行多年来，运行情况良好。该站110kV母线为单母线接线方式，共包括2个主变间隔、2条出线间隔及1个母线PT间隔。

2 缺陷的发现及概况

2012年10月24日，我局在对110kV桂山站110kV GIS设备进行局部放电特高频带电测试时，首次发现110kV母线气室靠110kV四桂线1215间隔B相部位有较强的局放信号，并伴有间歇性放电声音。发现该异常局放信号后我们又对该GIS设备进行了局部放电超声波检测及SF6分解物测试，具体检测结果如下。

从图1所示的GIS局部放电特高频测试结果可以看出，通过C2探头测试得到最大局放电为768mV（标准值为≤50mV），高于标准值约15倍。

从图2所示的GIS局部放电超声波测试结果可以看出，幅值为48.2dB（标准值为≤30dB），超出18.2dB，约60.7%。

SF6分解物测试结果为：无SO2及H2S分解物，仅12151、12154刀闸、CT气室CO含量为179μL/L，超出注意值。

后经多次的跟踪测量，信号幅值逐渐减小，异响消失。同时发现该放电信号属于间歇性放电，在复测时有时测不到异常局放信号，但当敲击GIS母线筒时，该局放信号又会出现，由此可以确认局放异常缺陷的存在。根据前期的局放跟踪测量结果以及该GIS的母线支架主要装设在每节的两端（采用2.2M气室）的结构特点，初步判断放电源应在1215间隔母线位置。虽然SF6气体分解物测试结果无异常，但也不排除是由于母线气室太长太大取气口离放电源过远而导致的。

近两年来对该站GIS进行的局部放电测试均未发现异常，而本次局放信号的位置为110kV母线气室靠110kV四桂线1215间隔B相法兰连接处，并伴有间歇性放电声音。为了确保该站GIS设备的安全、稳定运行，进一步查明局部放电原因，决定对该GIS设备局放信号异常间隔进行解体检查。但由于党的十八大即将召开且缺少部分备品备件，为了确保十八大召开期间的可靠供电，经多方技术专家会商后定于十八大后对该站存在局放异常信号的GIS设备进行解体检查，解体前采取的主要控制措施如下：

（1）运行人员每天对110kV桂山站GIS设备进行一次特巡，特巡时要关掉GIS室内抽风机，然后靠近局放信号异常的间隔听有无异常放电声或其它异常，发现问题及时汇报;

（2）检修人员每周对110kV桂山站GIS设备进行一次SF6分解物测试，分析SF6分解物有无异常，发现异常及时上报;

（3）配合电科院每周对该站GIS设备进行一次局放带电测试，以跟踪局放信号的发展趋势;

（4）协同厂家制定解体检查处理方案，并在停电解体检查前做好施工的各项准备工作，确保解体检查工作顺利开展，使对用户停电造成的影响降到最低，最大限度的满足用户正常用电。

3 解体检查情况

经过前期的局放跟踪测量，初步判定放电源应在1215间隔母线筒位置。打开母线筒位置的手孔盖向内观察，发现B相母线导体的支撑绝缘子上表面存在大量黑色粉末，如图3所示。将母线上部刀闸部分拆除，发现母线盆式绝缘子外表光洁，未发现明显放电点。

进一步将GIS母线上部三相盆式绝缘子拆除，观察三相母线导体情况，未发现明显放电点，但B相母线严重松动，用手抓住B相母线导体与上部绝缘盆连接的触头部分，可轻易转动B相母线，说明其母线固定位置存在松动。

对发现黑色粉末的B相支撑绝缘子处进一步解体，发现窝头内部以及相应的母线导体位置均存在大片烧蚀痕迹，如图4所示。

通过对110kV桂山站母线支撑绝缘子上的黑色粉末进行X荧光元素分析，发现检测出的金属元素主要是铜（Cu），另有少量铁（Fe）、铜（Cu）、锰（Mn）、银（Ag）。

4 缺陷原因分析

通过解体检查可以发现，110kV桂山站110kV GIS设备的母线是利用支撑绝缘子固定在母线筒内，如图3所示。母线穿过固定在支撑绝缘子上的窝头，再由顶丝将窝头和母线固定，如图5所示。该型号GIS设备的母线固定方式存在设计上隐患，固定窝头与母线导体的顶丝没有采取任何紧固措施，在运行过程中，该部位长期受电动力的作用，造成此部位松动，从而使窝头与导体接触不良，形成悬浮电位，产生局部放电。经过对110kV桂山站GIS母线的排查，发现其它多处窝头位置也存在不同程度的松动现象。

由此可以判定，该局放信号异常缺陷的原因是母线固定方式设计不合理，110kV四桂线B相母线支撑绝缘子处固定顶丝的松动，造成支撑绝缘子上的窝头和导体接触不良所致。

5 结论与建议

（1）该类型GIS设备的母线固定方式存在设计上的隐患，固定窝头与母线导体的顶丝没有采取任何紧固措施，在运行过程中，造成松动的可能性较大。

（2）要求厂家从设计角度对母线的固定方式进行改进，同时严格按照GIS设备的安装工艺要求对GIS设备的元器件进行安装。对于桂山站GIS设备存在的问题，要求厂家在重新安装时逐个紧固，并在窝头顶丝的螺纹孔内涂抹厌氧胶，保证其与母线导体的可靠连接。

（3）对该类型GIS设备应加强局部放电带电检测力度，对未安装GIS设备局部放电在线监测系统的110kV GIS设备进行定期带电局部放电测试。

6 结语

GIS设备在运行中的事故与故障时有发生，为了控制GIS设备事故与故障的发生，我们需加强GIS设备的出厂监造及见证、强化GIS设备的运维管理，不断提高GIS设备的运行可靠性。目前，防止GIS设备事故与故障发生的有效措施是对GIS进行带电局放测试或安装GIS局放在线监测系统以实现对其状态的实时监测，同时加强对SF6气体的微水、分解物等的测试，以便及时发现GIS设备存在的隐患，有效保证GIS设备的安全稳定运行。

参考文献：

[1]李兴旺，卢启付等.气体绝缘开关设备局部放电特高频在线监测技术及应用[J].广东电力，2012（6）.

[2]朱德恒，严璋，谈克雄等.电气设备状态监测与故障诊断技术.北京：中国电力出版社，2009：237-242.

[3]陈锦清，郑晓光.GIS故障检测新技术[J].广东电力，2001（5）：43-45.

[4]邱毓昌.用超高频法对GIS进行绝缘在线监测[J].高压电器，1997，33（4）：36-40.endprint

【摘 要】 阳江供电局110kV桂山站GIS设备局部放电带电测试中，首次检测到局放异常信号并伴有异响，为了进一步查明该设备局部放电原因及预防GIS设备故障的发生，对该GIS设备进行了停电解体处理。本文就该缺陷产生的原因进行了分析，并提出了相应的防范措施。

【关键词】 GIS  局部放电  解体检查

SF6全封闭组合电器（gas insulated switchgear，GIS）以其具有技术性能优良、可靠性高和占地面积少的特点，在110kV及以上电压等级的电网中得到了广泛应用。截至2013年底，广东电网110kV及以上GIS设备数量共3434个间隔，同比增加了181个间隔，增幅达    5.56%，其中220kV GIS间隔898个，110kV GIS间隔2536个，无500kV GIS设备。

随着我国电力事业的快速发展，GIS设备的规模日益扩大，但由于设备质量参差不齐、装配清洁度不够、元件选型不当、装配工艺等引起的GIS设备事故率呈明显的上升趋势，严重威胁着电网的安全稳定运行。开展GIS局部放电检测可以及时发现其存在的隐患，是保障电网安全运行的重要措施。本文针对GIS局部放电带电检测技术发现的一起110kV GIS设备局部放电异常缺陷进行了分析，通过对GIS的解体处理，查找故障原因并提出了处理措施。

1 设备概况

阳江供电局110kV桂山站110kV GIS设备为北京开关厂产品，型号为ZF4-110，出厂日期为2000年11月，于2002年5月投入运行，该站GIS设备运行多年来，运行情况良好。该站110kV母线为单母线接线方式，共包括2个主变间隔、2条出线间隔及1个母线PT间隔。

2 缺陷的发现及概况

2012年10月24日，我局在对110kV桂山站110kV GIS设备进行局部放电特高频带电测试时，首次发现110kV母线气室靠110kV四桂线1215间隔B相部位有较强的局放信号，并伴有间歇性放电声音。发现该异常局放信号后我们又对该GIS设备进行了局部放电超声波检测及SF6分解物测试，具体检测结果如下。

从图1所示的GIS局部放电特高频测试结果可以看出，通过C2探头测试得到最大局放电为768mV（标准值为≤50mV），高于标准值约15倍。

从图2所示的GIS局部放电超声波测试结果可以看出，幅值为48.2dB（标准值为≤30dB），超出18.2dB，约60.7%。

SF6分解物测试结果为：无SO2及H2S分解物，仅12151、12154刀闸、CT气室CO含量为179μL/L，超出注意值。

后经多次的跟踪测量，信号幅值逐渐减小，异响消失。同时发现该放电信号属于间歇性放电，在复测时有时测不到异常局放信号，但当敲击GIS母线筒时，该局放信号又会出现，由此可以确认局放异常缺陷的存在。根据前期的局放跟踪测量结果以及该GIS的母线支架主要装设在每节的两端（采用2.2M气室）的结构特点，初步判断放电源应在1215间隔母线位置。虽然SF6气体分解物测试结果无异常，但也不排除是由于母线气室太长太大取气口离放电源过远而导致的。

近两年来对该站GIS进行的局部放电测试均未发现异常，而本次局放信号的位置为110kV母线气室靠110kV四桂线1215间隔B相法兰连接处，并伴有间歇性放电声音。为了确保该站GIS设备的安全、稳定运行，进一步查明局部放电原因，决定对该GIS设备局放信号异常间隔进行解体检查。但由于党的十八大即将召开且缺少部分备品备件，为了确保十八大召开期间的可靠供电，经多方技术专家会商后定于十八大后对该站存在局放异常信号的GIS设备进行解体检查，解体前采取的主要控制措施如下：

（1）运行人员每天对110kV桂山站GIS设备进行一次特巡，特巡时要关掉GIS室内抽风机，然后靠近局放信号异常的间隔听有无异常放电声或其它异常，发现问题及时汇报;

（2）检修人员每周对110kV桂山站GIS设备进行一次SF6分解物测试，分析SF6分解物有无异常，发现异常及时上报;

（3）配合电科院每周对该站GIS设备进行一次局放带电测试，以跟踪局放信号的发展趋势;

（4）协同厂家制定解体检查处理方案，并在停电解体检查前做好施工的各项准备工作，确保解体检查工作顺利开展，使对用户停电造成的影响降到最低，最大限度的满足用户正常用电。

3 解体检查情况

经过前期的局放跟踪测量，初步判定放电源应在1215间隔母线筒位置。打开母线筒位置的手孔盖向内观察，发现B相母线导体的支撑绝缘子上表面存在大量黑色粉末，如图3所示。将母线上部刀闸部分拆除，发现母线盆式绝缘子外表光洁，未发现明显放电点。

进一步将GIS母线上部三相盆式绝缘子拆除，观察三相母线导体情况，未发现明显放电点，但B相母线严重松动，用手抓住B相母线导体与上部绝缘盆连接的触头部分，可轻易转动B相母线，说明其母线固定位置存在松动。

对发现黑色粉末的B相支撑绝缘子处进一步解体，发现窝头内部以及相应的母线导体位置均存在大片烧蚀痕迹，如图4所示。

通过对110kV桂山站母线支撑绝缘子上的黑色粉末进行X荧光元素分析，发现检测出的金属元素主要是铜（Cu），另有少量铁（Fe）、铜（Cu）、锰（Mn）、银（Ag）。

4 缺陷原因分析

通过解体检查可以发现，110kV桂山站110kV GIS设备的母线是利用支撑绝缘子固定在母线筒内，如图3所示。母线穿过固定在支撑绝缘子上的窝头，再由顶丝将窝头和母线固定，如图5所示。该型号GIS设备的母线固定方式存在设计上隐患，固定窝头与母线导体的顶丝没有采取任何紧固措施，在运行过程中，该部位长期受电动力的作用，造成此部位松动，从而使窝头与导体接触不良，形成悬浮电位，产生局部放电。经过对110kV桂山站GIS母线的排查，发现其它多处窝头位置也存在不同程度的松动现象。

由此可以判定，该局放信号异常缺陷的原因是母线固定方式设计不合理，110kV四桂线B相母线支撑绝缘子处固定顶丝的松动，造成支撑绝缘子上的窝头和导体接触不良所致。

5 结论与建议

（1）该类型GIS设备的母线固定方式存在设计上的隐患，固定窝头与母线导体的顶丝没有采取任何紧固措施，在运行过程中，造成松动的可能性较大。

（2）要求厂家从设计角度对母线的固定方式进行改进，同时严格按照GIS设备的安装工艺要求对GIS设备的元器件进行安装。对于桂山站GIS设备存在的问题，要求厂家在重新安装时逐个紧固，并在窝头顶丝的螺纹孔内涂抹厌氧胶，保证其与母线导体的可靠连接。

（3）对该类型GIS设备应加强局部放电带电检测力度，对未安装GIS设备局部放电在线监测系统的110kV GIS设备进行定期带电局部放电测试。

6 结语

GIS设备在运行中的事故与故障时有发生，为了控制GIS设备事故与故障的发生，我们需加强GIS设备的出厂监造及见证、强化GIS设备的运维管理，不断提高GIS设备的运行可靠性。目前，防止GIS设备事故与故障发生的有效措施是对GIS进行带电局放测试或安装GIS局放在线监测系统以实现对其状态的实时监测，同时加强对SF6气体的微水、分解物等的测试，以便及时发现GIS设备存在的隐患，有效保证GIS设备的安全稳定运行。

参考文献：

[1]李兴旺，卢启付等.气体绝缘开关设备局部放电特高频在线监测技术及应用[J].广东电力，2012（6）.

[2]朱德恒，严璋，谈克雄等.电气设备状态监测与故障诊断技术.北京：中国电力出版社，2009：237-242.

[3]陈锦清，郑晓光.GIS故障检测新技术[J].广东电力，2001（5）：43-45.

[4]邱毓昌.用超高频法对GIS进行绝缘在线监测[J].高压电器，1997，33（4）：36-40.endprint