【正文】 第五部分 與設(shè)備性能密切相關(guān)的幾個(gè)問題 中國(guó)電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE P77 3）電標(biāo) DL/T 5961996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》表 10第10條規(guī)定：分、合閘電磁鐵或合閘接觸器端子上最低動(dòng)作電壓應(yīng)在操作電壓額定值的 30％－ 65％之間。“合 分時(shí)間”越長(zhǎng)，也就意味著故障切除時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)穩(wěn)定的威脅就越大。造成這種差別的主要原因一是受國(guó)內(nèi)試驗(yàn)條件的限制，二是根據(jù)分析 SF6氣體絕緣的隔離開關(guān)滅弧性能更強(qiáng)，是可以達(dá)到上述 2A和 1A的要求的。 無論是共箱結(jié)構(gòu)還是分箱結(jié)構(gòu)，它們各有優(yōu)劣。因此對(duì)于低溫地區(qū)選擇 SF6瓷柱式斷路器時(shí)應(yīng)考慮另一個(gè)關(guān)鍵因素－ SF6氣體壓力。 第四部分 幾起典型的 GIS設(shè)備故障 中國(guó)電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE P55 3. 故障原因分析 事故調(diào)查組首先排除了以下幾類可能造成事故的原因： 1）外部過電壓的影響： 天氣晴，方圓 10公里以內(nèi)無雷電活動(dòng)。 第四部分 幾起典型的 GIS設(shè)備故障 中國(guó)電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE P47 二、湖北光谷變 220kVGIS＃ 4母線事故 1. 事故經(jīng)過 2023年 07月 26日 07:52:02， 500kV光谷變 220kV4母線第一、二套母差保護(hù)同時(shí)動(dòng)作，根據(jù)錄波圖數(shù)據(jù)： B相故障后 A、 C相相繼故障動(dòng)作（第二套母差保護(hù)啟動(dòng) 3ms后跳 Ⅱ 母 B相，穩(wěn)態(tài)量差動(dòng)保護(hù) 20ms后跳 Ⅱ 母三相）。 圖 419 “ A部位”燒損現(xiàn)象 第四部分 幾起典型的 GIS設(shè)備故障 中國(guó)電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE P43 圖 420 “ A部位”示意圖 現(xiàn)場(chǎng)觀察到導(dǎo)體 1端部燒損呈斜角狀，滑動(dòng)觸頭外殼幾乎完全燒毀，其內(nèi)部裝配的觸指大部掉落。 圖 47 帶電 顯示器裝置蓋板內(nèi)側(cè) 第四部分 幾起典型的 GIS設(shè)備故障 中國(guó)電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE P36 （ 3）在移開上述兩個(gè)蓋板之后，發(fā)現(xiàn)電纜終端罐體內(nèi)部放電現(xiàn)象嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為： a) 電纜終端與 GIS連接部位的滑動(dòng)觸頭已經(jīng)被燒掉，形成一個(gè)可見斷口，見圖 48所示。電纜終端外殼上側(cè)有明顯燒灼變色痕跡，見圖 43。 第三部分 GIS設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) 中國(guó)電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE P23 第四部分 幾起典型的 GIS設(shè)備故障 中國(guó)電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE P24 一 、 北京電網(wǎng) 220kV草橋變電站 GIS故障情況 1. 電氣主接線情況 220kV草橋變電站位于北京市豐臺(tái)區(qū)，為 220kV負(fù)荷變電站，設(shè)計(jì)規(guī)模為 4回進(jìn)線， 4臺(tái)主變，本期投產(chǎn) 2臺(tái) 250MVA變壓器。我國(guó)八十年代中后期開始使用 GIS設(shè)備，第一套應(yīng)用在廣東江門500kV變電站，由 ABB公司制造生產(chǎn)。呈現(xiàn)“較快增長(zhǎng)、較高效率、較好效益”，并留有較大后勁的良好態(tài)勢(shì)。 ? 2023－ 2023年，組合電器依次為： 550kV＞ 363kV ＞ 252kV＞126kV＞ 。 隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了高壓開關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展，但也存在著不利發(fā)展的諸多制約因素。 第三部分 GIS設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) 中國(guó)電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE P22 3. 在特高壓方面：河南平高電氣有限責(zé)任公司、西安西開高壓電氣股份有限公司、新東北電氣（沈陽）高壓開關(guān)有限公司已自主研發(fā)了 800kV雙斷口罐式 SF6斷路器并通過了全部的型式試驗(yàn)；并開始了 1100kV雙斷口 SF6斷路器的研制。 3）斷開 220kV母聯(lián) 2245開關(guān)、斷開 3號(hào)變高壓 2203開關(guān)。 ? 設(shè)備運(yùn)行期間，各項(xiàng)記錄值正常。罐體下部邊緣也散落著金屬鋁融化物、吸附劑顆粒和 SF6電弧分解物粉末。 綜合分析，事故的可能起因一是制造問題，二是安裝不當(dāng)?，F(xiàn)場(chǎng)照片如下： 第四部分 幾起典型的 GIS設(shè)備故障 中國(guó)電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE P50 27日下午 13： 00，拆開 GIS進(jìn)入氣室內(nèi)進(jìn)行檢查，外觀檢查發(fā)現(xiàn)：13間隔 B相導(dǎo)體脫落，導(dǎo)體前端與盆式絕緣子上梅花觸頭連接處接頭已被電弧燒熔。高壓開關(guān)設(shè)備的使用條件分為正常使用條件和特殊使用條件，正常使用條件又分為戶內(nèi)和戶外二種。 第五部分 與設(shè)備性能密切相關(guān)的幾個(gè)問題 中國(guó)電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE P63 3）高海拔與絕緣水平的關(guān)系及其修正方法 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：對(duì)于使用在海拔高于 1000m處的設(shè)備，其外絕緣在標(biāo)準(zhǔn)參考大氣條件下的絕緣水平是將使用場(chǎng)所要求的絕緣耐受電壓乘以海拔修正系數(shù) Ka。隔離斷口及對(duì)地的絕緣強(qiáng)度下降很多，在對(duì)側(cè)母線帶電運(yùn)行的情況下，可能發(fā)生隔離斷口擊穿或?qū)Φ負(fù)舸┑氖鹿省? 第五部分 與設(shè)備性能密切相關(guān)的幾個(gè)問題 中國(guó)電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE P71 2）開斷短路故障時(shí)，如一相開斷失敗，在電弧壓力和熱膨脹氣體的作用下，開斷過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)（電弧生成物、金屬小顆粒等）會(huì)通過氣體連通管路吹至其它兩相中。括號(hào)中的數(shù)值僅適用于SF6斷路器。 2）電標(biāo) DL/T 593－ 2023中規(guī)定：在設(shè)備的 試驗(yàn)。 國(guó)標(biāo)中 E2級(jí)斷路器僅指 － ，電標(biāo)指 ～1100kV斷路器。如：某斷路器額定壓力 ，報(bào)警壓力 ，閉鎖壓力 。由于隔離開關(guān)和三相母線共氣室，因此與隔離開關(guān)為獨(dú)立氣室設(shè)計(jì)的產(chǎn)品相比，現(xiàn)場(chǎng)抽氣工作量大大增加。 而對(duì)于爬電距離和干弧距離的關(guān)系， IEC的技術(shù)報(bào)告中是這樣說明的：增大絕緣子的干弧距離是提高絕緣子爬電距離的一種手段，按制造廠的經(jīng)驗(yàn)，一般情況下爬電距離除以干弧距離小于 4，但對(duì)于大于 4的情況，只要絕緣子通過了污穢試驗(yàn)和絕緣試驗(yàn)也是可以的。 發(fā)生單相接地故障后，在高溫電弧的作用， SF6氣體快速分解，SF6氣體絕緣特性快速下降，單相接地短路故障迅速發(fā)展為三相相間短路并接地故障。 初步判定故障點(diǎn)為 4母線 13氣室。 220kV安橋一線、苑橋二線保護(hù)動(dòng)作跳閘，切除故障。 圖 412 電纜終端導(dǎo)體屏蔽罩 圖 413 吸附劑蓋板上方罐體 第四部分 幾起典型的 GIS設(shè)備故障 中國(guó)電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE P39 (4)移開電纜終端罐體（見圖 414） 電纜終端罐體吊開后，發(fā)現(xiàn)罐體下部法蘭上積存大量電弧燒蝕殘留物，判斷其中一塊較大的是“ A部位”滑動(dòng)觸頭外殼殘留物，見圖 415。 ? 投運(yùn)日期： 10月 4日投運(yùn)。過程如下： ? 3號(hào)變轉(zhuǎn)檢修，開關(guān)操作順序： 1）合上 220kV母聯(lián) 2245開關(guān) 。 2. 目前國(guó)內(nèi)西安西開高壓電氣股份有限公司和河南平高電氣有限責(zé)任公司分別完成了 550kV單斷口罐式 SF6斷路器產(chǎn)品的開發(fā)及全部型式試驗(yàn)，其技術(shù)參數(shù)為額定電壓 550kV，額定電流 4000A，額定短路開斷 50kA。 西電東送、南北互供、跨區(qū)域聯(lián)網(wǎng)、城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造等工程的建設(shè)，帶動(dòng)了我國(guó)輸配電設(shè)備行業(yè)的快速發(fā)展。 ? 2023－ 2023年各電壓等級(jí)變電站增長(zhǎng)率依次為： 500kV＞ 220kV＞110kV＞ 330kV＞ 66kV。 目前，已有數(shù)百家企業(yè)通過 ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證，產(chǎn)品總體質(zhì)量逐步提高。 國(guó)內(nèi) GIS設(shè)計(jì)制造技術(shù)主要為引進(jìn)吸收消化國(guó)外先進(jìn)技術(shù)理念，進(jìn)而開始自主開發(fā)的過程。全站共 4路220kV電源，分別為苑橋一、二（南苑站至草橋站）、安橋一、二線（安定站至草橋站）。 第四部分 幾起典型的 GIS設(shè)備故障 中國(guó)電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE P30 圖 42 防爆膜破裂 圖 43 電纜終端外殼灼燒變色 第四部分 幾起典型的 GIS設(shè)備故障 中國(guó)電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE P31 技術(shù)組檢查的資料與試驗(yàn)： ? 出廠試驗(yàn)記錄、現(xiàn)場(chǎng)安裝及試驗(yàn)記錄、運(yùn)行巡檢記錄等。圖 49顯示的是 B相（正常相）同一部位結(jié)構(gòu)。 分析表明，電弧首先從導(dǎo)體 1端部與滑動(dòng)觸頭的接觸面燒起，電弧擴(kuò)散，引發(fā)“ A部位”對(duì)外殼放電。 220kV光左線、光花二回線、 4主變中壓側(cè)以及母聯(lián)開關(guān)三相跳閘， 220kV保護(hù)小室故障錄波器動(dòng)作。 3）構(gòu)架、基礎(chǔ)沉降的影響： GIS構(gòu)架，地基完好，無沉降。考慮到低溫情況斷路器可能開斷額定短路開斷電流的概率問題，以上數(shù)據(jù)可以適當(dāng)放寬。用戶一般會(huì)根據(jù)工程實(shí)際需要，選擇適合的結(jié)構(gòu)。 對(duì)于 252kV～ 550 kV GIS（ HGIS）隔離開關(guān)同樣還存在一個(gè)開合轉(zhuǎn)換電流能力的問題。 第五部分 與設(shè)備性能密切相關(guān)的幾個(gè)問題 中國(guó)電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE P74 因此，國(guó)家電網(wǎng)公司生產(chǎn)部以（生產(chǎn)輸電 [2023]48）文中規(guī)定：對(duì)于 126kV及以上斷路器的合 分時(shí)間應(yīng)不大于 60ms，推薦不大于 50ms。預(yù)試規(guī)程與設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)不同，一個(gè)要求測(cè)量最低動(dòng)作電壓，一個(gè)要求測(cè)量可靠動(dòng)作電壓范