一起500 kV GIS隔离开关故障分析及处理.docx

1、东北电力技术NORTHEASTELECTRICPOWERTECHNOLOGY一起500kVGIS隔离开关故障分析及处理苏文仃过羿仃廖军仃阚泽U谢佳2（I国网安徽省电力有限公司检修分公司十安徽合肥23000U2国网安徽省电力有限公司R安徽合肥230061）摘要：某1000kV特高压变电站500kVX线路跳闸i通过SR气体成分检测i.确定故障位置为GIS隔离开关气室i对故障气室解体发现隔离开关盆子沿面闪络、表面有异物、动侧盆了有明显放电痕迹、FES动触头断裂竹判定FES动触头断裂是产生异物、引发放电的根本原因！提出r相应的整改措施；为今后GIS类似故障查找、分析处理及运维保障提供参考麻关键词：G1

2、SJ隔离开关i沿面闪络j放电痕迹中图分类号TM5641文献标志码A文章编号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是将断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器等元件组合封闭在接地的金属壳体内组成成套开关设备#其绝缘介质和灭弧介质为SF6气体1-5N因其具有占地面积小、维护工作量小、可靠性高等优点而在电力系统中应用广泛f但近年来因GiS制造工艺、装配质量问题引起GIS故障的情况时有发生f给电力系统的安全运行带来极大威胁610用某1DHkV特高压变电站5D。kVG1S隔离开关气室发生放电事故W本文对故障过程进行分析讨论R确定故障根本原因斤提出预防措施和建议麻对G1S的运行维护工作提供借鉴j1故障过程某1000kV特高压变

6、电站500kV第2串采用不完整串接线方式，设备为GISi500kVI母和II母并列运行6X线接入第2串if5021、5022断路器运行g2017年12月31日12时34分X线第1套和第2套分相电流差动保护月故障相别为A相fl差动电流为3109ASX线5022断路器重合闸未动作（重合闸在停用状态）KA、B、C三相跳闸*1364ms后X线5021断路器重合闸动作寸重合于故障三跳8故障测距如下：X线第1套分相电流差动保护为7600kmjX线第2套分相电流差动保护为0kmK故障发生后。结合保护动作分析进行现场检查K发现设备外观、红外测温均正常R读取SF6分解产物测试仪,发现50221隔离开关A相气室气

7、体组分异常K如表1所示N表150221隔离开关A相气室SF6气体成分nL/LSF6气体分解成分体积分数SO"1626H.S1559CO2922从表1可知府故障点为50221隔离开关A相气室J故障设备为西安西电ZF8A-550型G1S产品2013年1月生产lit当年7月投运#该故障气室内含X线50221隔离开关、502217及502167接地隔离开关W在交接试验、运行中多次带电检测均未见明显异常#2解体检查50221隔离开关A相气室结构如图1所示冲图I50221隔离开关气室结构50221隔离开关A相气室返厂解体检查S发现隔离开关气室动侧盆子有明显放电痕迹彳如图2所示$图2动侧盆子的放电

8、痕迹对静侧装配、动侧装配、连接机构装配、壳体解体&发现隔离开关的动侧盆子放电严重#整个表面呈炭黑色H如图3所示N图3动侧盆了放电情况静侧盆子无异常麻其上方FES动触头断裂巾断裂的动触头前端夹持于FES静触头内部N如图4所示N图4静侧装配对放电的动侧装配进行拆解*发现盆子表面灼烧碳化严重府在中心导体附近发现大小不一（25cm）的金属丝及大量溶渣i如图5所示F（0放电盆了熔渣（b）盆子表面金属丝图5盆了表面异物清理盆子表面异物。可见盆子表面有10多处大小不一（约05mm）的灼烧点巾未发现明显沿面放电通道N对动侧支撑导体进行检查#发现导体与盆子嵌件连接的一侧边缘烧蚀严重R如图6所示崔对壳体检

9、查寸发现壳体上与放电盆子连接的法兰边缘烧蚀严重B有烧熔的现象#如图7所示#图6动侧支撑导体烧蚀图7解体的壳体3放电原因分析根据解体检查情况N判断隔离开关内部异物导致间隙放电R异物来源可能：FES触头断裂产生安装过程未清理干净甘31取样异物分析收集隔离开关内部异物*分成4个样本进行成分分析W其分析结果见表2表5用表21号试样分析元素w7%Wi%标准差原子C4754320631604281334271F170315143117AI2956I8S4807S159102491000总量0000-0表32号试样分析元素w7%Wi%标准差原子C2698099401103610304023F36510574

10、320Mg0790fl15818A：38360437708Si136008613S241100941000总量0000-0表43号试样分析元素w7%W：%标准差原子C62971087519F23340851762Mg03601021A11185039630Si036。0$019S1121Ml0501总量0000一0000表54号试样分析元素wT%W%标准差原子C344007449980583202<636F10100311930M?6131004044Al47260382035Si4334001164S0711001182Ag000010901总量一10M0从样本分析可知#隔离开关内部收

11、集的异物4个样本的成分均为铝合金材质#判断为烧熔的壳体及导体上掉落的物质F32盆子探伤分析对放电的动侧盆子（编号：512X24V0910）和表面未放电的静侧盆子（编号：512YO7VO617）进行射线探伤试验：静侧盆子未发现异常动侧距离中心导体40mm有一处表面烧灼点R内部其余地方未发现异常用2个盆子均无裂纹、气孔、夹渣缺陷冲因此W可判断盆子的灼烧点为异物掉落在盆子上产生的R本次放电非盆子的原因造成N33对断裂的FES动触头分析故障气室内的FES动触头前端装配头脱落在静触头内N装配头与动触头连接的工艺为内外丝牙旋紧并焊接£装配头端部（丝牙侧）灼烧严重#约1/3断面存在金属熔脱

12、7;根据断裂触头的标记与批号*追溯产品生产厂家、发货日期、入库日期以及同批次产品数量&调取检验记录表面记录齐全、检验合格甘因焊接质量问题与焊接参数、焊接设备没有直接关系S随后对触头断裂的形貌进行分析彳发现该触头焊接痕迹在焊接面分布不均孑且焊接时触头本身需要旋转*因此#在理论上该触头在焊接面上的焊接痕迹的深度应基本相等#而体现在宏观断口上的焊缝厚度有明显的深浅迹象f这说明焊接时电子束到达的位置与焊接面不是充分重合f而是发生了偏离8进而造成焊接后的端面一侧焊接深度有2/3深*而另一侧有1/3深j触头在焊接前的装卡对中是通过百分表来找正R而百分表找正时只能依赖操作者手持的方式进行N因此H如果

13、操作者没有仔细检查焊缝时#装卡不正的情况就会发生N从质量追溯情况来看#装卡不正导致触头端面焊接深度不一N同时。装卡不正导致触头无法完全焊透寸但在表层焊接己经全部焊接在一起K无法通过着色探伤检出内部缺陷月因此8触头断裂主要原因为触头焊接时装夹不正、电子束偏离预期位置#进而导致焊接面未焊透同时检测手段不完善。致使非预期产品流入下一工序N34放电过程分析设备厂内操作200次后进行特性试验、雷电冲击及工频耐压试验均一次通过N现场安装后耐压试验一次通过N结合分析府判定异物不是来自厂内及现场安装环节月因此小可判定在502167接地隔离开关A相FES动触头断裂后#操作过程中碰撞产生异物*掉落于50221隔离

14、开关A相动侧盆子过程中引起放电。放电过程：502167隔离开关A相FES动触头断裂一操作产生碰撞一异物掉落在50221隔离开关A相动侧盆子上一异物与支撑导体间隙放电一放电造成盆子表面烧灼中铝液喷溅其触头断裂或碰撞后产生异物S因放电时短路电流能量大S导致异物气化N因此在收集物中未检测出来*只有个别的试样中含有极少量的银N放电后N盆子连接处导体及铸铝壳体熔化后铝液飞溅N质量较轻的形成了金属丝样物质R质量较重的形成块状物质用综上存50221隔离开关A相气室发生放电故障的根木原因为气室内部异物引发间隙放电9FES触头焊接工艺不到位而导致动触头前端装配头断裂诉并夹持在FES静触头中N在FES操作过程中动

15、触头后端导电杆碰撞夹持在FES静触头中的前端装配头#产生金属异物&掉落到50221隔离开关A相动侧盆子过程中引起放电用4结论通过对5UDkVG1S隔离开关故障的分析及处理寸判定零部件质量问题引起放电#因此N设备生产厂家要加强对GIS设备触头、盆子等关键原材料及组部件的采购、质量把控等#确保设备质量#同时F完善各项工艺措施*校对所有工艺参数由完善检测手段*切实有效地保证焊缝的可靠性才确保后期供应的FES新触头满足运行要求S另外N加强现场安装环节的工艺质量管控S形成完整细致的工艺要求1从G1S气室的清理顺序、不同位置的清理方法、清理重点等方面进行要求用运维检修人员要采用红外检测、SF6气体

16、成分分析、特高频的局部放电检测等多种手段对G1S进行状态掌握#提前发现隐患N及时治理月参考文献：1 王静君，黄瑜珑.一起500kVGIS隔离开关绝缘闪络的事故分析J.高压电器i2013(49(9):119-123.2 汪晓明i何萍i刘衍i等.一起5。kVHGIS事故的分析及处理口.高压电器，2014150(I):129-130.3李晓峰i甑利i周新伟i等.2?。kV气体绝缘开关设备(GIS)耐压击穿故障分析J.中国电力i2010i43(I):43-45.4 何善庆550kVGIS盆式绝缘于闪络事故的分析J.高压电器inut39(3):79-80.5 张智军.GIS设备的运行维护J,东北电力技术！2009i30(7):24-26(36.6张宝军i刘洋i关艳玲i等.SF,分解产物分析在GIS绝缘故障诊断中的现场应用I.东北电力技术f2013(34(5):18-20.口崔文军SF6全封闭组合电器现场耐压试验有关问题的探讨