500 kV GIS电压互感器事故分析和处理

2012-06-15尹利群

湖南电力 2012年5期

尹利群

(五凌电力有限公司，湖南长沙 410004)

1 设备及事故情况

某新建水电站采用GIS出线，两进两出，带1个TV间隔。设备投产前对GIS进行了老练和耐压，无异常;由于技术原因，GIS耐压时不能带入TV间隔，实际上TV间隔未经过耐压考验。

2011年12月31日，调度部门安排对电站500 kV GIS受电。第1次受电冲击时升压站A，B双套母线差动保护动作，动作报告显示为B相接地故障。分析故障录波和保护动作报告:故障时A相电压上升正常;B相电压异常，电流最大值达到8 000 A;C相电压最初5 ms电压异常，后上升到正常值，16 ms时母差保护动作，初步判断为500 kV母线电压互感器B相故障。将TV间隔返厂解体，发现一次绕组不通，有强烈的刺激性气味。

图1 TV间隔损坏情况

如图1所示，壳体内壁有放电后粉尘，盆式绝缘子、盆式绝缘子侧连接导体、盆式绝缘子侧壳体部位、一次线圈高压屏蔽等部位有放电击穿及烧伤痕迹;一次连接导线烧损，其外绝缘套管完好;低压屏蔽连接导线用螺栓掉落。

2 事故原因分析

该TV结构为倒装式，结构图如图2所示。

图2 TV间隔结构示意图

解体检查发现低压屏蔽连接导线螺栓脱落，掉落在盆式绝缘子低压侧。该TV一次线圈高压屏蔽由2部分组成，组装后留有一定间隙，该间隙正对壳体放电位置。推测由于投运前低压屏蔽导线连接螺栓掉落到盆式绝缘子地端，与该间隙形成了近似于针－板形态的高低压电极绝缘结构，在冲击受电时被击穿。

通过对事故时运行方式、母线保护动作及解体检查情况的分析，可以判断此次事故是由于低压屏蔽连接螺栓松动后，掉落在盆式绝缘子低压侧引起，属于厂家质量问题。

3 故障处理及投运前耐压试验

由于整个间隔无修复价值，因此进行了更换，新间隔在厂内完成试验后运至现场重新安装。

为确保TV间隔在投运前的质量，一般情况下，应检查GIS内电压互感器、避雷器经长途运输、储存及总体装配过程中元件是否松动、损伤、变形，内部是否存在活动微粒、杂质或毛刺等，防止意外因素导致绝缘故障;并且需要在设备投运前再次进行TV耐压试验。而事故TV未进行投运前耐压试验的原因:一是三倍频设备容量比较大，当时试验设备不能满足要求;二是该TV间隔中还带有避雷器，该避雷器为死连接。

为检查GIS内更换后的电压互感器、避雷器绝缘状况，防止故障再次发生，在故障相电压互感器恢复后对500 kV电压互感器、避雷器间隔进行了耐压和带电检测试验。由于避雷器与电压互感器相连，在现场难以拆解，目前对电压互感器、避雷器GIS间隔耐压方法没有明确规定〔1〕，本次耐压试验时综合考虑2个设备的耐压水平，选择一个合理的试验方法、电压及频率。制定试验技术方案时必须考虑避雷器的耐压水平:电压互感器的绝缘水平为740 kV，避雷器6 mA下工频参考电压为455.5 kV，因此整个施加的电压不能超过455.5 kV;电压互感器的二次绕组容量为100 VA，如果从二次绕组感应加压，由于一次杂散电容、避雷器工频电流等的影响，二次绕组中的电流会远远超过额定电流，有可能导致二次绕组永久性损坏，因此本次试验采用从一次加压的方法;考虑到现场从一次串联谐振加压的试验频率难以超过100 Hz(从GIS耐压试验的情况来看，试验频率在40～100 Hz之间，且本次试验尚需带上避雷器)，为了防止互感器过激磁，该试验电压不宜过高。

综合考虑各方面因素，试验电压值的方案如下:由于互感器绝缘水平比避雷器参考电压高，因此按照避雷器额定耐受电压的80%计算，选取试验电压值为444 kV×0.8=355 kV，试验频率则控制在48～60 Hz(试验频率过高容易造成避雷器损坏)，耐压时间1 min;在电压升至设定电压后，利用超声波/特高频局放检测仪检测电压互感器、避雷器处的局放信号，对比典型放电图谱，检查是否存在放电性缺陷。

试验过程中，互感器、避雷器间隔在耐受电压下耐压1 min，未发现明显放电、击穿及闪络现象，同时带电检测试验在电压升至设定电压后，超声波/特高频局放检测试验合格。