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GIS又稱全封閉式組合電器，是將母線、斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器及進(jìn)出線套管等設(shè)備封裝在接地的金屬殼體內(nèi)，組合成一個(gè)整體裝置。

GIS因其可靠性與安全性好、安裝與維護(hù)工作量少、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，在近幾年的110kV及以上變電站建設(shè)中，得到較為廣泛的應(yīng)用[1]。盆式絕緣子在GIS連接母線中，起著隔離氣室、支撐導(dǎo)體及絕緣的作用，也是GIS絕緣中較為薄弱的環(huán)節(jié)。

1 GIS交流耐壓試驗(yàn)過程

廈門110kV某變電站工程在GIS安裝完成后，經(jīng)過主回路電阻測量、絕緣電阻測量、SF6氣體微水測試、氣體密封性試驗(yàn)、斷路器機(jī)械特性試驗(yàn)等常規(guī)試驗(yàn)合格，GIS內(nèi)（隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器等）的其他特性試驗(yàn)全部合格后，進(jìn)行整體工頻交流耐壓試驗(yàn)。

根據(jù)GB 50150—2016《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》之13.0.6交流耐壓試驗(yàn)，應(yīng)符合下列規(guī)定：“試驗(yàn)程序和方法，應(yīng)按產(chǎn)品技術(shù)條件或現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《氣體絕緣封閉開關(guān)設(shè)備現(xiàn)場耐壓及絕緣試驗(yàn)導(dǎo)則》DL/T555的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，試驗(yàn)電壓值應(yīng)為出廠試驗(yàn)電壓的80%”[2]。該GIS出廠試驗(yàn)電壓為275kV，因此按規(guī)范要求現(xiàn)場老練試驗(yàn)電壓值為84kV（5min）和145kV（3min），交流耐壓試驗(yàn)電壓值為220kV。

A、B兩相通過相電壓84kV老練5min，線電壓145kV老練3min，220kV對地耐壓試驗(yàn)1min，說明A、B兩相交流耐壓試驗(yàn)通過。而C相通過了相電壓84kV老練5min，線電壓145kV老練3min，再進(jìn)行220kV對地耐壓試驗(yàn)1min時(shí)，當(dāng)升壓至136kV發(fā)生放電現(xiàn)象時(shí)，為確定故障點(diǎn)位置，重新對C相進(jìn)行升壓試驗(yàn)，第二次升壓至100kV放電，第三次升壓至92kV放電，斷開E01間隔（1#主變進(jìn)線間隔）Q9隔離開關(guān)，甩掉Q9隔離開關(guān)至出線套管部分，再次對C相進(jìn)行220kV耐壓試驗(yàn)通過。說明故障點(diǎn)在E01間隔Q9隔離開關(guān)至出線套管之間。

2 現(xiàn)場檢查

在發(fā)生放電現(xiàn)象后，對現(xiàn)場疑似故障氣室SF6氣體回收完成，拆下出線套管和捌角SD10112單元，經(jīng)檢查放電位置在E01間隔出線套管下方捌角SD10112單元的盆式絕緣子處，如圖1所示。經(jīng)過仔細(xì)檢查盆式絕緣子表面有閃絡(luò)痕跡，但無結(jié)構(gòu)損傷，如圖2所示。

圖1 GIS故障點(diǎn)位置照片

圖2 故障盆式絕緣子表面閃絡(luò)痕跡照片

3 原因分析

3.1 工廠制造過程排查

檢查生產(chǎn)安裝和出廠試驗(yàn)記錄，E01間隔SD10112單元在出廠試驗(yàn)時(shí)一次性通過耐壓試驗(yàn)，并且局放量小于2pC，因此車間裝配工藝出問題的可能性非常小。

3.2 運(yùn)輸過程排查

GIS廠址到變電站的距離約40km，且路途平坦，設(shè)備到場進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)，未發(fā)現(xiàn)屏蔽罩損壞或移位的問題，且沖撞記錄儀中的最大數(shù)據(jù)小于產(chǎn)品技術(shù)文件的要求，因此可排除運(yùn)輸造成問題的可能性。

3.3 現(xiàn)場安裝排查

1）現(xiàn)場安裝環(huán)境排查

（1）當(dāng)時(shí)E01間隔安裝在7月份，施工現(xiàn)場環(huán)境濕度為50%～60%之間，根據(jù)GB 50147—2010《電氣裝置安裝工程高壓電器施工及驗(yàn)收規(guī)范》之第5.2.7條：GIS元件的安裝應(yīng)在制造廠技術(shù)人員指導(dǎo)下按產(chǎn)品技術(shù)文件要求進(jìn)行，并應(yīng)符合下列要求：“裝配工作應(yīng)在無風(fēng)沙、無雨雪、空氣相對濕度小于80%的條件下進(jìn)行，并采取防塵、防潮措施”[3]。

施工現(xiàn)場的濕度滿足上述規(guī)定要求，因此不存在該氣室打開對接時(shí)造成盆式絕緣子吸附水分，而引起盆式絕緣子的閃絡(luò)。

（2）E01間隔SD10112單元閃絡(luò)的絕緣子為現(xiàn)場安裝面，E01間隔出線套管不在GIS室，而是在1#主變室，沒有封閉施工，周圍存在粉塵較多，人員在走動時(shí)會帶動粉塵飛揚(yáng)，現(xiàn)場對接時(shí)粉塵或者其他小異物可能進(jìn)入該氣室內(nèi)部，附著在盆式絕緣子表面上積存，使電壓分布不均衡，從而引起盆式絕緣子表面發(fā)生閃絡(luò)。

2）現(xiàn)場安裝工藝影響排查

（1）對接導(dǎo)電桿時(shí)工藝不過關(guān)，造成金屬部件摩擦，使金屬粉末落入盆式絕緣子表面，而盆式絕緣子清潔時(shí)沒有完全徹底的清理干凈，造成雜質(zhì)在盆式絕緣子表面堆積，降低盆式絕緣子的閃絡(luò)電壓值，發(fā)生閃絡(luò)。

（2）對接完成后，對該氣室進(jìn)行抽真空，檢查抽真空記錄表，真空度達(dá)到32Pa時(shí)并保持12h，真空度沒有降低，因此真空度滿足規(guī)范要求，說明該氣室密封性較好。不存在使空氣中的水份通過漏點(diǎn)進(jìn)入該氣室內(nèi)部，造成盆式絕緣子的含水量過高，使之表面形成水膜，降低絕緣子的沿面閃絡(luò)電壓值，造成盆式絕緣子閃絡(luò)放電。

（3）檢查該氣室SF6氣體壓力值為0.68MPa，滿足GIS廠家技術(shù)文件要求，并且SF6氣體含水量小于250◆L/L，符合GB 50150—2016《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》之13.0.5測量六氟化硫氣體含水量，應(yīng)符合下列規(guī)定：“有電弧分解的隔室，應(yīng)小于250◆L/L；無電弧分解的隔室，應(yīng)小于250◆L/L；氣體含水量的測量應(yīng)在封閉式組合電器充氣24h后進(jìn)行”。因此，不存在因該氣室SF6氣體微水問題而使盆式絕緣子表面發(fā)生閃絡(luò)。

綜上所述，現(xiàn)場出現(xiàn)閃絡(luò)的原因可能是：①現(xiàn)場對接時(shí)粉塵或者其他小異物進(jìn)入氣室內(nèi)部；②現(xiàn)場對接導(dǎo)電桿時(shí)，造成金屬部件摩擦，使金屬粉末落入盆式絕緣子表面。

4 現(xiàn)場處理

對1#主變室的環(huán)境衛(wèi)生進(jìn)行清掃，經(jīng)檢查盆式絕緣子僅表面燒黑無結(jié)構(gòu)破壞，現(xiàn)場采用打磨表面的方法進(jìn)行修復(fù)，打磨后經(jīng)檢查其表面和新絕緣子無差異，處理完成后，安裝捌角SD10112單元和出線套管，擰緊法蘭螺栓，對拆開的氣室進(jìn)行抽真空、重新充SF6氣體及微水測試，對現(xiàn)場檢查時(shí)拆開的法蘭面重新做氣體密封試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后重新進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。

5 防范措施

1）加強(qiáng)GIS運(yùn)輸過程監(jiān)測

運(yùn)輸時(shí)GIS充SF6氣體至微正壓，在GIS上安裝沖撞記錄儀，加強(qiáng)GIS運(yùn)輸過程的監(jiān)測。

2）GIS進(jìn)場驗(yàn)收

GIS進(jìn)場后，組織相關(guān)人員進(jìn)行開箱驗(yàn)收檢查，并做好開箱檢查記錄。檢查GIS從出廠到變電站運(yùn)輸過程的設(shè)備損傷狀況。

3）控制SF6氣體含水量、純度及氣室密封性

根據(jù)Q/GDW 11447—2015《10kV—500kV輸變電設(shè)備交接試驗(yàn)規(guī)程》之19.2.1規(guī)定：“SF6新氣到貨后，充入設(shè)備前對氣瓶的抽檢應(yīng)從每批次中進(jìn)行，抽檢比例參考見表1，其他每瓶只測定含水量”[4]。

在對SF6新氣含水量和純度檢測合格后，方可向GIS氣室內(nèi)充SF6氣體至0.1MPa，在SF6氣體充入GIS內(nèi)靜置24h后，根據(jù)Q/GDW 11447—2015《10kV—500kV輸變電設(shè)備交接試驗(yàn)規(guī)程》之19.2.5規(guī)定：“交接時(shí)SF6氣體的試驗(yàn)項(xiàng)目、開展要求和標(biāo)準(zhǔn)見表2”。

表1 SF6新到氣瓶抽檢比例參考比例

表2 SF6氣體的交接試驗(yàn)項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)要求

測量斷路器SF6氣體含水量小于150◆L/L、其他氣室小于250◆L/L和純度大于99.9%后，可繼續(xù)向GIS氣室充SF6氣體至額定壓力值。在充氣24h后且操動試驗(yàn)后進(jìn)行氣室密封性試驗(yàn)，檢漏儀不報(bào)警，則該氣室密封性完好。

4）保持現(xiàn)場安裝環(huán)境干凈

安裝前，檢查GIS室內(nèi)部環(huán)境清潔，不能因?yàn)橼s工，而在土建部分沒有完工的情況下進(jìn)行GIS安裝。在安裝GIS時(shí)，水泥地面容易起塵，使GIS周圍產(chǎn)生粉塵，應(yīng)提前在GIS室地面進(jìn)行一層環(huán)氧樹脂地坪漆施工，保持地面清潔。

5）控制現(xiàn)場安裝環(huán)境濕度和粉塵

GIS安裝時(shí)應(yīng)選擇晴朗、氣溫較高的天氣進(jìn)行，空氣相對濕度應(yīng)小于80%。每日安裝前進(jìn)行GIS室內(nèi)衛(wèi)生清理，安裝時(shí)無關(guān)人員不能進(jìn)入現(xiàn)場，安裝人員要佩戴頭帽和鞋套，防止粉塵或其他雜質(zhì)帶入氣室內(nèi)。在安裝現(xiàn)場懸掛溫濕度計(jì)和粉塵測試儀時(shí)，監(jiān)測現(xiàn)場安裝環(huán)境的濕度及粉塵量。

6）熟悉安裝工藝，提高現(xiàn)場安裝質(zhì)量

GIS組裝前，應(yīng)先檢查導(dǎo)電桿、盆式絕緣子表面有無生銹、氧化物、無劃痕及凹凸不平，若有，則對其表面有毛刺、氧化層和劃痕部位采用砂紙進(jìn)行處理平整，并用丙酮進(jìn)行清洗干凈，減小接觸電阻，減少放電現(xiàn)象。對盆式絕緣子采用吸塵器進(jìn)行清掃，并選用酒精擦拭干凈[5]。對接法蘭處的密封圈應(yīng)更換，用無毛紙蘸酒精擦洗密封圈后并涂密封膠。法蘭對接后，連接螺栓按產(chǎn)品技術(shù)文件要求使用力矩扳手進(jìn)行緊固。

結(jié)論

通過以上分析，GIS進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，盆式絕緣子發(fā)生閃絡(luò)放電主要受現(xiàn)場安裝環(huán)境和安裝工藝的影響比較大。在GIS安裝前，組織好GIS驗(yàn)收工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備損傷情況；在GIS安裝中，要控制好氣室真空度、SF6氣體含水量、安裝面清潔度、氣室密封性等方面；安裝后，做好SF6氣體微水和氣室壓力值監(jiān)測。

做好以上各項(xiàng)措施，基本上可以避免GIS交流耐壓試驗(yàn)時(shí)盆式絕緣子發(fā)生閃絡(luò)事故。