摘要：气体绝缘金属封闭开关设备（Gas Insulated Switchgear，以下简称 GIS）以其运行安全可靠、占地面积小、维护方便等优势，在电力系统广泛使用。随着 GIS 设备的大量使用，GIS 的事故时有发生，造成经济损失大，甚至威胁到电网的安全运行。所以对 GIS 设备进行带电检测，及时发现异常、排除故障、避免事故，对电网的安全运行非常有意义本文作者结合自己的工作经验并加以反思，对一起关于110千伏gis设备局放异常缺陷的分析与处理进行了深入的探讨，具有重要的指导意义。
关键词：GIS 局部放电 解体检查
SF6全封闭组合电器（gas insulated switchgear，GIS）以其具有技术性能优良、可靠性高和占地面积少的特点，在110kV及以上电压等级的电网中得到了广泛应用。截至2016年底，我省110kV及以上GIS设备数量共3434个间隔，同比增加了181个间隔，增幅达 5.56%，其中220kV GIS间隔898个，110kV GIS间隔2536个，无500kV GIS设备。
随着我国电力事业的快速发展，GIS设备的规模日益扩大，但由于设备质量参差不齐、装配清洁度不够、元件选型不当、装配工艺等引起的GIS设备事故率呈明显的上升趋势，严重威胁着电网的安全稳定运行。开展GIS局部放电检测可以及时发现其存在的隐患，是保障电网安全运行的重要措施。本文针对GIS局部放电带电检测技术发现的一起110kV GIS设备局部放电异常缺陷进行了分析，通过对GIS的解体处理，查找故障原因并提出了处理措施。
1 设备概况
某供电局 110kV GIS设备为北京开关厂产品，型号为ZF4-110，出厂日期为2000年11月，于2002年5月投入运行，该站GIS设备运行多年来，运行情况良好。该站110kV母线为单母线接线方式，共包括2个主变间隔、2条出线间隔及1个母线PT间隔。
2 缺陷的发现及概况
2016年10月24日，我局在对110kV某站110kV GIS设备进行局部放电特高频带电测试时，首次发现110kV母线气室靠110kV四桂线1215间隔B相部位有较强的局放信号，并伴有间歇性放电声音。发现该异常局放信号后我们又对该GIS设备进行了局部放电超声波检测及SF6分解物测试。从GIS局部放电特高频测试结果看出，通过C2探头测试得到最大局放电为768mV（标准值为≤50mV），高于标准值约15倍。从GIS局部放电超声波测试结果看出，幅值为48.2dB（标准值为≤30dB），超出18.2dB，约60.7%。
SF6分解物测试结果为：无SO2及H2S分解物，仅12151、12154刀闸、CT气室CO含量为179μL/L，超出注意值。
后经多次的跟踪测量，信号幅值逐渐减小，异响消失。同时发现该放电信号属于间歇性放电，在复测时有时测不到异常局放信号，但当敲击GIS母线筒时，该局放信号又会出现，由此可以确认局放异常缺陷的存在。根据前期的局放跟踪测量结果以及该GIS的母线支架主要装设在每节的两端（采用2.2M气室）的结构特点，初步判断放电源应在1215间隔母线位置。虽然SF6气体分解物测试结果无异常，但也不排除是由于母线气室太长太大取气口离放电源过远而导致的。
近两年来对该站GIS进行的局部放电测试均未发现异常，而本次局放信号的位置为110kV母线气室靠110kV四桂线1215间隔B相法兰连接处，并伴有间歇性放电声音。为了确保该站GIS设备的安全、稳定运行，进一步查明局部放电原因，决定对该GIS设备局放信号异常间隔进行解体检查。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但由于党的十八大即将召开且缺少部分备品备件，为了确保十八大召开期间的可靠供电，经多方技术专家会商后定于十八大后对该站存在局放异常信号的GIS设备进行解体检查，解体前采取的主要控制措施如下：
（1）运行人员每天对110kV该站GIS设备进行一次特巡，特巡时要关掉GIS室内抽风机，然后靠近局放信号异常的间隔听有无异常放电声或其它异常，发现问题及时汇报；
（2）检修人员每周对110kV该站GIS设备进行一次SF6分解物测试，分析SF6分解物有无异常，发现异常及时上报；
（3）配合电科院每周对该站GIS设备进行一次局放带电测试，以跟踪局放信号的发展趋势；
（4）协同厂家制定解体检查处理方案，并在停电解体检查前做好施工的各项准备工作，确保解体检查工作顺利开展，使对用户停电造成的影响降到最低，最大限度的满足用户正常用电。
3 解体检查情况
经过前期的局放跟踪测量，初步判定放电源应在1215间隔母线筒位置。打开母线筒位置的手孔盖向内观察，发现B相母线导体的支撑绝缘子上表面存在大量黑色粉末。将母线上部刀闸部分拆除，发现母线盆式绝缘子外表光洁，未发现明显放电点。
进一步将GIS母线上部三相盆式绝缘子拆除，观察三相母线导体情况，未发现明显放电点，但B相母线严重松动，用手抓住B相母线导体与上部绝缘盆连接的触头部分，可轻易转动B相母线，说明其母线固定位置存在松动。
对发现黑色粉末的B相支撑绝缘子处进一步解体，发现窝头内部以及相应的母线导体位置均存在大片烧蚀痕迹。
通过对110kV该站母线支撑绝缘子上的黑色粉末进行X荧光元素分析，发现检测出的金属元素主要是铜（Cu），另有少量铁（Fe）、铜（Cu）、锰（Mn）、银（Ag）。
4 缺陷原因分析
通过解体检查可以发现，110kV该站110kV GIS设备的母线是利用支撑绝缘子固定在母线筒内。母线穿过固定在支撑绝缘子上的窝头，再由顶丝将窝头和母线固定。该型号GIS设备的母线固定方式存在设计上隐患，固定窝头与母线导体的顶丝没有采取任何紧固措施，在运行过程中，该部位长期受电动力的作用，造成此部位松动，从而使窝头与导体接触不良，形成悬浮电位，产生局部放电。经过对110kV该站GIS母线的排查，发现其它多处窝头位置也存在不同程度的松动现象。
由此可以判定，该局放信号异常缺陷的原因是母线固定方式设计不合理，110kV四桂线B相母线支撑绝缘子处固定顶丝的松动，造成支撑绝缘子上的窝头和导体接触不良所致。
5 结论与建议
（1）该类型GIS设备的母线固定方式存在设计上的隐患，固定窝头与母线导体的顶丝没有采取任何紧固措施，在运行过程中，造成松动的可能性较大。
（2）要求厂家从设计角度对母线的固定方式进行改进，同时严格按照GIS设备的安装工艺要求对GIS设备的元器件进行安装。对于该站GIS设备存在的问题，要求厂家在重新安装时逐个紧固，并在窝头顶丝的螺纹孔内涂抹厌氧胶，保证其与母线导体的可靠连接。
（3）对该类型GIS设备应加强局部放电带电检测力度，对未安装GIS设备局部放电在线监测系统的110kV GIS设备进行定期带电局部放电测试。
6 结语
GIS设备在运行中的事故与故障时有发生，为了控制GIS设备事故与故障的发生，我们需加强GIS设备的出厂监造及见证、强化GIS设备的运维管理，不断提高GIS设备的运行可靠性。目前，防止GIS设备事故与故障发生的有效措施是对GIS进行带电局放测试或安装GIS局放在线监测系统以实现对其状态的实时监测，同时加强对SF6气体的微水、分解物等的测试，以便及时发现GIS设备存在的隐患，有效保证GIS设备的安全稳定运行。
参考文献：
[1]李兴旺，卢启付等.气体绝缘开关设备局部放电特高频在线监测技术及应用[J].广东电力，2012（6）.
[2]朱德恒，严璋，谈克雄等.电气设备状态监测与故障诊断技术.北京：中国电力出版社，2009：237-242.
[3]陈锦清，郑晓光.GIS故障检测新技术[J].广东电力，2001（5）：43-45.
[4]邱毓昌.用超高频法对GIS进行绝缘在线监测[J].高压电器，1997，33（4）：36-40.
论文作者:邹远森
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/23
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