摘要：某330kV GIS电气设备在进行交流耐压试验时发生了两相两处绝缘击穿，随后生产厂家、施工单位和试验人员对GIS进行现场解体，发现B相3357备用Ⅲ间隔的套管和分支连接处的盆式绝缘子有闪络痕迹，C相3362原州Ⅰ线间隔与339电压互感器间隔之间的Ⅲ母盆式绝缘子放电。本文介绍了此次交流耐压试验的过程，并对放电原因进行了认真分析，并对此类故障提出了处理意见和防范措施。
关键词：GIS设备；交流耐压；闪络原因分析
1 试验及设备概况
1.1 330kV GIS设备概况
该330kV GIS设备采用双母双分段接线方式，共安装有1个主变间隔、9个出线间隔、2个母联间隔、2个分段间隔、4个电压互感器间隔，进出线终期18回，本期安装共9回。
1.2 交流耐压试验方案
本次试验采用变频式串联谐振对大容量、高电压被试品进行交流耐压试验，主要考核GIS设备安装后主回路及断路器断口的绝缘强度和绝缘性能，确保设备并网后可靠运行。
按照国网公司十八项反措要求，根据国网生[2011]1223号文件《关于加强气体绝缘金属封闭开关全过程管理重点措施》的规定，本次现场交接试验的交流耐压值为出厂试验值的100%进行，即升压至510kV 1min后认定为耐压试验通过。加压时分别对A、B、C单相整体耐压，非被试相接地。试验时的加压程序为电压由零升至Um/√3（209kV）并持续5min进行老练试验，之后升压至Um（363kV）持续3min进行老练，最后升压至UT（510kV）持续1min后开始降压至零。
1.3 试验过程
通过现场勘查后，试验人员将加压地点选择在330kV GIS主母线中段某出线侧套管处，以降低因容升效应对主母线末端产生的过高电压。加压顺序按A、B、C相的顺序依次进行，试验设备采用一台额定输出功率为200kW的变频电源，通过变频电源在20～300Hz自动扫频功能，锁定串联谐振时的频率；试验变压器额定容量为200kVA，采用高低压绕组电压比为500V/20kV的Ⅱ档励磁变压器；谐振电抗器采用每节额定电感为150H的3节串联，共计450H，每节额定电压250kV。
当进行B相整体对A、C相及地的交流耐压试验时，电压升至209kV持续5min后老练试验通过。但当电压继续升至363kV时设备放电，随后进行二次加压，当电压升至272kV时设备再次放电，此时可以确定为GIS内部绝缘击穿，放电电压较第一次明显减小，放电地点应在备用Ⅲ间隔B相套管底部。
暂停对B相的耐压后，继续进行C相整体对A、B相及地的试验，电压升至336kV时设备放电，随后进行第二次加压，电压升至272kV时设备再次放电，放电点位于原州Ⅰ线间隔与Ⅲ母电压互感器间隔之间的母线处，具体试验情况见表1。
表1 交流耐压试验放电情况简表
除A相交流耐压试验一次性通过，B、C两相耐压时均发生放电，因放电电压值逐渐降低，可以确定GIS的B、C两相内部绝缘存在缺陷。此次试验放电时的放电声音清晰，放电位置可以准确判断。若因设备过多，放电地点不易定位，可以采用分段耐压的试验方法缩小放电点区域范围，或借助超声波局部放电等设备进行定位。
2 现场解体检查情况
次日，施工单位、生产厂家、试验人员一同在现场进行了解体检查并更换新的盆式绝缘子，解体后发现备用Ⅲ间隔B相套管底部与分支连接处的盆式绝缘子有明显放电痕迹，如图1所示；C相Ⅲ母母线与原州Ⅰ线出线侧连接的盆式绝缘子闪络，且与导体对接的触头处有凹陷的痕迹，盆式绝缘子闪络照片如图2所示。
图1 B相盆式绝缘子闪络照片
图2 C相盆式绝缘子及触头照片
2.1 闪络原因分析
1）通过对B相盆式绝缘子沿面闪络痕迹认真观察发现，闪络痕迹从分支连接处一直贯穿至GIS外壳，且闪络痕迹颜色较深，绝缘性能已被基本破坏，所以放电电压值明显降低。该处闪络原因应该是在安装过程中周围环境不佳或筒内有导电微粒引起耐压时局部电场畸变，导致该盆式绝缘子沿面闪络。
当安装环境不佳时，如防尘棚密封不好、地板上有较多灰尘、安装天气状况较差时，容易在导体对接过程中由空气中带入导电微粒。其次，在安装过程中，安装人员为了节省开支反复穿戴一次性防尘服，造成防尘服上粘连部分灰尘和杂质，在安装时带入筒内。最后，有可能在隔离或接地开关的动静触头处，因安装质量问题，造成多次分合闸后动静触头摩擦，出现部分金属颗粒溢出，最后积聚过多引起放电。
2）对C相盆式绝缘子及导体触头观察发现，该处沿面闪络痕迹略浅，但也从导体连接处贯穿至外壳，且在导体触头金属部分发现有明显磕碰痕迹，判断应该不是因放电电击所致。闪络原因应该是因导体触头磕碰过后表面不光滑，耐压时触头表面电场分布不均导致放电。
2.2 后续处理情况
厂家将击穿后的盆式绝缘子和有磕碰痕迹的触头全部返厂更换，并重新安装注气。待六氟化硫气体微水检漏试验结束后，重新对该330kV GIS设备进行交流耐压试验及GIS局部放电试验，试验均顺利
通过。
3 结论
3.1 加强出厂试验及监造
出厂试验及监造是保证电气设备质量的重要一环，也是验证设备是否合格的关键。对各类电气设备进行必要的出厂试验和监造，尤其是进行绝缘耐压试验，可以有效发现电气设备的质量缺陷，从而在源头控制设备质量，保证设备出厂后顺利交接，避免具有缺陷的设备投入运行。
3.2 提高现场安装环境及质量
在设备出厂后，应在设备的运输、存放、安装等各个环节严格把控。尤其是在设备的现场安装环节，最容易出现因安装问题导致的设备缺陷。在安装前，应根据天气情况制定合理的安装方案。在设备破氮后要及时用防尘塑料包裹接口处，避免杂质潮气进入罐体。施工现场应搭设防尘棚进行组装作业，安装时要仔细检查设备表面及触头有无灰尘、生锈、氧化、磕碰等痕迹，以保证触头接触良好。对接安装时安装人员必须穿专用防尘服进入筒内，以保证罐体内的清洁度，避免带入导电微粒，出筒后仔细检查所带工具，以免遗留至筒内。
3.2 严格执行现场交接试验标准
现场交接试验是保证设备零缺陷投运的最后一个环节，也是构成闭环质量系统的最重要一环。试验前应按照相关规定规程制定试验方案，试验过程中认真执行，避免缺项漏项。试验时应严格履行公司相关规定，尤其对交流耐压试验等三级及以上风险等级的试验要做好安全措施和人员配置，杜绝安全事故的发生。
参考文献：
[1]邵先军，何文林，徐华，等.550kV GIS现场交流耐压试验下放电故障的定位与分析研究[J].高压电气，2014，50（11）：30-37.
[2]高立超，孙兴斌，杨志华，等.330kV GIS设备现场交流耐压试验击穿故障分析[J].电气技术，2016（8）：86-88.
作者简介：
朱凯强（1991-），男，助理工程师，从事电气设备交接试验和生产管理工作。
论文作者:朱凯强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
标签：耐压论文; 设备论文; 绝缘子论文; 电压论文; 间隔论文; 现场论文; 触头论文; 《电力设备》2018年第34期论文;