500 kV GIS 母线失压故障诊断方法

魏忠明，魏欣，袁峻，杨所云，白双全，陈井锐

(1.云南省送变电工程公司，昆明 650216;2.湖南大学，长沙 410000;3.云南电网公司昆明供电局，昆明 650000)

0 前言

GIS 内部结构非常紧凑，其对内部的绝缘要求非常严格。因GIS 的结构及制造工艺问题，当GIS 发生故障时，如何快速准确地对其故障部位进行诊断确定，将直接影响设备的停电范围、时间及维修费用。本文针对一起500 kV GIS 母线内部故障失压情况，通过解体找到了直接原因，针对现有诊断方法中的不足，提出了GIS 设备工艺结构和诊断方法的改进措施。

1 500 kV GIS 母线故障失压情况

某500 kV 变电站500 kV GIS Ⅲ组母线母线差动保护动作，与Ⅲ母相连的断路器5312、5322、5341 (4 号主变)、5351 正确跳闸，Ⅲ组母线失压，继电保护正确动作。如图1 是电压互感器、电流互感器信号采取位置。

图1 电压互感器、电流互感器信号采取位置

2 故障诊断分析

2.1 采用排除法确认疑似故障段

2.2 通过解体确认故障

解体方法:通过压缩波纹管200 mm 将主母线平面接触导体拆下。为了防止伸缩节波纹管往下坠，必须用临时支撑支着分离后的波纹伸缩节管。拆除母线单元过程中，要搭设临时支撑架，以防止拆除过程中母线筒下坠或偏移。

2.3 故障原因分析及处理

500 kV Ⅲ段母线MB3－8B3 支柱绝缘子在制造过程中留下粘接不良的缺陷后，由于运输中受力导致产生的间隙，在长期运行局部放电作用下，最终支柱绝缘子内部贯穿性放电，并引发爆炸，导致Ⅲ段母线失压。

3 设备存在的问题及改进措施

3.1 设备存在的问题

问题1:两气室共用一表监测

534 13 隔离开关B 相的MB3－3B 气室与Ⅲ组母线MB3－8B 气室，是用止气盆式绝缘子隔断而形成的两个独立气室，但现场却通过一根小管将两个气室连通，共用一个阀门控制，引下后使用一个SF6密度继电器同时监测两个气室。这种安装方式，失去了两个独立气室间的止气盆式绝缘子的存在意义。故障时，肯定会扩大设备的检修范围。

改进措施:根据SF6气体设备设计及反措规定要求，将其改造成一气室一表监测。

问题2:GIS 伸缩节波纹管的数量及设置待优化

该套GIS 伸缩节波纹管的数量及设置，未充分考虑检修便利性。造成未发生击穿的另外两段GIS 母线筒也需要配合停电检修，扩大了检修的范围。

改进措施:签订技术协议时，应从检修的角度，在适当位置增设工艺波纹管。

问题3:未设置设备状态观察窗

据统计，GIS 故障多发生在绝缘件、导体连接及开关触头处。由于检查方法单一，检修效率较低。

改进措施:需在适当位置设置设备状态观察窗，以便于观察开关动静触头接触情况及故障查找，缩短检修时间。

问题4:优化主母线垂直布置安装方式

该套GIS 三相主母线呈垂直布置方式，此次故障相B 相位于顶部，尚可检修。但A、C 相一旦出故障，将加大检修难度。势必会引发扩大检修范围、延长检修时间等后遗症。

改进措施:在产品设计阶段，应优化三相主母线与分支母线连接布置方式。如:三相主母线呈水平布置或“品”字形布置或三相主母线呈楼梯形斜向垂直布置等。

问题5:优化断路器布置方式

该套GIS 断路器与主母线呈平行布置方式，一旦中相(或内侧)断路器出故障，将带来加大检修难度、扩大检修范围及延长检修时间等问题。

改进措施:在产品设计阶段，应优化断路器布置方式。如:断路器与三相主母线呈垂直布置方式。检修时，便于断路器进出。

3.2 诊断方法改进措施

1)该套GIS 由于结构原因，导致只能采取伸缩节波纹管和母线整体拆除的方法。现场必须反复调整吊点(始终找不到重心点)，加大了设备安全风险，延长了检修时间。建议拆除前，厂家应提供整体拆除设备重心点位置、重量等参数。

2)在日常维护中，建议采用UHF 测量法，定期对GIS 设备盆式绝缘子法兰及支柱绝缘子进行局放试验。

3)为进一步提高GIS 绝缘件质量可信度，检测试验做出明确要求，延长局放试验时间:由10 分钟延长到30 分钟;用X 射线探伤等试验手段，全检支柱绝缘子;按比例抽检其抗弯、抗压等强度试验。

4 结束语

经事故检修后的500 kV 草铺扩变电站Ⅲ组母线已安全运行于电网。文中从安装和检修的角度，对暴露的问题及仍然存在的隐患，提出了一些看法和建议，以期与同行们共享的同时，能提高产品质量和设备安全运行水平。

［1］云南省送变电工程公司.500 kV 草铺变电站500 kV Ⅲ母GIS 现场拆解三大措施［Z］.昆明，2014，5.

［2］云南省送变电工程公司.500 kV 草铺变电站500 kV Ⅲ母GIS 现场恢复三大措施［Z］.昆明，2014，5.

［3］中华人民共和国住房和城乡建设部.电气装置安装工程高压电器施工及验收规范(GB501 47－2010) ［S］.北京，2010，12.