一起110kV变电站GIS绝缘子故障定位分析

李秀广郭荣坤马 波周 秀郭 飞

（1.国网宁夏电力公司电力科学研究院，银川 750001；2.西安交通大学，西安 710049；3.国网河北省电力公司电力科学研究院，石家庄 050000）

一起110kV变电站GIS绝缘子故障定位分析

李秀广1,2郭荣坤3马 波1周 秀1郭 飞1

（1.国网宁夏电力公司电力科学研究院，银川 750001；2.西安交通大学，西安 710049；3.国网河北省电力公司电力科学研究院，石家庄 050000）

本文在对126kV GIS设备带电检测发现其存在放电故障，通过多种检测方法对故障进行了定位，判断了故障类型，对GIS带电检测具有一定的借鉴作用。

气体绝缘组合电器；设备；缺陷

SF6气体封闭组合电器（GIS）具有绝缘性能好、运行安全可靠、占地面积与空间体积小、安装和维修方便、免维护等优点，为此，GIS设备使用日益广泛。然而，在宁夏电网运行维护过程中，GIS设备的缺点也日渐增多，特别是对于全封闭的GIS设备来说，出现故障后定位和检修都比较困难[1-2]。一旦GIS设备出现故障，相对其他敞开式设备来说平均检修时间要比长很多，往往会造成较大范围的停电，导致非故障设备停电。

近几年，对GIS设备带电检测方法日益增多，检测技术也在不断提高，本文即通过带电检测对一起GIS支柱绝缘子故障进行了精确定位，为GIS设备带电检测推广应用提供了示范作用。

1 例行带电检测情况

某110kV变电站110kV GIS设备为设备型号为ZF5-126，2001年2月18日投入运行。2016年3月28日，对其进行例行带电检测工作中，发现该站110kVⅡ母母线 GIS内部存在异常局放信号，经过反复检查确认，怀疑其内部绝缘件存在绝缘放电现象。

1）特高频局放检测

使用DMS特高频局放检测仪及PDS-T90局放检测仪对该站GIS设备特高频局放检测，在110kVII母河镇线102间隔处检测到异常特高频信号，测试结果分别如图1、图2所示。

图1 DMS特高频局放检测PRPS/PRPD图谱

图2 T90特高频PRPD/PRPS图谱/周期图谱（增益关）

通过分析图1、图2可以看出，在110kV Ⅱ母河镇线102进线间隔绝缘盆子处测试到局放特高频脉冲信号，放电信号在工频相位的正、负半周均出现，工频周期内呈现两簇，且具有一定对称性，放电幅值较分散，具有绝缘缺陷特征，同时特高频局放检测 PRPS/PRPD图谱显示伴随有间歇性悬浮电位信号。

2）超声波局放检测

对110kV Ⅱ母母线气室进行超声波局放检测，在B相支撑绝缘子底部盖板部位采用AIA-2超声波局放测试仪及 T90测试仪均发现异常超声波信号（A、C相对应盖板部位超声信号正常，罐体其他部位超声信号正常），检测结果分别如图3、图4所示。

图3 AIA-2超声波局放检测结果

图4 T90超声局放检测图谱

超声波局放检测结果可知，在110kVⅡ母B相支撑绝缘子底部盖板测试到异常超声信号，超声信号有效值及峰值均大于背景值，存在频率成分分量，并且频率成分 2大于频率成分 1，相位图谱显示单周期内具有明显两簇信号，具有典型局部放电特征。

2 局部放电定位分析

2.1 定性分析

典型的特高频多周期（10ms/格）测试数据如图5所示。

图5 多周期测试数据

由图5可以看出，在工频周期（20ms）正负半周各出现一簇脉冲信号，每簇出现脉冲信号数量较多，幅值大小不均，信号最大幅值为 2.08V，周期中偶尔出现单根大脉冲，综合上述判断该气室放电类型为绝缘及浮电位放电同时存在。

2.2 定位分析

1）定位测试步骤一

首先确认信号来自110kV Ⅱ母母线气室，将红色传感器放于110kV河镇线102Ⅱ母进线C相绝缘盆子处，绿色传感器分别放于红色传感器的上、下、左、右、前、后，现场测试位置如图6所示，现场测试数据如图7所示。

图6 定位步骤一典型现场测试照片

图7 定位步骤一典型测试数据

由以上测试数据分析，红色传感器波形始终出现，绿色传感器波形出现滞后或无波形，由此确认信号来自110kV Ⅱ母母线气室内。

2）定位测试步骤二

在经过定位测试步骤1之后，缩小了故障区域，判断信号来自110kV II母母线B相绝缘支撑子处，现场测试照片如图8所示，测试数据如图9所示。

图8 现场测试位置1

由图9可以看出，红色传感器信号与黄色传感器信号测试数据起始沿基本重合，说明放电源在两传感器中间垂直平面内，如图9所示的平面。重新调整传感器位置之后，测试位置如图10所示，测试结果如图11所示。

图9 测试结果1

图10 现场测试位置2

图11 测试结果2

通过图11可以看出，红色传感器信号与黄色传感器信号测试数据起始沿重合，说明放电源在两传感器中间垂直平面内，如图11所示平面。

结合上述定位测试步骤一、步骤二及GIS内部结构，综合判断局放源在110kV Ⅱ母母线气室内B相母线支撑绝缘子上，如图12中所圈的位置。

图12 现场设备放电源位置

3 气体成分检测

为进一步确定缺陷性质，对GIS 110kV Ⅱ母母线气室进行 SF6气体分解产物再次进行了检测，检测发现该气室纯度正常，湿度正常，H2S、SO2含量正常，存在CO含量，CO达19.1μL/L，结合气体分解产物判断GIS内部应存在绝缘部位缺陷，与局放带电检测缺陷性质相匹配。

4 现场检测结果

经过反复检测发现，110kV Ⅱ母河镇线102间隔处B相支柱绝缘子部位存在绝缘缺陷，并伴随有悬浮电位特征，原因可能为绝缘子内部存在气隙、裂纹或沿面放电，绝缘子导体端及接地端部位存在结构件松动缺陷，建议尽快进行停电检修处理。

5 检修处理措施

根据现场试验检测结论，4月19日对110kVⅡ母母线进行检查。根据定位气室，打开了 110kVⅡ母母线气室母线侧盖板，检查发现该气室下端指数绝缘子内部颜色变为深灰色，其余未发现异常现象。现场检查结果如图13所示。更换该绝缘子后，送电后进行带电检测，放电信号消失，设备运行正常。

图13 故障绝缘子

6 结论

1）通过带电检测对故障位置进行了精确定位，并判断了故障类型，经过解体验证了带电检测的有效性。

2）带电检测发现异常情况后，应综合多种方法对故障进行定位，判断其故障类型，对严重、危机缺陷需及时停电检修。

[1]段剑,张立群,甄利,等.一起500kV断路器故障的分析和治理[J].高压电器,2010,46(7): 90-92.

[2]杨俊锋.一起 GIS断路器控制回路故障的分析与处理[J].高压电器,2009,45(6): 158-160.

[3]朱建武,周保红.GIS隔离开关触头烧损故障分析[J].江西电力,2010,34(3): 20-21.

[4]黄凌洁,王玮,吴振升,等.基于模糊理论的高压SF6断路器故障诊断模型的研究[J].高压电器,2008,44(3): 246-249.

[5]刘兆林.雷击引起的高压断路器故障分析[J].高压电器,2009,45(3): 66-69.

[6]杨会民,宋明刚.HPL-550B2型断路器故障分析[J].高压电器,2009,45(1): 114-115.

一种高压开关柜的分布式局部放电检测预警系统

近日，国家知识产权局公布专利“一种高压开关柜的分布式局部放电检测预警系统”，申请人为无锡市惠山合力传热设备厂。

本发明公开了一种高压开关柜的分布式局部放电检测预警系统，包括控制器，所述控制器与数据比对模块双向连接，控制器的输出端与显示器的输入端连接，数据比对模块的输入端通过模数转换器与峰值保持单元的输出端连接，峰值保持单元的输入端通过滤波单元与电压互感器的输出端连接，数据比对模块的输出端通过反馈模块与微处理器的输入端连接。

该高压开关柜的分布式局部放电检测预警系统，可检测电力设备是否存在局部放电的现象，若电力设备出现局部放电情况，通过微处理器驱动蜂鸣报警器发出蜂鸣警报，同时通过无线路由器进行远程报警，使工作人员及时知晓情况，达到可减少事故发生的效果。

一种防拆式智能电表保护系统

近日，国家知识产权局公布专利“一种防拆式智能电表保护系统”，申请人为国网山东省电力公司无棣县供电公司。

本发明公开了一种防拆式智能电表保护系统，包括壳体，壳体的内部设置有权限检测识别模块、壳盖状态检测模块和反馈模块通过线缆与信息处理模块，权限检测识别模块、壳盖状态检测模块和反馈模块通过线缆与信息处理模块连接；权限检测识别模块包括无线接收装置、IC卡识别装置和指纹识别装置，无线接收装置用于接收远程授权的权限信号。

本发明通过对操作人员的权限识别以及壳盖的状态检测，判断当前的操作人员是否处于非法强拆现象，并记录和发送强拆信号，及时提醒远程服务器以及管理人员，当前电表的操作状态，保护智能电表的安全，防止窃电现象发生，保护供电公司财产。

Case Study of a Post Insulator Fault in the 110kV GIS Substation

Li Xiuguang1,2Guo Rongkun3Ma Bo1Zhou Xiu1Guo Fei1
(1.State Grid Ningxia Electric Power Research Institute,Yinchuan 075001; 2.School of Electrical Engineering,Xi’an Jiao tong University,Xi’an 710049; 3.State Grid Hebei Electric Power Research Institute,Shijiazhuang 05000)

In this paper,when the GIS 126kV equipment is charged detection,it is found that the existence of discharge fault,through a variety of detection methods to locate the fault,determine the fault type,the GIS live detection has a certain reference.

GIS; equipment; defects

李秀广（1981-），男，河北邢台人，博士研究生，高级工程师，从事电气设备技术监督工作。