220kV GIS刀闸局放异常分析及处理

220 kV GIS刀闸局放异常分析及处理
舒涛
(广东省粵电集团有限公司沙角A电厂，广东东莞523908)
摘要:分析220 kV GIS设备局放异常的原因，采取相应处理措施并取得良好效果。

关键词.GIS;局部放电;悬浮放电;销钉;试验
中图分类号：TM56 文献标识码：B DOI：10.16621/ki.issnl001-0599.2018.04D.47
0引言
某电厂二期220 k3升压站米用户外GIS(Gas Insulated
Switchgear•，气体绝缘全封闭组合电器），于2012年建成投产。

2014年2月14日在对220 k3GIS进行年度局部放电带电检
测时，发现多个间隔存在明显局放信号且信号幅值较大(最大值
达200 mV)，进一步进行定位检测确定5M主变间隔及甲M线间
隔存在明显局部放电现象，并且能听到断续的放电声音。

密切监 测局放信号的变化趋势至2月20日，220 k3 ” M线间隔局放值从90 m3增大至750 m3,现场放电声音较明显，2月21日，二期220 k3升压站停电，现场对有放电信号的间隔刀阐DS (Disconnecting Switch，隔离开关)进行解体检查，分析确定缺陷 原因后对升压站所有间隔刀闸进行处理。

1问题分析
(1)特高频法局放测量。

GIS内的局部放电能激发特高频 UHF(Ultra High Frequency，超高频)电磁波信号(高至>1 GHz)，UHF电磁波信号穿透性强，能够从盆式绝缘子和GIS外壳的 接缝处泄漏到外部。

将测试传感器放置在盆式绝缘子处，通过 示波器观察、分析UHF信号波形的时-频特性，在UHF频段(>
GIS局部放电测量系统示意300 MHz)接收及耦合GIS内部信号，既能避开一般的电磁干扰，又能准确测量GIS内部的放电信号，本文中GIS升压站局放 带电检测采用此特高频法（图1)，检测系统中装有一定增益的放大处理器。

〃天线数字示波器、
■■信号处理装置
(2)对有放电信号的
4个气室SF,气体进行检
测，没有检测到CF%和
HS成分，只是在22056
刀闸C相气室中检测到S02成分达1.9X10"6,但<3x10-6的注意 值。

为进一步判断局部放电原因，通过调整5M机组负荷再次检测22056刀闸三相气室局部放电信号。

同时，现场检测，升压站 6 M(注:母线编号)母线隔离刀闸（在分闸状态）气室有局放信号，并听到断断续续吱吱声响，且有持续变大趋势。

局放检测的 结果存在一些共性:所有存在局放信号的气室都是刀闸气室、刀 闸全部是断开状态、都是间隙性局部放电现象、局放信号强的气 室都能听到不连续的放电声。

综合考虑SF6气体行成分检测数据、放电声音以及在不同 负荷下局放信号强度，结合相位特征分析，基本排除绝缘件表面
避免出现严重的油污腐蚀等情况，对于加工后的表面，应当进行
擦拭，将尘土和水分进行清除，避免出现生锈等情况，然后再进
行连接，做好管道的质量控制工作。

管道与排气阀进行焊接时，
接口应当符合相关的标准，对于管口应当有要求，不得超过管壁
的10'，同时不能>2 mm，同时不允许让分支管道进行主管的
插人，避免出现安全隐患。

当整个管道的使用超出相应的年限或
者相应的功能发生改变，使用环境出现问题，结构质量较为严重
或者可靠性受到怀疑等情况时，要及时对整个结构的可靠进行
评定。

2.3加强施工管理
在施工管理方面，对可能出现板式热交换器低流量故障的
预防，主要体现在3个方面。

(1) 投产前，运行管理单位应组织设计及施工单位作好周密 的投产方案。

(2) 为保证生产的安全平稳，必须经常对操作人员进行安全 教育及安全培训，提高操作人员安全生产的自觉性，提高他们的
事故分析能力、应变能力、处理能力及事故判断分析能力。

(3)管道堵塞是本设备最易发生的事故，生产运行中应采取
以下措施防止管道堵塞:巡检人员认真负责，及时排查管线、阀 室等处有无异样变化，发现情况及时上报。

定期检查站内系统，对管道堵塞的报警信号应及时做出反应，避免事故扩大。

工程设 计在工程选址、总图布置、设备选型与选材、自动控制、公用工程 等方面的安全对策措施较为完善，这样设备的安全运行是可以 做到的。

3结论
板式热交换器技术正在高速发展，应当采用更加先进的技 术和管理手段，使其能够满足更多情况下的需要，使得水热交换 技术和维护技术都能够得到发展，在未来有清晰的发展蓝图。

参考文献
[1]欧阳新萍，吴国妹，刘宝兴.等流速法在板式换热器传热试验中的
应用[J].动力工程，2001(3): 1260-1262.
[2]许淑惠，周明连.板式换热器进出口段流道内的压力分布、流阻及
流型显示的实验研究V].节能，1996(8): 12-15.
〔编辑凌瑞〕
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放电的可能，判定放电性质为悬浮放电，初步判断是刀闸内部导 体组件的紧固件出现松动引起悬浮放电，需解体后进一步分析 确定。

(3)2月21日现场停电解体检查，确认了放电部位（图2)。

从解体的情况看，故障点在动触头拉杆装置部分的绝缘拉杆与 触头连接部位，其中部分刀闸(不论刀闸是在合闸位置还是分闸 位置，不论是否有检测到局放信号)在绝缘拉杆与触头连接部位 有大量的黑色粉末，对黑色粉末进行成份分析，显示主要成分是 AIF&和FeF2。

初步分析认为，连接部件的销钉设计、表面工艺处
理、加工尺寸误差等原因引起连接件导电部位虚接触，产生悬浮 电位引起局部放电，持续长时间的悬浮放电，产生大量的非导电 性质的碳化物掉落在绝缘件表面，但并未引起沿面放电。

依据圆柱销GB 119.1—2000标准，其公差要求(-0.027~0)mm，经测发生局放隔离刀闸轴销外径尺寸均在（11.75~11.8 )mm，与 GB119.1—2000要求轴销(11.973~12)mm存在差异，实际测量圆柱 销的公差(~0.2—0.3)44,不满足要求。

由于触头拉杆装置连接部 位(绝缘拉杆与导电触头连接部位)配合间隙偏大，在隔离开关合闸状态时一次导体处于接触导通状态，无振动发生，而隔离开 关处在分闸状态时，轴销连接部位处于悬浮电位，在设备带电运 行状态下由于轴销与支撑件虚接触，从而引起了局部放电。

持续 长时间的悬浮局放，产生了较多的电蚀粉末，部分碳化成氟化物 颗粒。

销钉位置及解体情况如图3所示。

图3销钉位置及解体情况
2缺陷处理
综合以上现场情况分析，造成本次GIS局放异常的原因为: 销钉尺寸数据与原设计图纸不符，公差配合过大;销钉的材料和表明处理工艺不满足要求;绝缘拉杆的连接方式设计不合理。

结
合电网停电窗口，并加强检测现场局放信号情况，分别于2014
年2月和2015年10月对缺陷进行处理。

(1) 更换所有GIS隔离刀闸的触头连接件，连接件的圆柱销 钉材料变为不锈钢材料，尺寸严格按国标公差配合要求。

(2) 改进隔离刀闸触头连接件的工艺设计，在连接件上增加 销钉固定螺丝。

3修后试验
为检验检修处理后的设备内部是否清洁、绝缘强度是否满
足相关规程的要求，特进行相关修后试验。

3.1气体密封性试验。

(1)GIS充人SF:气体至额定压力并静置>24 h。

(2)隔离开关和接地开关均已完成机械操作试验后进行气 体密封性试验。

(3)所有打开过的密封面均应用塑料薄膜包扎24 h后进行 测量，使用灵敏度！1x10(体积比）的定量检漏仪直接测量包扎
腔内SF:气体的浓度！3x10-5,或通过计算确定漏气率<0.5%/>。

3.2 SF:气体湿度测量。

(1)GIS充人SF:气体至额定压力再静置48 h后进行SF:
气体湿度测定。

(2 )SF:气体湿度测量一般在气体密封性试验后进行。

3.3主回路电阻的测量。

(1) 在出线套管、接地开关连接片等区间进行分段测量。

(2)根据制回路电阻出厂测试区间图及数据，现场测量值！出厂规定值的120<。

3.4交流耐压试验(带局部放电测试)。

(1) 应在其他试验项目完成并合格后进行。

(2) 耐压试验前须解开出线套管及电缆户外终端套管引线，并拉开"3m的安全距离。

(3) 耐压前后均应测量主回路的绝缘电阻。

(4)耐压前，GIS上所有电流互感器的二次绕组应短路接地，避雷器、电缆不在耐压试验范围内。

主回路交流耐压试验程序：老练试验电压！m/#^(252/
#T$146kV)，时间 15 min;试验电压！f=460x80%=368 kV;
加压位置出线套管处;加压方式相间及相对地;局部放电测量：
耐压结束后降到局放测量电压下测量，通过改变各隔离开关分
合状态，逐一测量所有隔离开关在分闸状态下断口处的局放信
号。

4结束语
这起由设备缺陷导致的GIS局放异常，处理前后历经20个
月，并在其后24个月不间断地监测跟踪，未发现局放信号，证明
该设备缺陷被彻底消除。

参考文献
[1]丁登伟，高文胜，刘卫东.采用特高频法的GIS典型缺陷特性分析
[J].高电压技术，2011，37(3): 85-87.
[2]中华人民共和国国家发展和改革委员会.DL/T 555—2004气体
绝缘金属封闭开关设备现场耐压及绝缘试验导则[S].北京：中国
电力出版社，2004.
〔编辑李波〕
设"營理％&膣2018 !4(下）"
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