110KVGIS故障原因分析及应对措施

崔伟

摘要：本文以某个变电站110 kV绝缘金属封闭开关设备（GIS）内部放电故障作为实例，并且通过全面而又详细的查询保护动作信息，现场检查以及试验分析和返厂解体检查，最终确定了故障的位置以及该点发生故障的类型。并且得出刀闸动触头固定转动轴的相间绝缘子质量缺陷是引发这次故障的主要原因，本文通过针对此类故障从设备运输、安装、试验等方面提出了一系列的预防措施，从而有效地防止同类型的故障再次发生给人们的生产生活活动造成损失。

关键词：GIS设备;内部放电;故障原因;措施

引言：

六氟化硫气体绝缘全封闭组合电器（GIS）有着很多方面的优点。在进行该组合电器使用的过程当中，所需要用到的占地面积非常的小。与此同时，当工作人员需要对该组合电器（GIS）进行安装维护的时候，相应的工作量也比较小。由于一系列优秀的特性，该组合电器在现代变电站中得到了越来越广泛的使用，但是由于技术上的一系列缺陷，该电器在使用的过程当中产生了各种各样的问题。比如说会发生气体泄漏、开关故障等等。由于该设备是一个全封闭的结构，因此工作人员很难通过直接观察检查设备内部的运行情况。该设备一旦发现问题，将会给人们的日常生产生活带来极大的困扰，维修工作会非常的困难。近些年来人们采用了一系列的方法手段对该组合电器进行维修。但是由于放电过程具有瞬时性以及复杂性等特点，在故障发生之前很难有效地监测出来。因此有必要通过对故障发生的具体原因进行全面而又详细的探查，从而制定出一系列特定的有效措施，对提高设备运行可靠性有着非常重要的意义。

1事故发生概述

在2018年8月3号14时56分零五秒。某个变电场的主变A、B、C三相组一、组二差动速断、比率差动保护动作，跳开关高2202、变中1102、变底522三侧开关。发生故障的时候，工作人员没有进行任何的无关操作。事故发生后，通过对变电站之前保留的数据进行分析后可以发现其他设备也没有发生跳闸的情况。该事件的发生并没有造成变电站发生失压的严重事故，同时也并未造成一些重要的用户以及其他负荷损失。

2现场检查及故障原因分析

2.1保护动作情况

通过细致的分析后不难发现，该变电场在该组合电器发生故障之后采取了一系列的正确保护动作。从二号主变保护动作情况以及对故障的录播情况来看，故障点有很大可能发生在主变变中母线侧CT至主变变中套管之间，存在着A、B相变短路故障再发展到A、B、C三相短路故障，最大的短故障电流可达14000A。

2.2现场检查情况

当该组合电器发生故障之后，变电站的相关工作人员立即展开相应的检查工作。对二号主变本体以及三侧开关全站的避雷器动作情况以及其他设备进行了全面而又詳细的检查。检查结果发现。GIS设备的气压正常，并且其最重要的保护外壳外部并没有一些异常的痕迹。主变本体以及一些相关附件的检查也没有发生有任何异常情况的出现。

该项工作进行完成之后，工作人员还对二号主变变高变中间隔GIS设备所有的气室进行气体湿度以及分解物的相关实验。通过实验结果发现，二氧化硫气体的质量分数远远超出正常标准，并且比上一次的实验数据发生了大幅度的增加情况，与此同时还有一些其他的异常情况。

通过试验的结果不难发现。当该组合电器故障发生之后，2202、1102开关由于刚刚开始断开短路故障电流。因此气室内部的六氟化氢气体在电弧的作用下分解反应生成了一定浓度的二氧化硫气体。通过对分解物进行详细的测试后发现所生成的二氧化硫气体由于时间比较短，还没有被吸附剂吸收和发生还原反应。仅仅是存在着微量的超标现象。通过研究发现，刀闸气室并不能够正常的分和电流以及短路故障电流。如果这一部分并没有相关异常发生的话，一般也不会出现二氧化硫气体大幅度增加的现象。通过对这些现象进一步总结，判定故障位置可能为11024刀闸气室。而且很有可能是气势内部的CT，GIS盘式绝缘子或者支柱绝缘子发生闪络放电，进而引发三相短路接地故障

2.3设备解体检查情况

变电站安排相关工作人员对11024刀闸气室打开安装手孔并且进行详细的检查。将外盖打开后，发现11024刀闸动触头转动固定转动轴A、B之间的瓷绝缘子炸裂。不仅如此，还有一部分是碎片掉落到气室的底部。1102是地道近触头以及附近的导体有一些明显被电弧烧过的痕迹，并且在气室内部发现有大量的白色粉末，而11024刀闸静触头并没有发现有相关的异常情况。

2.4故障原因分析

通过对实物的确认结果。发生故障的现象以及与和故障录波图非常的吻合。A、B相之间由于一系列因素的影响，率先发生短路电流。由于短路电流并没有得到适当的处理，因此，进一步发展为三相对地放电。放电的结果是使得电弧在电磁力的作用下发生转动，进而在支撑框架上留下了多处被烧焦的痕迹。

3防范措施

为了避免类似的故障，在今后变电站运行的过程当中再次发生给变电站带来巨大的经济损失。在GIS设备由于一系列原因需要进行运输的时候，当运送到指定变电站地点对该GIS设备进行安装的过程当中，以及对该设备进行试验的时候，应该着重注意以下几大方面的问题：

首先在该设备进行运输的过程当中，应该进一步加大运输方面的管理。如果条件允许的话，应该在运输的过程当中给相关运输设备安装一套完整的动态监控系统。通过该动态监控系统的合理应用，可以及时发现运输过程当中设备所受到的一些异常冲击的情况，从而尽量避免设备在运输的过程当中由于震动而发生的故障。

其次，应该进一步提高GIS设备安装的质量。在进行安装的过程当中，应该进一步规范施工的工艺手段。在设备进行现场安装的时候，应该指派一些专业的技术人员进行现场严格把控。最好有一些专业的施工队伍，严格的按照GIS安装作业指导书以及安装质量检验卡进行相应的安装工作。避免在设备安装的过程当中出现暴力安装的事件，从而从源头上防止因为绝缘件质量的问题而导致故障再次发生。

在GIS设备运行的过程当中，应该定期不定期的对GIS设备进行隐患以及缺陷方面的检查。与此同时变电站还应该定时安排一些工作人员对该设备的正常运行进行检查。从而随时了解GIS设备的运行工况。

4结束语

本篇文章主要对220 k V 某站G I S 设备刀闸气室内部的故障原因进行了全面而又详细的分析，并且通过一系列的诊断性试验初步确定了故障所发生的位置。然后结合详细的实验故障滤波以及设备解体检查的结果，对放电痕迹进行细致的研究，最后总结出刀闸动触头固定转动轴的相间绝缘相子的缺陷是造成这次故障最为主要的因素。与此同时，结合自出故障分别从设备运输、安装、试验等方面提出了一系列的相关预防措施，从而防止相似的是故障再次发生。

参考文献：

[1]  陈红英，王彦荣，金安.高速铁路牵引供电GIS柜故障分析及思考[J].电气化铁道，2019，30（S1）：192-196.

[2]  郑吉安.探讨500 kV GIS设备故障检修[J].通信电源技术，2019，36（11）：275-276+278.

[3]  张鸿.某110kV变电站GIS终端漏气原因分析[J].设备管理与维修，2019（22）：97-99.

[4]  钱金鑫，董良雷.基于GIS技术的通信光缆故障在线检测系统[J].中国新通信，2019，21（19）：29.

[5]  刘敏，杨东.GIS设备吸附装置引起的故障分析及改进措施[J].水电与抽水蓄能，2019，5（04）：113-116+120.

（作者单位：国网江苏省电力有限公司淮安供电分公司）