摘要：近几年来，随着电网系统内的220KV GIS 投产设备越来越多，GIS设备在运行中发现的缺陷也越来越多，甚至发生了一些设备事故，造成了电网比较严重的直接或间接损失。因此，不断加强对 220KV GIS 设备的研究分析及做好缺陷处理工作，如何做好对GIS设备的维护工作也成为当前急需解决的问题。文章对 220kV GIS设备在运行过程中的常见问题进行分析，并结合实际情况提出了具体的解决对策。
1.220KV GIS 设备使用过程中存在的问题
1.1 在运行中母线击穿的情况
国网某电厂GIS由西电集团西安高压开关有限公司制造。投运于2005年6月10日，额定电压等级为252kV，主母线采用三相共箱，断路器和分支母线采用三相分箱结构。GIS系统主接线如图：
故障情况：
在运行中发生220KV母线保护动作。1、2号主变、新杭2231、新杭2233、新德2387线开关跳闸，220母联开关跳闸。
故障查找：
根据母差保护动作情况，电厂立即组织人员对电气一、二次设备进行全面排查，经仔细检查，敞开式一次设备没有发现故障点，经绝缘测试，正母线绝缘正常，随后正母线零起升压正常。初步判断故障点位于GIS，经外观检查，GIS无异常，各气室密度继电器压力与历次巡检值相比无变化，随即对相关范围内GIS各气室SF6分解物进行测试，根据GB/T8905-2008六氟化硫电气设备气体管理和检测导则，GM13气室SOF2+SO2超标，判断放电点位于该气室，在将该气室SF6气体回收之后拆开进人孔，找到了故障点。
故障原因分析：
通过对故障部位检查和解体分析，认为是以下的原因造成的。本次故障为220kV正母线预留母联间隔（G13）B相T接处屏蔽置对外壳放电，中间介质为SF6气体，根据现场检查，支撑绝缘子无放电痕迹，各紧固件无松动现象，触头内部弹簧无松动，回路电阻合格，除外壳内底部发现少许铝屑外，其它部位无任何异物，放电很可能是这些铝在电场作用下位移至该处造成的（故障处带电体与GIS外壳距离最短）。
铝屑的来源不能确定，现场安装时导体及外壳内壁都清扫干净的，只有该气室T接头右边段是出厂时组装好的，现场未做解体清扫，可能是出厂时遗留在T接头右段导管内或触头内，运行中经缝隙跑出来的。
本次放电点有两处，分别位于T接两侧屏蔽罩端部，以T接为中心对称分布，但两点同时放电的概率很小，初步认为是一处放电电弧漂移至另一处造成。
故障处理：
经过以上的分析，为了保证GIS能够尽快投入运行，同时保证GIS的安全运行，新安江电厂制定出了以下处理方案，并实施。
（1）与制造厂家一起，对故障原因作进一步分析，同时邀请省电试院专家指导、论证。
（2）与制造厂一起，对故障气室内部进行全面清理，彻底清除杂物，
（3）测试故障部位T接各接触电阻，均正常。
（4）对GIS外壳内壁放电部位进行打磨修复处理。
（5）拆除B相导体，对各T接接头解体检查，导体及屏蔽罩放电受损部位进行打磨修复处理。
（6）接头装复，确认无异常后再次清洁气室所有内表面。
（7）内部处理完毕，经验收合格后，更换密封件，用高纯氮冲洗3遍后按要求抽真空充气。
（8）按预防性试验标准对220kVGIS正母线进行气体试验，泄漏试验。
（9）按预防性试验标准对220kVGIS正母线进行绝缘试验、老练和交流耐压试验，最高试验电压为出厂耐压值的0.8倍，即368kV，同时请省电试院做超声波和超高频局放试验。
（10）2013年12月13日18：00，修复后的GIS三相均顺利通过上述试验，申请恢复运行。
采取的防范措施：
根据GIS内部异物在电场作用下超声检测灵敏的特点，开展定期检测及SF6气体微水检测，接触电阻检测等，并定期开展SF6成分测量。安装局放在线监测装置，做到设备状态可视化，及时发现早期缺陷。
1.2 开关拒动情况
500kV 某站在 220kV#5 母线转检修中，操作断开 220kV 分段 2015 开关时拒动，经检查无任何异常，信号及一次设备均正常，于是投 2015 开关的控制电源后，2015 开关操作正常；由于开关在系统发生事故时拒动的后果极其严重，因此立即组织对其进行全面的检查处理，通过检查监控系统操作历史记录发现，断路器发生拒动监控系统已顺利下发遥控命令，并且在投开关控制电源后，可以成功操作，确认监控系统遥控正常。因此要求厂家和施工人员进行现场检查、处理，由试验人员做开关的机械特性，分合闸有关试验没有发现问题，试验数据均符合要求，再对就地控制柜及断路器机构箱的所有接线进行检查，发现 LCP 就地控制柜内的端子座中间的联片来压实，对所有的该分段间隔的端子座中间的联片进行压实． 最后对就地控制柜及机构箱内的所有接线进行再检查紧固，并按程序进行了互检、专检，未发现异常情况。工作人员检测跳闸线圈最低动作值正常，测量压力闭锁继电器线圈电压无闭锁信号，通过短接 2015 开关操作继电器箱的接点测试保护动作跳闸正常，最后发现 2015 测控装置 KK 开关的 2015 开关控制网路一接点有少许松动，进行拧紧，检查处理完毕后当天对 2015 开关试分合 5 次以上均能正确动作，在之后多年的运行操作过程中，没有再次出现 2015 开关拒动的情况，其他开关也无拒动现象发生。
1.3 刀闸操作失灵的情况
国网某站220KV GIS 自投产以来，发生了十多次刀闸操作失灵的情况，特别是随着运行时间的增加，出现操作失灵的现象更加频繁，据统计最近年来的 20 多次停电过程中，刀闸操作失灵9次，严重影响倒闸操作。经现场检查发主要的原因是刀闸的辅助触点受潮接触不良、刀闸控制接触器受潮发霉卡涩等原因造成，虽然对 GIS 刀闸机构箱外部都加装了防雨罩，但是碰上阴雨天或是湿度大时，打开机构箱后都发现其内部还是有明显的水珠，而且由于内部加热器布置不合理，使得内部潮气和水珠不能尽快散去，进而造成辅助触接触器受潮锈蚀、发霉，导致接触或动作不良，不能正常工作，这是造成刀闸操作失灵的主要原因。
2 220KVGIS 设备使用过程中的几点建议
2.1 在工程设计阶段，应充分考虑 220KV GIS设备运行的温度、环境，避免操作接触器、二次回路的元件因气温较低或进沙尘而引起卡涩，防止造成设备运行异常。220KV GIS 设备基础的预埋方式尽可能采用预埋槽钢，这样调节性强，电气安装时容易找平，对提高 220KV GIS 的密封性大有益处。
2.2 在正确选用本体设备的同时，应严格选用外购附属设备，这些设备包括加热器、操作控制器，必要时对其进行特殊环境的验证性试验，避免由于附属设备不过关或安装位置不当引起主设备故障。对于220KV GIS 断路器就地／远方转换开关，隔离开关及接地开关等部件应采用直流操作电源。
3 结语
此次 220KV GIS 设备事故的分析研究表明，制造、安装和运行维护等工艺直接关系到设备能否安全、可靠的运行。建议提高设备巡视质量，及时发现设备的初期故障；适时开展SF6气体组分分析工作及应用红外成像技术检测电力设备是否存在放电和发热现象，尽早发现和排除设备隐患；开展在线超声波局部放电检测是提早发现内部放电的重要手段；对保证设备的安全稳定运行具有的实际意义。
参考文献：
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[4]成永红.电力设备绝缘检测与诊断 中国电力出版社2001
[5] DLT596-2005电力设备预防性试验规程
论文作者:王加强1,曹梁2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/3/4
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