一起500 kV GIS隔離開關(guān)故障分析及處理.docx

1、東北電力技術(shù)NORTHEASTELECTRICPOWERTECHNOLOGY一起500kVGIS隔離開關(guān)故障分析及處理蘇文仃過羿仃廖軍仃闞澤U謝佳2（I國網(wǎng)安徽省電力有限公司檢修分公司十安徽合肥23000U2國網(wǎng)安徽省電力有限公司R安徽合肥230061）摘要：某1000kV特高壓變電站500kVX線路跳閘i通過SR氣體成分檢測i.確定故障位置為GIS隔離開關(guān)氣室i對故障氣室解體發(fā)現(xiàn)隔離開關(guān)盆子沿面閃絡(luò)、表面有異物、動側(cè)盆了有明顯放電痕跡、FES動觸頭斷裂竹判定FES動觸頭斷裂是產(chǎn)生異物、引發(fā)放電的根本原因！提出r相應(yīng)的整改措施；為今后GIS類似故障查找、分析處理及運維保障提供參考麻關(guān)鍵詞：G1

2、SJ隔離開關(guān)i沿面閃絡(luò)j放電痕跡中圖分類號TM5641文獻標志碼A文章編號1004-7913（2019）04-0033-04AnalysisandTrealmeniof500kVGISDisconnectorAccidentSUWenMGUOYiULIAOJun*iKANZe'i'XIEJia2(l.StateGridAnhuiMaintenanceCo.(L:d.iHelei<Anhui230001(China)2.StaleGridAnhuiElectricPowerCo.ILid,(HefeifAnhui230061(Chini)Abitracl:The500kVX

3、linetrippedina10(10kVUHViubsirion.BuedonlheSFtgascompojitiondeiecliontitdeterminedthefaultloctlionislheGiSd!Sconnecl(irairchamber.ThroughlhefaullgaschamberdjinlegrtledibreakdownalongthesurfaceollhediiconnectoriforeignmatteronthesurfacefobviousdischrptricejinthemovingsidebasiniFESmovingcooliclbrokenw

4、erefounded.ItwasconcludedIhitlhebreakageo:lhemovingeonliclof:heFESwastherootcauseofthejeneralionolforeignmatterandtheiniliationoIdischarge.ItpultedforwardcorrespondingrectificationmeasuresiprovidingreferencelorGISinsimila:hultfindinganaly$i$(processingandmiinteninceinthefuture.Keywords:GISidisconnec

5、toribreakdownalong:hesuffice)dischargetraceG1S是將斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電流互感器等元件組合封閉在接地的金屬殼體內(nèi)組成成套開關(guān)設(shè)備#其絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)為SF6氣體1-5N因其具有占地面積小、維護工作量小、可靠性高等優(yōu)點而在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛f但近年來因GiS制造工藝、裝配質(zhì)量問題引起GIS故障的情況時有發(fā)生f給電力系統(tǒng)的安全運行帶來極大威脅610用某1DHkV特高壓變電站5D。kVG1S隔離開關(guān)氣室發(fā)生放電事故W本文對故障過程進行分析討論R確定故障根本原因斤提出預(yù)防措施和建議麻對G1S的運行維護工作提供借鑒j1故障過程某1000kV特高壓變

6、電站500kV第2串采用不完整串接線方式，設(shè)備為GISi500kVI母和II母并列運行6X線接入第2串if5021、5022斷路器運行g(shù)2017年12月31日12時34分X線第1套和第2套分相電流差動保護月故障相別為A相fl差動電流為3109ASX線5022斷路器重合閘未動作（重合閘在停用狀態(tài)）KA、B、C三相跳閘*1364ms后X線5021斷路器重合閘動作寸重合于故障三跳8故障測距如下：X線第1套分相電流差動保護為7600kmjX線第2套分相電流差動保護為0kmK故障發(fā)生后。結(jié)合保護動作分析進行現(xiàn)場檢查K發(fā)現(xiàn)設(shè)備外觀、紅外測溫均正常R讀取SF6分解產(chǎn)物測試儀,發(fā)現(xiàn)50221隔離開關(guān)A相氣室氣

7、體組分異常K如表1所示N表150221隔離開關(guān)A相氣室SF6氣體成分nL/LSF6氣體分解成分體積分數(shù)SO"1626H.S1559CO2922從表1可知府故障點為50221隔離開關(guān)A相氣室J故障設(shè)備為西安西電ZF8A-550型G1S產(chǎn)品2013年1月生產(chǎn)lit當年7月投運#該故障氣室內(nèi)含X線50221隔離開關(guān)、502217及502167接地隔離開關(guān)W在交接試驗、運行中多次帶電檢測均未見明顯異常#2解體檢查50221隔離開關(guān)A相氣室結(jié)構(gòu)如圖1所示沖圖I50221隔離開關(guān)氣室結(jié)構(gòu)50221隔離開關(guān)A相氣室返廠解體檢查S發(fā)現(xiàn)隔離開關(guān)氣室動側(cè)盆子有明顯放電痕跡彳如圖2所示$圖2動側(cè)盆子的放電

8、痕跡對靜側(cè)裝配、動側(cè)裝配、連接機構(gòu)裝配、殼體解體&發(fā)現(xiàn)隔離開關(guān)的動側(cè)盆子放電嚴重#整個表面呈炭黑色H如圖3所示N圖3動側(cè)盆了放電情況靜側(cè)盆子無異常麻其上方FES動觸頭斷裂巾斷裂的動觸頭前端夾持于FES靜觸頭內(nèi)部N如圖4所示N圖4靜側(cè)裝配對放電的動側(cè)裝配進行拆解*發(fā)現(xiàn)盆子表面灼燒碳化嚴重府在中心導(dǎo)體附近發(fā)現(xiàn)大小不一（25cm）的金屬絲及大量溶渣i如圖5所示F（0放電盆了熔渣（b）盆子表面金屬絲圖5盆了表面異物清理盆子表面異物?？梢娕枳颖砻嬗?0多處大小不一（約05mm）的灼燒點巾未發(fā)現(xiàn)明顯沿面放電通道N對動側(cè)支撐導(dǎo)體進行檢查#發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體與盆子嵌件連接的一側(cè)邊緣燒蝕嚴重R如圖6所示崔對殼體檢

9、查寸發(fā)現(xiàn)殼體上與放電盆子連接的法蘭邊緣燒蝕嚴重B有燒熔的現(xiàn)象#如圖7所示#圖6動側(cè)支撐導(dǎo)體燒蝕圖7解體的殼體3放電原因分析根據(jù)解體檢查情況N判斷隔離開關(guān)內(nèi)部異物導(dǎo)致間隙放電R異物來源可能：FES觸頭斷裂產(chǎn)生安裝過程未清理干凈甘31取樣異物分析收集隔離開關(guān)內(nèi)部異物*分成4個樣本進行成分分析W其分析結(jié)果見表2表5用表21號試樣分析元素w7%Wi%標準差原子C4754320631604281334271F170315143117AI2956I8S4807S159102491000總量0000-0表32號試樣分析元素w7%Wi%標準差原子C2698099401103610304023F36510574

10、320Mg0790fl15818A：38360437708Si136008613S241100941000總量0000-0表43號試樣分析元素w7%W：%標準差原子C62971087519F23340851762Mg03601021A11185039630Si036。0$019S1121Ml0501總量0000一0000表54號試樣分析元素wT%W%標準差原子C344007449980583202<636F10100311930M?6131004044Al47260382035Si4334001164S0711001182Ag000010901總量一10M0從樣本分析可知#隔離開關(guān)內(nèi)部收

11、集的異物4個樣本的成分均為鋁合金材質(zhì)#判斷為燒熔的殼體及導(dǎo)體上掉落的物質(zhì)F32盆子探傷分析對放電的動側(cè)盆子（編號：512X24V0910）和表面未放電的靜側(cè)盆子（編號：512YO7VO617）進行射線探傷試驗：靜側(cè)盆子未發(fā)現(xiàn)異常動側(cè)距離中心導(dǎo)體40mm有一處表面燒灼點R內(nèi)部其余地方未發(fā)現(xiàn)異常用2個盆子均無裂紋、氣孔、夾渣缺陷沖因此W可判斷盆子的灼燒點為異物掉落在盆子上產(chǎn)生的R本次放電非盆子的原因造成N33對斷裂的FES動觸頭分析故障氣室內(nèi)的FES動觸頭前端裝配頭脫落在靜觸頭內(nèi)N裝配頭與動觸頭連接的工藝為內(nèi)外絲牙旋緊并焊接£裝配頭端部（絲牙側(cè)）灼燒嚴重#約1/3斷面存在金屬熔脫

12、7;根據(jù)斷裂觸頭的標記與批號*追溯產(chǎn)品生產(chǎn)廠家、發(fā)貨日期、入庫日期以及同批次產(chǎn)品數(shù)量&調(diào)取檢驗記錄表面記錄齊全、檢驗合格甘因焊接質(zhì)量問題與焊接參數(shù)、焊接設(shè)備沒有直接關(guān)系S隨后對觸頭斷裂的形貌進行分析彳發(fā)現(xiàn)該觸頭焊接痕跡在焊接面分布不均孑且焊接時觸頭本身需要旋轉(zhuǎn)*因此#在理論上該觸頭在焊接面上的焊接痕跡的深度應(yīng)基本相等#而體現(xiàn)在宏觀斷口上的焊縫厚度有明顯的深淺跡象f這說明焊接時電子束到達的位置與焊接面不是充分重合f而是發(fā)生了偏離8進而造成焊接后的端面一側(cè)焊接深度有2/3深*而另一側(cè)有1/3深j觸頭在焊接前的裝卡對中是通過百分表來找正R而百分表找正時只能依賴操作者手持的方式進行N因此H如果

13、操作者沒有仔細檢查焊縫時#裝卡不正的情況就會發(fā)生N從質(zhì)量追溯情況來看#裝卡不正導(dǎo)致觸頭端面焊接深度不一N同時。裝卡不正導(dǎo)致觸頭無法完全焊透寸但在表層焊接己經(jīng)全部焊接在一起K無法通過著色探傷檢出內(nèi)部缺陷月因此8觸頭斷裂主要原因為觸頭焊接時裝夾不正、電子束偏離預(yù)期位置#進而導(dǎo)致焊接面未焊透同時檢測手段不完善。致使非預(yù)期產(chǎn)品流入下一工序N34放電過程分析設(shè)備廠內(nèi)操作200次后進行特性試驗、雷電沖擊及工頻耐壓試驗均一次通過N現(xiàn)場安裝后耐壓試驗一次通過N結(jié)合分析府判定異物不是來自廠內(nèi)及現(xiàn)場安裝環(huán)節(jié)月因此小可判定在502167接地隔離開關(guān)A相FES動觸頭斷裂后#操作過程中碰撞產(chǎn)生異物*掉落于50221隔離

14、開關(guān)A相動側(cè)盆子過程中引起放電。放電過程：502167隔離開關(guān)A相FES動觸頭斷裂一操作產(chǎn)生碰撞一異物掉落在50221隔離開關(guān)A相動側(cè)盆子上一異物與支撐導(dǎo)體間隙放電一放電造成盆子表面燒灼中鋁液噴濺其觸頭斷裂或碰撞后產(chǎn)生異物S因放電時短路電流能量大S導(dǎo)致異物氣化N因此在收集物中未檢測出來*只有個別的試樣中含有極少量的銀N放電后N盆子連接處導(dǎo)體及鑄鋁殼體熔化后鋁液飛濺N質(zhì)量較輕的形成了金屬絲樣物質(zhì)R質(zhì)量較重的形成塊狀物質(zhì)用綜上存50221隔離開關(guān)A相氣室發(fā)生放電故障的根木原因為氣室內(nèi)部異物引發(fā)間隙放電9FES觸頭焊接工藝不到位而導(dǎo)致動觸頭前端裝配頭斷裂訴并夾持在FES靜觸頭中N在FES操作過程中動

15、觸頭后端導(dǎo)電桿碰撞夾持在FES靜觸頭中的前端裝配頭#產(chǎn)生金屬異物&掉落到50221隔離開關(guān)A相動側(cè)盆子過程中引起放電用4結(jié)論通過對5UDkVG1S隔離開關(guān)故障的分析及處理寸判定零部件質(zhì)量問題引起放電#因此N設(shè)備生產(chǎn)廠家要加強對GIS設(shè)備觸頭、盆子等關(guān)鍵原材料及組部件的采購、質(zhì)量把控等#確保設(shè)備質(zhì)量#同時F完善各項工藝措施*校對所有工藝參數(shù)由完善檢測手段*切實有效地保證焊縫的可靠性才確保后期供應(yīng)的FES新觸頭滿足運行要求S另外N加強現(xiàn)場安裝環(huán)節(jié)的工藝質(zhì)量管控S形成完整細致的工藝要求1從G1S氣室的清理順序、不同位置的清理方法、清理重點等方面進行要求用運維檢修人員要采用紅外檢測、SF6氣體

16、成分分析、特高頻的局部放電檢測等多種手段對G1S進行狀態(tài)掌握#提前發(fā)現(xiàn)隱患N及時治理月參考文獻：1 王靜君，黃瑜瓏.一起500kVGIS隔離開關(guān)絕緣閃絡(luò)的事故分析J.高壓電器i2013(49(9):119-123.2 汪曉明i何萍i劉衍i等.一起5。kVHGIS事故的分析及處理口.高壓電器，2014150(I):129-130.3李曉峰i甑利i周新偉i等.2?。kV氣體絕緣開關(guān)設(shè)備(GIS)耐壓擊穿故障分析J.中國電力i2010i43(I):43-45.4 何善慶550kVGIS盆式絕緣于閃絡(luò)事故的分析J.高壓電器inut39(3):79-80.5 張智軍.GIS設(shè)備的運行維護J,東北電力技術(shù)！2009i30(7):24-26(36.6張寶軍i劉洋i關(guān)艷玲i等.SF,分解產(chǎn)物分析在GIS絕緣故障診斷中的現(xiàn)場應(yīng)用I.東北電力技術(shù)f2013(34(5):18-20.口崔文軍SF6全封閉組合電器現(xiàn)場耐壓試驗有關(guān)問題的探討