一起252 kV GIS设备故障分析

徐华，刘浩军，潘杰，林钧

（1.浙江省电力公司电力科学研究院，杭州310014；2.浙江省电力公司，杭州310007；3.宁波电力局，浙江宁波315016）

一起252 kV GIS设备故障分析

徐华1，刘浩军1，潘杰2，林钧3

（1.浙江省电力公司电力科学研究院，杭州310014；2.浙江省电力公司，杭州310007；3.宁波电力局，浙江宁波315016）

分析了一起252 kV GIS故障，相关试验表明故障气室的SO2和H2S含量较高。分析认为故障的直接原因是设备安装中出现纰漏，母线导体插入深度过短，或者限位卡箍未起作用，当线路发生接地时在电动力作用下导体套筒轴向位移过大，引起母线放电烧损，为此提出了防范的措施。

GIS；断路器；母线；故障；分析

GIS（封闭式组合电器）与常规敞开式高压电器设备相比，具有占地面积和受外界环境影响小，运行可靠性高、维护工作量小、检修周期长的特点。但GIS设备一旦出现内部故障，设备停电范围和处理难度较常规设备大得多。因此应加强GIS设备制造、安装、运行维护和检测试验，及时发现GIS异常现象并采取相应措施，避免故障发生或扩大。

1 设备故障情况

某252 kV GIS设备201断路器出线B相运行中出现接地故障，201断路器跳闸。在201断路器重合闸前，正母母差差动保护动作，故障录波器上显示V相发生接地故障。随后220 kV母联开关跳闸，正母上其它负载全部跳开，正母失电。下午正母改检修方式完毕，几分钟后，副母母差差动保护动作，故障录波器上显示V相发生接地故障。随后副母上其它负载全部跳开，副母失电。

故障前220 kV侧运行方式，1号主变压器、201和204断路器出线接正母运行（副母隔离开关断开）；2号主变压器、202和203断路器出线接副母运行；220 kV母联开关运行，接线如图1所示。252 kV GIS正副母线隔离开关动触头位于各自母线侧，正副母线隔离开关静触头导通，与断路器母线侧流变气室母线侧接头构成一个“T”型结构。

2 相关检查及试验

现场检查发现203断路器出线V相正母闸刀气室表压至0，其余气室压力未见明显异常，203断路器出线V相正母隔离开关气室防爆膜未见明显异常。

图1 故障前的系统一次接线

201出线V相接地故障后，相应线路断路器跳闸，导致母线系统暂态电压升高，故障录波器显示母线侧V相过电压倍数是1.12倍，201出线V相接地故障电流是19.66 kA，正母母差差动电流22.39 kA，副母母差差动电流15.90 kA。

对GIS所有气室进行分解物测试，在对203断路器V相正母隔离开关气室分解物测试时，仪器显示超量程，断路器201，203，220 kV母联和204的V相4个气室分解物测试结果如表1，其余气室分解物测试未见异常。次日，用SF6纯度测试仪和同厂家分解物测试仪对4个气室进行复测，测试结果与表1相近。

表1 气体分解物测试值

对故障的203断路器V相正母隔离开关气室进行解体时发现：气室内有大量的灰色粉尘，附近的母线导体套筒和导体脱开，套筒轴向位移达40 mm左右，脱开的母线导体连接面烧蚀严重，母线导体连接面对伸缩节放电，203断路器V相正母隔离开关静触头对外壳放电，隔离开关气室伸缩节泄漏，如图2—4所示。

3 故障原因分析

201出线线路附近有一工地的塔吊正在施工，塔吊在吊重物的过程中钢丝绳索断裂，绳索反弹导致201出线V相接地。正母失电原因有：

（1）203出线V相正母隔离开关附近的正母导体插入深度不够或限位卡箍安装不到位，导致母线导体接触不良；

图2 母线导体脱开

图3 母线导体连接面对伸缩节放电

图4 隔离开关气室伸缩节泄漏部位

（2）201出线V相接地，接地故障电流19.66 kA，在电动排斥力作用下，引发203出线V相正母隔离开关附近的正母导体进一步接触不良，导体套筒发生轴向位移；

（3）导体连接面被短路电流烧蚀，引发导体连接面电场严重畸变。烧蚀残留物遗留在该气室内，引发气室内气体绝缘性能下降；

（4）201断路器跳闸后，引发V相母线过电压，并导致V相母线导体对伸缩节放电。

203出线V相正母隔离开关气室发生一次接地故障后，气室内气体成份发生变化，大量烧蚀残留物遗留在气室内，引发气室内气体的绝缘性能严重下降，导致V相正母隔离开关静触头部分不能承受正常运行相电压而对外壳放电，正副母隔离开关静触头导通，继而副母失电，静触头表面和筒体内壁有明显的电弧烧蚀痕迹也证明了这一点。

203出线V相正母隔离开关气室再次发生接地故障（副母接地故障），压力增加，伸缩节焊接位置薄弱处在该压力下出现泄漏，导致气室表压至0，检查该气室防爆膜未动作。

4 防范措施

（1）安装时仔细核查母线套筒内导体长度及连接处插入深度，通过回路电阻测试进行检查，应加强横向、与厂家设计值间的比较，确保安装质量。

（2）对母线套筒内导体连接处的限位卡箍在投运前加强抽检，必要时借助X射线成像技术进行抽查，防止漏装或偏移而引起导体套筒在振动和电动力下发生轴向位移。

（3）母线停电类的故障发生后，需立即对相关气室进行SF6分解物测试，找出故障气室，重点关注母线隔离开关气室，防止双母线失电。

（4）加强压力释放装置的抽检，确保其正确可靠动作。

（5）加强伸缩节水压试验和气密性试验的抽检，加强焊接部位的检查。

[1]罗雪琛.SF6气体绝缘全封闭组合电器（GIS）[M].北京：中国电力出版社，1999.

[2]徐世山，孟可风，刘文泉.一起363 kV GIS充电闪络故障的原因分析[J].高压电器，2007，43（1）∶74-76.

[3]何善喜.550 kV GIS盆式绝缘子闪络事故的分析[J].高压电器，2003，39（3）∶79-78.

[4]梁之林，朱大铭，张英杰.两起GIS组合电器事故原因分析[J].吉林电力，2007，35（4）∶36-38.

（本文编辑：杨勇）

Analysis on a Fault of 252 kV GIS Equipment

XU Hua1，LIU Hao jun1，PAN Jie2，LIN Jun3
（1.Z（P）EPC Electric Power Research Institute，Hangzhou 310014，China；2.Zhejiang（Provincial）Electric Power Company，Hangzhou 310007，China；3.Ningbo Electric Power Bureau，Ningbo Zhejiang 310516，China）

The paper analyzes a fault of 252 kV GIS equipment.The test shows that SO2and H2S concentrations in the faulty chamber are high.It is analyzed that the fault is caused by careless mistakes during equipment installation，short insertion of bus conductor or failure of stopper clips.When the lines are grounded, there is a large axial shift of conductor bushing due to electrodynamic force，which causes discharge burning of the conductor.Therefore，the paper proposes preventive measures.

GIS；switch；bus；fault；analysis

TM561.3

：B

：1007-1881（2013）09-0014-02

2013-03-18

徐华（1979-），男，湖北石首人，工程师，从事电力开关设备的运行管理工作。