550kVGIS断路器气体绝缘破坏原因分析

2017-11-01李剑眉

环球市场 2017年25期

关键词：罐体异物屏蔽

李剑眉

新东北电气集团超高压有限公司沈阳分公司

550kVGIS断路器气体绝缘破坏原因分析

李剑眉

新东北电气集团超高压有限公司沈阳分公司

GIS设备主体结构采用同轴圆柱体间隙，电场分布属于稍不均匀电场，运行可靠性高，故障率远低于敞开式开关站设备的平均水平，与常规电气设备方案相比，外露带电体少，对地闪络的几率仅为常规电气设备方案的30%～50%。本文介绍500kVGIS断路器现场交流耐压试验时发现的中间屏蔽罩和罐体之间的放电故障，通过检测SF6气体、检查电极外观、异物存在与否及主要配件损伤与否，并进行分析、排除，最终确定绝缘破坏的原因，并制定出今后的预防措施。

550kV ；GIS断路器；气体绝缘；破坏原因

1、550 kV GIS断路器气体绝缘破坏原因分析

1.1 故障发生过程

对500kVGIS断路器交流耐压试验前先进行老练试验，其老练和耐压加压程序为：从零升至352kV；持续10min后升至420kV；持续3min后再升至468kV，持续1min。在电压升至352kV，时间8min时，断路器内部发生了放电故障。

1.2 绝缘破坏位置

绝缘破坏位置发生在断路器中心屏蔽罩下部中间部位和与其最近的断路器罐体(接地)之间具体绝缘破坏位置如图1所示，绝缘破坏示意如图2所示。

图1 屏蔽罩的绝缘破坏位置

图2 绝缘破坏示意

1.3 断路器状况

(1)出厂试验：出厂试验全部合格。

(2)到达现场：运输纪录、冲击记录仪(3G以下)均良好。

(3)安装：安装对接，内部检查均良好。

(4)常规交接试验：试验数据全部合格，断路器全部操作次数68次。

(5)保护传动：断路器又进行了25次分合操作。

(6)交流耐压试验：断路器交流耐压时中间屏蔽罩和罐体之间发生放电。

1.4 故障原因检测及分析

(1)电场强度：故障屏蔽罩最大电场强度为14.4kV/mm，在运行电压462kV下有很高的余度，不会诱发电场集中的屏蔽罩外观，其表面状态和组装尺寸符合设计要求。因此，可以排除电场强度不足引起故障的可能性。

(2)SF6气体质量：SF6新气安装前进行了10%抽检试验，根据故障发生前后检测气体的结果，SF6气体正常，可以排除SF6气体引起故障的可能性。

(3)主要配件：a.合闸电阻/断口间电容器：肉眼检查合闸电阻和电容器，没发现异物，故障之后测量的电阻和电容器的结果与最终现场试验结果基本一致，可以排除合闸电阻和断口间电容器引起故障的可能性；b.屏蔽罩：出厂绝缘试验无异常，故障发生后对屏蔽罩进行了仔细的检查，故障位置之外屏蔽罩的外观良好，固定部位也良好，可以排除屏蔽罩本身引起故障的可能性；c.绝缘件：经肉眼检查没发现气泡、毛刺以及绝缘破坏的痕迹，可以排除绝缘件引起故障的可能性。

(4)罐体：除了绝缘破坏部位，其他部分状态良好。可以排除罐体引起故障的可能性。

(5)异物引起的绝缘破坏：a.内部异物：检查断路器、驱动部磨损情况，发现轻微磨损，虽然长距离运输有可能产生异物，但是根据冲击记录仪的纪录，都在3G以下，并且断路器到达现场之后进行的详细内部检查没有发现异物，可能是断路器操作造成的异物；b.外部异物：现场检查断路器内部时，有可能异物从外部进入或者检查人员造成的异物，隐藏在电场低的部位(罐体角落或屏蔽罩内侧)，有可能此异物因断路器操作以及气体流动浮游到故障部位引起绝缘破坏。

根据上述分析内容可以得出以下结论：

(1)从绝缘破坏造成的外观现象分析看，故障发生在气体中，导电性异物从罐体底部或者屏蔽罩内侧浮游到屏蔽罩表面电场集中位置引起绝缘破坏的可能性很高；

(2)对导电性异物产生的各种可能性进行的详细分析表明，异物是从断口的定位器磨损处及检查人员对内部检查时从外部带入的，异物隐藏在罐体角落，即电场比较低的部位或者屏蔽罩内侧，经受断路器操作冲击或气体流动浮游到故障部位引起故障的可能性最高；

(3)现场工频耐压试验时，屏蔽罩内的异物在电场的作用下游移引起绝缘破坏。因此，认定故障是由导电性异物浮游到屏蔽罩表面造成的。