浅谈GIS局放故障定位与修复

李冬志,杜安好

山东电力建设第三工程有限公司，山东青岛，邮编266100

摘要：GIS是一种高度集成的电气设备，由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线等组成，并封闭在金属外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体。由于其结构紧凑，可靠性运行高，故障率低等优点已经广泛应用在全球各地的高压电网中。但由于其固有缺点，GIS一旦出现故障，其平均停电检修时间比常规设备长，其停电范围大，涉及非故障元件多，且通过国际大电网会议统计GIS设备60%的故障由内部局部放电引起，因此根据厂家及电网要求，GIS安装完成后的局放试验必须进行以排除潜在的的绝缘风险因素，保证设备能够长期安全稳定运行。

关键词：GIS 耐压 绝缘 局部放电

1. 引言

塔维勒200MIGD海水淡化项目是目前世界上在建的最大海水淡化项目，采用西门子8DN8型单母线分段式GIS，电压等级为132kV，2路进线间隔、4路出线间隔及1分段间隔。根据西门子耐压试验方案，GIS耐压试验工具将安装在母线1a侧，通过分段间隔E04对1a及1b母线间隔隔离，分别对两段母线所带间隔进行耐压试验，施加电压为100kV保持15分钟，174kV保持3分钟，235kV保持1分钟，合格保准为无击穿、无放电，耐压期间厂家同步进行局部放电检测。本文依托该项目GIS调试期间出现的局放故障定位及修复展开论述。

2 正文

2.1事件描述

2021年5月17日对GIS进行耐压及局部放电试验，按照程序规定首先对母线1a及所带间隔E01，E02，E03  RYB三相分别进行耐压试验，其中R相试验过程顺利，耐压合格且没有局放现象，调整换相器，对Y相施加试验，当电压加到80kV时出现特高频谱图出现明显的高频信号，持续到140kV时放电现象依然存在，期间厂家使用敲击锤对GIS各气室进行桥架观察，放电波形未出现变化，局放试验暂停开始排查原因。通过传感器位置判断，初步判断局放出现在母线E02和E04间隔处

根据厂家建议，对所有母线1a段进出线间隔全部进行隔离后，仅对1a段Y相再次进行加压，试验中局放问题再次出现，检查换相器及与之连接的E01所连气仓，目视检查无异常后进行恢复注气，SF6气体检测合格后，再次对1a 段Y相加压，局部问题再次发生。

将耐压试验仪器转移至母线1b段，对1b段母线及进出线间隔进行耐压及局放试验，RYB三相均一次通过。合上分段开关E04，仅对1b及1a段母线Y相进行加压施压，局放现象再次出现。

2.2  故障定位查找与修复

根据现场西门子德国要求现场进行Time of flight-时差定位法试验，以判断局部放电位置。通过定位测试，判断故障点为第一个耦合连接件0.6-0.8m处，即E02与E03间隔盆式绝缘子处，后续通过多次、多点复测，显示结果一致，现场测试结果同步发给西门子工厂技术部进行分析。

（4）

根据现场特高频谱和时差定位法结果，西门子专家团队最终确认E02与E03间隔盆式绝缘子存在制造绝缘缺陷，局放产生的原因正是由于该绝缘子处内部绝缘问题导致。考虑到项目长期安全稳定运行，西门子要求现场对该缺陷绝缘子进行更换。

更换绝缘子需要对GIS母线仓室进行充气，拆解，为保证更换绝缘子的过程顺利，质量可控，现场需要对灰尘控制、清洁度、温度、湿度、清洁度等严格检查，确保按照厂家要求进行控制，避免二次污染导致绝缘降低等风险，更换过程所有操作环节需要各方签字确认。

绝缘子更换完成后，对拆解仓室需进行全面清理检查后方可恢复气室连接及封闭，后续对仓室进行抽真空、注气处理，气体质量检验合格后，对母线1a侧重新进行耐压及局放试验，试验均一次合格通过，无局放现象出现。

绝缘子更换

2.3  总结

通过查阅相关资料可知，当GIS设备发生局部放电时，将产生很陡的脉冲电流，在空间感应出频率在300MHz到3000MHz的特高频电磁波，结合本项目局放故障，采用特高频测试方法可以较直观的识别出GIS内部出现的局放现象，同时结合时差定位法可以较精确定位出故障点所在位置，因此在后续开关站项目GIS耐压试验中出现局放情况，需要求厂家立即进行时差定位法进行精准定位，尽量避免逐一气室开仓物理检查以提高定位准确率并。

此次GIS局部放电故障以及绝缘子更换导致现场调试工作停滞，同时高压电缆终端头制作及电缆的耐压试验进而收到影响，造成了升压站及下游中压设备受电的滞后，因此要多方面采取措避免类似问题的出线，如在项目投标澄清阶段，需要严格要求厂家在设备出厂期间加大气室间盆式绝缘子质量验收力度，同时对关键部件最大限度进行进行局放试验，尽可能将此类绝缘制造缺陷在厂内早发现早排除。

3   参考文献

［1］罗兵 ,林志明 ,刘卫东;GIS局部放电带电测试特性研究[J];高电压技术;2001年S1期

［2］屈海涛,郭琳,邵方华,许徽;超高频法在GIS设备局部放电检测中的应用[J];河北电力技术;2003年01期

［3］唐炬,朱伟,孙才新,侍海军,魏钢;GIS局部放电的超高频检测[J];高电压技术;2003年12期

［4］韩金华;交流耐压条件下的GIS局部放电检测[J];华中电力;2002年05期