宁夏电网GIS设备缺陷分析及预防措施.pdfVIP

技 术 与 应 用 宁夏 电网 GI S设备缺 陷分析及预防措施 李秀广 韩四满 2 万 华 彭 鹏 张韶华 ( 1 国网宁夏电力公司电力科学研 究院，银川 7 5 0 0 0 1 ； 2 宁夏工商职业技术学院，银川 7 5 0 0 2 1 ) 摘要 本文通过对宁夏电网 1 l O k V及 以上的 GI S设备缺陷进行统计及分析，找 出造成 G I S设 备缺陷的主要原 因，提 出具有针对性的防范措施，对今后 G I S设备的采购、安装及运维管理具有 一 定的借鉴作用。 关键词：气体绝缘组合电器；设备；缺陷 Fa ul t Ana l y s i s a nd Pr e ve nt i ve M e a s ur e s o f GI S Ni ng x i a Po we r Gr i d Li Xi u gu a n gl Ha n S i ma n 2 Wa n Hu a l Pe n g Pe n gi Zh a n g Sh a o hu a l ( 1 S t a t e Gr i d Ni n g Xi a E l e ct r i c P o we r R e s e a r ch I n s t i t u t e ， Y i n ch u a n 0 7 5 0 0 1 ； 2 Ni n g x i a I n d u s t r i a l a n d Co mme r ci a l V o ca t i o n a l T e ch n i ca l Co l l e g e ， Yi n ch u a n 7 5 0 0 2 1 ) Abs t r a ct By ca l cu l a t i n g a n d a n a l y z i ng GI S e q ui pme n t s de f e ct s o f 1 1 0 k V a n d a bo v e vo l t a g e l e v e l i n n i ng x i a p o we r g r i d， ma i n r e a s o ns a r e f o un d， a n d p r i v e nt i v e me a s ur e s a r e p r o p o s e d wh i ch p r o vi d e go o d r ef e r e n ce s t o t h e s t o ck， o pe r a t i o n ma n a g a me nt a n d d a i l y ma i nt e na n ce of GI S Eq u i p me n t K e y wo r ds ： GI S； e q ui pme n t ： d e f e ct s S F 6 全封 闭组合 电器 ( G I S )具 有绝缘 性 能好 、 安装和维修方便 、占地面积与空间体积小、运行安 全可靠、检修周期相对延长等优点、因此，近年来 ， G I S 设备使用 日益广泛。然而，在宁夏电网现场安 装运行过程中，G I S 设备的缺点也 日渐增多，特别 是对于全封闭的 G I S设备来说，出现故障后定位和 检 修都 比较 困难 。一 旦 G I S设 备 出现 故 障 ，相 对其 他 敞 开式 设 备来 说平 均 检修 时间要 比长 很多 ， 往往会造成较大范围的停电，导致非故障设备停电。 近几年，宁夏电网 G I S设备在安装及运行中发 现 的缺陷明显增多，为此，笔者针对近年几年来 宁 夏地 区各 运维 单位 出现 的故障 进行 了统 计 ，对故 障 增多 的主 要 原因进 行 了分析 ，同 时针对 故 障原 因提 出了对策和建议，希望对宁夏电网 GI S设备 的安全 健 康运行 提供 可靠 的依 据【 3 】 。 1 宁夏电网 G I S设备概况 近几年，宁夏地区 1 1 0 k V及 以上 GI S变电站个 数越来越 多，尤其是近两年来增长速度非常快 。截 止 到 2 0 1 4年 7月 ，宁夏 电网共有 2 2 0 k V 共 8 4个 间 隔，1 1 0 k V共有 4 3 8个间隔，具体情况详见表 1 。 表 1 宁夏电网 GI S设备历年间隔数 各 电压等 级 间隔数 个 年份 l 1 Ok V 2 2 0 k V 3 3 0 k V 2 Ol 1 73 1 3 2Ol 2 1 61 1 3 1 1 20 1 3 3 86 6 5 l 1 2 01 4 4 38 8 4 1 1 2 GI S设备故障情况 近 年来 ，宁夏 电网 G I S设 备故障 主要集 中在 两 个 方面 ： 一 是设 备投运 前交 流耐压 时发 生 内部 闪络 ； 二 是运行 后设 备 出现漏气现 象 。 2 0 1 1 年 ，发 生 1 起 G I S设备漏 气故 障 ，为 1 1 6 次 百间隔 年； 2 0 1 2年，发生 5起 G I S设备漏气故 障、 3起 G I S设备闪络故障， 为 4 _ 3 2次 百间隔 年； 2 0 1 3年 ，发 生起 1 1 起 G I S设备漏 气故 障 、4起 G I S 设备闪络故障，为 3 2 5次 百间隔 年；2 0 1 4年， 发生起 1 起 GI S设备漏气故障、2起 G I S设备闪络 故障，具体详见表 2 。 2 o 1 5 年 第 3 期I)K 1 0 7 图 4 某 变 电站 断路 器上 电流互 感器 连接处 密封圈损坏情况 4设备故障原 因及相应措施 4 1 引起 GI S设备故 障原 因 通 过对 各类 GI S设 备缺 陷进行 分析 ，发 现一 部 分 问题 出现 在制 造 厂 中，一 部分 问题 出现 在现 场 安 装 环节 。 1 ) 在制造厂中存在的问题。 目前 ， 各网省 1 1 0 k V 变 电站基 本 都采用 G I S设备 ，这 引起 制造 厂 出现供 不 应求 的现 象 ，好 多产 品都 是加班 加 点赶 出来 的， 为 GI S产品质量 留下隐患。另外，部分制造厂没有 对采 购 的零 部件 材 料进 行严 格把 关 ，导致 设备 在运 行后 出现 故 障。 2 ) 在现场安装调试阶段的问题 。 在现场安装时， 工作人员极易使灰尘等物质进入 G I S设备，尤其是 在在宁夏等西部地区，全年风沙天气较多，清洁度 很难得到保证 】 。另外 ，制造厂为了压缩成本雇佣 临 时工 ，现 场安 装调 试人 员技 术水 平 参差不 齐 ，导 致设 备安 装质 量 出现 问题 。 3 )根 据 国家 电网生 2 0 1 1 1 1 2 2 3号关 于 印发 关 于加 强气 体绝 缘 金属封 闭开关 设备 全过 程管 理重 点 措施 的通知 中第三 十 一条规 定 “ 7 2 5 3 6 3 k V GI S 的交 流耐 压值 应为 出厂值 的 1 0 0 。 ” ， 这对现 场安 装 工艺及产品质量提出了更高的要求。 4 2 GI S设 备缺 陷对策 及建 议 1 )加 强 G I S设 备监 试工作 ( 1 )应加 强 2 2 0 k V 及 以上 G I S设备 的监试 工 作，必要时对其生产过程进行监造 。同时加强对 GI S 设备中的电压互感器、避雷器等部件 的抽检工 作 。在监试过程中，监试人员必须按照相关标准和 采购协议，严格对试验过程、试验结果进行监督， 严 把产 品质 量 出厂关 。 ( 2 ) 组织相关部门编写全过程技术监督标准化 作业指导书，在 G I S设备全过程利用统一的验收和 交接验收标准 。 2 ) 加 强 GI S设备 在安装 及 调试环 节 的管理 工作 在 安装 调试 环节 ，运 维单位 及 监理 应 督促制 造 技 术 与应 用 厂家及安装单位严格按照相关技术标准、相关技术 协议进 行安装 调试 ，确保 设备零 缺 陷投运 】 。 3 )加强 GI S交接验收环节的技术监督 近 年来 ， 国家 电力 公 司提 高 了 GI S设备 的投运 前 试验 标准 ， 旨在通 过提 高耐 压试 验标准 发 现设 备 缺陷。 各运维单位应严格按照国家电网生 2 0 1 1 1 1 2 2 3 号关于 印发 关 于加 强气 体绝 缘金 属封 闭开 关设备 全 过程 管理 重点 措施 的通知和 相 关试验 规程 进行 验收，要给予基建单位足够的整改时间，严禁设备 带缺 陷投运 ，在 交接验 收过 程完 成后 应进 行专 项技 术 监督验 收工 作评估 。 同时 按照技 术监 督相关 要求 ， 一 旦交接 验 收发现 问题 时及 时发 布预 警告警 通 知 ， 并 限期整 改 。 4 )加强 G I S运行 维护 在 G I S设备投运后，各运维单位应加强对其巡 视、运行及维护管理相关工作，通过巡视及例行试 验发现设备异常后及时采取相应的措施 ，避免因小 缺 陷发展 为设备 事故 。 5 )引进 新 技术 、新 方法 各 网省公司 应通过 开展 GI S设 备超声波 局放 检 测、特 高频局放监测等带电检测新技术，同时结合 在线监测系统，及早发现 GI S设备潜伏性缺 陷，提 高 GI S设备 运行 的可靠性 。 ( 1 ) 在对 GI S设备进行投运前耐压试验时， 应 进行超声波、超高频局部放测量工作。一方面，可 有效检 验 交流耐 压试 验是 否通 过 ；另一 方面 ，可 为 后 续 的例行试 验积 累原 始数据 ，为运 行 中的 G I S设 备进行带电检测提供可靠依据 8 。 ( 2 ) 在 出现异常情况时，应结合超高频局放测 试 、超声局 放测试 、S F 分解产 物分析 、红外 热像测 试 、x 射线 测试 等多种 方法进 行检 测 ，综合判 断设 备运行状况，对 G I S设备绝缘状态进行准确可靠分 析 。 5结 论 本 文通 过 对 近几 年 宁夏 电 网 1 1 0 k V 及 以上 的 G I S 设 备 出现 的缺 陷进行 统计 分析 ，发现 主要缺 陷 由固体绝 缘介 质表面 放 电和 设备 部件漏 气 引起 ，并 进行举例说明。最后，有针对性地提出 GI S设备缺 陷故障的预防措施：加强 G I S设备制造和现场安装 环节质量监督，严把交接验收和交接试验关，规范 G I S设备运行检查和检修维护工作，重视带电检测 及 在 线监测技 术 的应用 。 2 0 1 5 年 第3 期 嘲I | l 穰琳l 1 0 9 技 术 与应 用 参考 文献 1 谢志杨母线导体插入深度不足导致 GI S对地故障 原因分 析 J 高压 电器， 2 0 0 9 ( 3 ) ： 1 6 0 1 6 3 2 杨俊锋一起 G I S断路器控制回路故障的分析与处 理 J 高 压 电器 ， 2 0 0 9 ( 6 ) ： 1 5 8 1 6 0 3 】 陈金法，杨立川 I ，李思南一例隔离开关触头烧损 引 发 G I S 外 壳 放 电 故 障 的分析 J 浙 江 电力， 2 0 0 7 ( 3 ) ： 2 3 2 5 【 4 袁毓翔 2 2 0 k V室外 G I S设备故障处理分析及应对措 施 J 安徽电力， 2 0 0 7 ( 2 ) ： 5 2 。 5 4 5 】 王晶晶 s F 6 全封闭式组合电器分解产物诊断技术应 用研究 D 华南理工大学， 2 0 1 3 6 】 汤铭华GI S 组合电器典型故障分析及改进 D 华 南理工大学， 2 0 1 3 7 】 李晓峰，甄利，周新伟，等2 2 0 k V 气体绝缘开关设 备( G I S ) 耐压击 穿故障分析 J 】 中国电力，2 0 1 0 ( 1 ) ： 43 45 【 8 孙茁，薛源，郭宏伟1 2 6 k V GI S设备典型故障分析 与处理 J 高压电器， 2 0 1 0 ( 1 1 ) ： 9 5 9 8 ， 1 0 2 作者简介 李秀广 ( 1 9 8 1 ) ，河北邢 台人，工程师 ，从事 电气 设备性能技术监 督工作。 ( 上接 第 5页 ) 电压对应的输出电流幅值超过土壤 电离的临界电流 厶时，输出波形的波头和波尾开始随充电电压增加 而增加，波尾和波头的比值则下降。在非线性电阻 模型中，输出波形的波尾和波头比值在大充电电压 下 更接近 2 5 。 2 ) 临界击穿场强 E 和土壤电阻率P主要影响接 地模型 中的非线性电阻部分。混合模型中非线性电 阻只 占总 电阻的 部分 ，因此受 E 。 和p影响较 非线 性 电阻模型小。对于非线性电阻模型，在大土壤电 阻率P和小临界场强 丘 时，输出波形幅值更大且波 尾与波 头 的 比值 更接近 2 5 。 3 ) 增大接地模型中的电容能提高输出波形的幅 值，但是难以得到波尾与波头的比值为 2 5的标准 8 2 0 s 波 形 。 4 )随着 R j 。 增大，电容模型和混合模型对应 的输出波形参数变化趋势相类似 ，输 出波形波头减 小，波尾增大 ，波尾和波头比值增大，幅值减小。 参考 文献 【 1 彭飞防雷接地中的冲击接地电阻 J 电气技术， 2 0 0 9 ( 1 0 ) ： 7 2 7 5 2 厉天 威，何 民，卢本 初，等输 电线路杆 塔接 地 电阻 的简 化计算 J 电网技术， 2 0 1 1 ， 3 5 ( 9 ) ： 1 7 0 1 7 5 【 3 杨琳，吴广宁，李建明接地网冲击特性试验 J 电 网技术， 2 0 1 0 ， 3 4 ( 3 1 ： 2 0 1 - 2 0 4 4 I E E E Gu i d e f o r I mp r o v in g t h e L i g h t n i n g P e r f o r ma n ce o f T r a n s r n is s i o n L i n e s ， I E E E S t d s 1 2 4 3 1 9 9 7 ， J u n 1 9 9 7 5 C I GR E Wo r k i n g G r o u p 0 1 o f S C 3 3 G u i d e t o P r o ce d u r e s for E s t i ma t i n g t h e Li g h t n i n g P e rfo r ma n ce o f T r a n s mi s s i o n L in e s s C I G R E T e ch Re p 6 3 ， O ct 1 9 9 1 6 I E C I n s u l a t i o n C O o r d in a t i o n ， P a r t 4 ：C o mp u t a t io n a l 嚷l | I 藏肃2 0 1 5 年第3 期 g u id e t o in s u l a t io n C O o r d in a t io n a n d mo d e l in g o f e l e ct r ica l n e t wo r k s ， I E C S t d s 6 0 0 7 1 4 ， 2 0 0 6 7 程文锋，梁江东模型法雷 电冲击下杆塔电位的测 量与 分析 J 南方 电网技术， 2 0 1 2 ， 6 ( 1 ) ： 2 7 2 9 8 杨琳，吴广宁，李建明接地网冲击特性试验 J 电 网技术， 2 0 1 0 ， 3 4 ( 3 ) ： 2 0 1 2 0 4 9 】 T u Y o u p i n g ，He J i n l ia n g ，Z e n g R o n g L i g h t n i n g im p u l s e p e r f o r ma n ce s o f g r o u n d in g d e v ice s co v e r e d wi t h l o w r e s is t iv it y ma t e r ia l s J I E E E T r a n s a ct io n s O n P o we r De l i v e r y ， 2 0 0 6 ， 2 l ( 3 ) ： 1 7 0 6 1 7 1 3 1 0 何 金 良，曾嵘，陈水 明，等 输 电线路 杆塔 冲击 接地 电阻特性的模拟试验研究 J 清华大学学报( 自然科 学版) ， 1 9 9 9 ， 3 9 ( 5 ) ： 5 - 8 1 1 】司马文霞，李晓丽，袁涛，等不同结构土壤中接地 网冲击特性 的测 量与分析 J 高 电压技 术，2 0 0 8 ， 3 4 ( 7 ) ： 1 3 4 2 1 3 4 6 【 1 2 张波，余邵峰，孔维政，等接地装置雷电冲击特性 的大 电流试验 分析【 J 高电压技术 ，2 0 1 1 ，3 7 ( 3 ) ： 5 4 8 5 5 4 1 3 】舒翔，文习山，张云建，等杆塔冲击接地 电阻测