1 000 kV GIS斷路器局放帶電檢測異常分析與處理措施

一 內容簡介

文中介紹了一起1 000 kV GIS斷路器局部放電帶電檢測異常的詳細經過、缺陷處理、原因分析以及后續整改措施。檢修人員通過對1 000 kV GIS設備開展局部放電帶電檢測、SF6分解物檢測等工作，分析超聲波和特高頻局部放電異常信號特征，鎖定異常信號的位置，判斷出GIS內部可能存在輕微故障。然后經過現場檢查確認了故障的存在，對故障斷路器進行整體更換處理，并將故障斷路器保存原樣返廠進行分析。最終通過現場開罐檢查、返廠解體、異物樣品檢測等手段找出局部放電異常的原因，本次1 000 kV GIS斷路器局部放電信號異常的原因為屏蔽罩開裂、緊固螺絲松動導致。屏蔽罩開裂主要原因是屏蔽罩緊固螺釘松動，屏蔽罩受力不均勻，導致屏蔽罩安裝孔附近金屬疲勞開裂，而螺絲松動的原因為鎖固劑涂覆不規范、螺栓緊固力矩不符合要求。后續對同類設備進行整改，優化靜側屏蔽罩結構，增加屏蔽罩的整體強度。在屏蔽罩螺栓連接處增加半圓墊圈，并將屏蔽罩緊固螺絲墊圈更換為外徑更大的特殊墊圈，提高屏蔽罩緊固的可靠性。通過對該缺陷的處理和分析，在GIS安裝、驗收、運維檢修等方面制定相應對策防止該類缺陷再次發生。

二 主要內容

由于氣體絕緣全封閉組合電器設備(GIS)具有占地面積小、維護成本低、運行可靠等優點，在各電壓等級變電站中的運用越來越多。斷路器是GIS設備的重要組成部分，其作用是正常情況下可靠切斷高壓載流線路，或是電力系統故障情況下可靠切斷故障從而保護系統安全。近年來，電網發展迅速，GIS設備在500、750、1 000 kV超特高壓骨干電網中的應用非常廣泛，GIS設備生產廠家眾多，質量參差不齊，運行過程中經常出現各種各樣的問題。常見問題比如儲能機構機械故障、二次回路故障、一次回路絕緣故障等，其中一次回路絕緣故障最為嚴重，檢修耗時長、停電范圍較大，嚴重影響了電網的安全穩定運行。隨著帶電檢測技術的發展與應用，利用特高頻、超聲波檢測技術能夠較早發現GIS設備絕緣類缺陷，也可利用X光檢測技術發現GIS設備內部機械故障，發現問題后及時進行處理，避免問題惡化影響電網安全。

根據近年來的故障案例可知，絕緣擊穿故障占比最高，主要原因為制造廠設計不合理、組裝工藝控制不佳、材質不佳，設備長時間運行后內部組部件出現松動移位、斷裂等情況，導致電場發生畸變，或是產生金屬碎屑等異物掉落在絕緣部件上，導致閃絡擊穿等故障。因此，為提高電網運行的安全可靠性，除了要提高產品質量和安裝工藝，在GIS設備運行階段，還應加強帶電檢測工作開展，發現異常應深入分析原因，制定對策，消除GIS設備隱患。

文中針對在帶電檢測過程中發現的GIS設備異常情況，通過現場檢查更換、返廠解體檢查、檢測、試驗，找出帶電檢測異常現象的原因，制定整改措施，對同類設備問題進行整改，消除隱患。

1 設備及缺陷概述

2 現場檢查

3 返廠檢查及分析

3.1 斷路器解體檢查

3.2 屏蔽罩附近異物分析

4 原因分析

5 整改措施

三 結論

本次1 000 kV GIS斷路器局放信號異常的原因為屏蔽罩開裂、緊固螺絲松動導致。GIS斷路器屏蔽罩開裂主要原因是屏蔽罩緊固螺釘松動，屏蔽罩受力不均勻，導致屏蔽罩安裝孔附近金屬疲勞開裂，而螺栓松動的原因為鎖固劑涂覆不規范、螺栓緊固力矩不符合要求。由于及時發現并進行了處理，沒有引起其他擴大事故，但也給正常的生產運行造成一定影響，該類設備隱患應引起重視。為防止該類故障再次發生，建議如下：

1)針對斷路器屏蔽罩的廠內裝配和現場清理，實施專項檢查，其具體要求為：①加強裝配人員螺紋鎖固劑涂敷的專項培訓，并加強抽檢；②對靜側屏蔽罩的6個螺栓的力矩檢查，由抽檢改為復檢；③斷路器在現場清理時，對屏蔽罩螺栓的緊固標記進行檢查。以上檢查措施，需固化在廠內及現場的作業指導書和檢查卡中，并對全體裝配和清理人員進行培訓。

2)針對1 000 kV GIS設備，加強帶電檢測工作開展，及時發現問題并提前消除隱患；

3)加強設備驗收，嚴控現場安裝工藝，對GIS設備內部清潔度、部件材質、緊固力矩、螺栓緊固膠等關鍵部位進行專項檢查驗收。

隨著對電力設備可靠性要求越來越高，應加強GIS等設備的維護與管理，降低其非計劃停運率，對電網的穩定運行有非常重要的意義。為防止類似問題發生，下一步對該隱患開展全面排查。

原文發表在《高壓電器》2024年第6期。