500KVGIS绝缘故障的分析处理

王天权

（华能伊敏煤有限责任公司伊敏电厂内蒙古自治区呼伦贝尔市021134）

摘要：伊敏电厂是国内首家采用500KVGIS封闭组合电器设计的火力发电厂，由沈阳高压开关有限公司生产，于1998年投入运行，截至目前已运行20多年、由于运行周期较长，检修维护技术依赖制造完成，而且受运行方式影响，投产以来开关设备没能及时有效开展定期维护工作，造成开关设备隐患逐步发展，以致出现绝缘放电故障发生，本篇介绍了我厂2018年4月期间出现的GIS断口内绝缘筒放电故障，并将原因分析，故障查找与修复做总结，供电力同行参考。

关键词：GIS；故障；分析；查找；修复

一、设备情况

伊敏电厂是东北地区第二大火力发电厂，总装机容量340MW，其中一期安装俄供500MW机组2台，二期安装哈电亚临界600MW机组2台，三期安装哈电超临界600MW机组2台，分别于1998年、2007年、2010年投产运行，线路送出配电设备采用两种方式，一期二期送出为伊冯甲线、伊冯乙线两条线路，四台机组对应4串2/3接线，采用GIS封母组合电器配电。三期为敞开式配电装置，为伊换#1、#2线路配电送出。

500KVGIS开关为沈阳高压开关有限责任公司与日本日立制作所国分工厂合作制造，型号为ZF6-500型；生产日期为1997年4月；额定电压500KV；额定电流3150A；额定线路充电开断电流500A；额定短路开断电流50KA；外壳设计压力0.6Mpa；FS6气体额定压力0.5Mpa；操作机构油压31.5MPa；直流电源合分闸电压220V，合分电流1.67A；额定操作顺序0-0.3S-CO-180S-CO。

开关自投产以来开关根据调度运行要求及检修传动统计合闸次数最少在100次左右，最多500次左右。

二、故障检查情况

2018年4月24日，500KV伊冯乙线送电操作，在进行500KV5032开关I母侧50321刀闸合闸操作时，就地人员发现50321刀闸A相合闸后有类似敲击铁器的异音，为避免事故扩大随即拉开50321刀闸，异音消失。经现场人员判断，发生异音部位大致为50321刀闸A相靠5032断路器侧盆式绝缘子附近，因整个过程持续时间较短无法判断异音具体位置。

就地检查50321刀闸A相间隔气室压力正常，刀闸状态显示正确，拉杆位置正确；503217接地刀闸状态显示正确，拉杆位置正确，外观各紧固件检查正常；将50321刀闸执行机构连杆与刀闸本体拐臂间连接销钉解开进行传动，状态正常；测量SF6气体含量情况正常；鉴于外部检查情况正常，下一步需要对刀闸本体进行开仓检查。

6月17日，#3机组停运，50321刀闸具备检修条件，于是对50321三相刀闸及开关进行了开仓检查，其中对50321A相刀闸项进行了重点检查。具体检查情况如下：

1、刀闸及地刀间隔检查

1）刀闸本体检查情况：检查发现静触头侧屏蔽罩有轻微电弧熏黑痕迹（正常现象），屏蔽罩表面绝缘漆漆面完好，无电弧灼伤痕迹。动静触头屏蔽罩无松动，拆卸屏蔽罩后动触头侧中间触指固定螺栓无松动，中间触头无变形压紧度良好，动静触头涂抹润滑脂良好；刀闸绝缘拉杆及各销钉正常；

2）盆式绝缘子观察正常；罐内清洁度良好，无放电痕迹；

3）接地刀闸分合状态检查正常。

2、开关开仓检查

鉴于刀闸及地刀检查完好，放电情况没能找到，需要继续扩大检查，于是对开关进行开仓检查，主要检查项目如下：

1）检查动静触头、屏蔽罩情况正常；

2）检查开关与隔离刀闸连接盆式绝缘子各部插接正常；

3）检查穿心电流互感器屏蔽罩及电流互感器固定正常；

4）重点对电容器进行了检查及电容量测试，电容值与出厂试验数值接近，判断正常；

5）由于不具备耐压试验条件，本次检修使用2500V摇表对各绝缘件进行了绝缘测量（仅供参考），绝缘正常。

3、送电检查

根据上述检查情况，结合SF6微水检测正常，CT回路检查正常，刀闸传动情况正常，可以确定刀闸内部并未发生对地放电及其它异常现象，为再次确定异音准确位置可采用再次送电方式确定，送电在#3机组停运状态下进行，最大限度降低系统风险。

6月24日，再次为50321刀闸送电操作，确认异音位置，当将刀闸合上后5032开关A相本体内部产生了连续的劈啪放电声，而且声音频率越来越快，于是将刀闸拉开，声音消失，同时确认了放电来自于开关罐体内，于是对开关继续解体详细检查。

4、开关开仓检查

将5032A相开关开仓，主要进行一下检查：

1)仓内SF6气体化验，通过测试发现气体SO2有10ppm，正常为0ppm。开仓后仓内气体有严重的电弧分解SF6的异味，说明产生了放电现象；

2)检查开关动静触头屏蔽罩及导电部分正常；

3)对触头并联电容拆下测量，电容量与出厂试验值完全一致；

4)检查动触头分合闸绝缘拉板，发现拉板上有严重的树枝状爬电痕迹；

5)对绝缘拉板的外绝缘罩拆下检查，发现内部有放电沟痕，并有2块脱落的树脂块，由此判断此处为放电点。

三、原因分析

1、刀闸第一次出现异音的情况是送电时听到的部位有差异，放电部位应是在开关罐体内，由于拉开及时，放电量小，在对开关SF6气体检测及开仓检查时没有异常情况。

2、第二次送电时，放电情况恶化，放电剧烈，声音大频率快，为判断具体位置持续时间长，因此检测SF6气体及开仓检查时有异味，气体含量有异常。

3、通过检查套筒放电部位可见有一道约15cm的放电沟痕，可见最初在这个地方存在裂纹，长期高压下运行产生尖端放电，经持续发展，最终产生严重放电并造成绝缘体局部炸裂，进一步发展会造成套筒击穿，引发开关接地短路故障，造成机组跳闸或线路保护动作，因此是较大的事故隐患。

四、解决措施

1、鉴于本次故障已造成绝缘拉板的外套筒局部崩裂，需要更换新套筒；

2、绝缘拉板也有局部的树枝状放电，绝缘清洗后仍有轻微痕迹，为保证可靠性，将其更换；

3、更换2处绝缘件后，根据电力设备预防性试验规程中开关设备的大修要求，需要做整体耐压试验和局部放电试验，试验电压为出厂试验值的80%。

4、经过上述原因分析、检修试验后，全部合格，开关送电投入运行。

五、结束语

500KVGIS开关设备是机组并网，送出线路连网的重要设备，开关的安全可靠是电力系统安全的重要保证，由于设备自身存在的隐患，再叠加检修维护不及时带来的影响，将会企业经济效益和电网安全带来较大的负面影响，因此要引起各使用单位的高度重视，要做好定期检修，比如5～6年进行1次小修、10年进行1次大修等，防止出现失修。另外由于产品老旧，采购备品备件要提前申请，以便给厂家提供充裕的加工时间，另外还要多方寻求同类产品，互通有无，用最短的时间恢复系统正常运行。

参考文件

[1]《500KV50321刀闸A相异常情况报告》华能伊敏电厂

[2]《万全变电站LW12-500型罐式断路器内部故障》新东北电气集团高压开关有限公司售后服务处-2013.3.31