一起220 kV GIS正母线故障原因分析

刘春青，王立勇，王立光，丛学飞（吉林松江河水力发电有限责任公司，吉林 抚松 134500）



一起220 kV GIS正母线故障原因分析

刘春青，王立勇，王立光，丛学飞
（吉林松江河水力发电有限责任公司，吉林 抚松 134500）

〔摘 要〕介绍了某水电站电气主接线概况和220 kV GIS正母线故障事件经过和原因分析，指出了其预留母联间隔B相T接固定在制造设计上存在缺陷，并提出了处理方法及防范措施，确保了GIS设备的安全稳定运行。

〔关键词〕GIS正母线；T接固定；金属屑；放电

0 概况

某水电站220 kV双母线并列运行，1，2号主变接正母线运行，3，4号主变接副母线运行。该电站220 kV高压开关、隔离开关、母线等设备为SF6封闭式组合电器（GIS），2009年9月投产运行。

1 事件经过

2010-12-10T10：50，该电站220 kV母线差动保护动作，1，2号主变高压侧开关均故障跳闸。经检查，1号主变B相故障电流值为2 202.0 A，2号主变B相故障电流值为813.0 A，保护动作时间为8.3 ms，故障切除时间为50 ms。

2 原因分析

经检查，敞开式一次设备未发现明显故障点，正母线绝缘测试正常，初步判断故障点位于GIS内。对相关范围内GIS各气室SF6分解物进行测试，结果如表1所示。

表1 220 kV正母线GIS气室分解物测试报告 μL/L

GB/T8905—2008《SF6电气设备中气体管理和检测导则》中分解物质量指标：SOF2+SO2为12 µL/L，总分解物为50 µL/L。而220 kV正母线GM13气室SOF2+SO2含量（64.7 µL/L）超过标准值，因此可以判断，该气室发生过高能电弧放电；但未检出氢成分，说明放电不是由水分引起的。

如图1所示，从GM13气室打开后的情况看，本次故障为220 kV正母线预留母联间隔B相T接处屏蔽罩对外壳放电，中间介质为SF6气体，支撑绝缘子（图1中圆孔背面为支撑绝缘子）无放电痕迹，确认放电通道由异物造成。

图1 GM13气室B相T接处对外壳放电

检查发现故障气室内有少许疑似铝质的金属屑（见图2）。根据高电压理论，金属屑在封闭电场作用下会因感应电荷而带电，并在电场力的作用下产生振动、悬浮、飘移，且沿电场方向排列。因故障部位是T形接头，电场分布相对不均，屏蔽罩对地距离相对较短，故放电故障很可能是金属屑在电场作用下不断振动、飘移至该处造成的。金属屑有可能是出厂时遗留在导管或触头内的。本次放电点有2处，分别位于T接两侧屏蔽罩端部，并以T接为中心对称分布，但2点同时放电的概率很小，基本认定另一处为放电电弧漂移造成的。

图2 疑似铝质金属屑及其尺寸

从内部检查看，制造厂的产品结构设计存在缺陷，由于故障点T接处孔洞未设置屏蔽盖封堵（见图3），使该处电场分布不均，而此处容易累积杂物。这些杂物在电场作用下飘移出来造成杂物放电，最终导致此次故障的发生。

图3 T形接头设计缺陷

3 处理过程

（1） 对故障气室内部进行全面清理、清洁。

（2） 拆除B相导体，对各T接接头解体检查，对导体及屏蔽罩放电受损部位进行打磨修复（见图4）。复装后，经测试故障部位T接各接触电阻均合格。

（3） 与GIS设备厂家技术人员讨论分析，组织运维人员加装T形接头屏蔽盖，防止类似故障的再次发生。

图4 故障部位修复

4 防范措施

（1） 定期开展GIS气室超声波局放普查、超高频局放检测工作。超声波局放测试对振动信号十分灵敏，能够发现设备内部松动或金属颗粒缺陷；超高频局放测试是通过超高频传感器对GIS内部放电产生的超高频信号进行监测的。

（2） 加强GIS设备安装过程监督管理，尤其是对设备组装部分，要严把质量验收关，从源头上消除设备隐患。

（3） 加强设备检修管理，落实责任制，提升检修人员质量意识，确保检修设备清扫、检查全面。

5 结束语

该水电站220 kV GIS正母线故障原因较为特殊，容易被生产人员忽略，因此要提高生产人员的主体责任意识。此次设备故障事件也为其他GIS设备现场安装、检修管理敲响了警钟。

刘春青（1981-），男，工程师，主要从事水电厂设备运行管理，email：chunqing0@126.com。

王立勇（1976-），男，高级工程师，主要从事水电站运行管理工作。

王立光（1983-），男，工程师，主要从事水电厂设备运行管理。

丛学飞（1982-），男，工程师，主要从事水电厂设备运行管理。

收稿日期：2015-10-06；修回日期：2015-11-26。

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