现场案例分析：220kV气体绝缘金属封闭开关设备母线放电故障

  润电能源科学技术有限公司的研究人员张建军、岳啸鸣、屈少平、卢炳均，在2020年第8期《电气技术》杂志上撰文，针对一起因220kV气体绝缘金属封闭开关设备母线

  断裂缺陷，造成C相母线导体掉落，并对筒体放电，致使B、C两相短路，进而引发三相短路故障，导致#2母线差动保护动作跳闸事故，进行了诊断试验及解体检查。

  分析认为，#2母线支柱绝缘子浇筑过程中未严格执行工艺技术要求，机械强度降低，在运行中电动力作用下断裂是此次事故的根本原因，最后提出了相应的改进措施及建议。

  GIS用支柱绝缘子作为GIS中主要的绝缘部件，对管型母线等导体起机械支撑和电气绝缘的作用，其运行环境恶劣，不仅要承受短路电动力的作用，还要承受管母、附属金具荷载、机械操作冲击、热胀冷缩应力等作用，易在运行中发生倾斜、断裂、放电等问题。

  设备基本情况：220kVGIS型号为ZF1-252，西安西电高压开关有限责任公司2015年5月生产，2015年12月投运，自投运以来未经历过不良工况。二次保护设备220kV母线kV母线保护屏Ⅱ型号为PCS- 915A，南瑞继保生产。

  图1 电气一次主接线日，对故障的220kV #2母线间隔之间的过渡母线气室内部C相支柱绝缘子断裂，C相导体落于母线筒底部，掉落附近的筒体内部有严重的烧蚀痕迹。

  2）B相（筒体最下部）支柱绝缘子沿面对筒体放电（如图5所示），A相支柱绝缘子无异常。

  对故障的GM62气室6只支柱绝缘子进行了外观检查、X射线探伤检验测试，均无异常；对完好的绝缘子进行工频耐压和局放试验，结果均合格；选取1支完好绝缘子进行抗弯曲试验，力矩达到5386N•m，满足不小于4900N•m的要求。

  母线筒体内重组断裂后的C相导体绝缘子，B、C相导体之间的放电痕迹位置朝向不完全重合，说明发生相间放电时B、C相的导置相比原始的安装的地方已发生明显的变化。检查断开的支柱绝缘子，在一侧断裂缝附近有放电喷溅痕迹，并沿外表面深入断裂面内部，但未覆盖全部断裂面，说明发生放电时该绝缘子已存在裂缝，但裂缝并不大，因此判断放电发生在绝缘子断裂之后。

  该支柱绝缘子在母线筒下部，绝缘子闪络面正好面向B、C相间短路点，受金属蒸汽影响较大，导致绝缘子表明产生贯穿性的对母线筒体放电通道。另外，在金属蒸汽作用下，C相导体直接对母线ms，发展为三相短路，56ms后跳开三相开关。随着气室内部绝缘持续下降，A、B、C三相之间逐渐形成稳定的放电，并最终形成三相短路。从现场放电痕迹看，A相主要是通过导电杆对B相放电，B相通过导电杆与A相、C相间形成放电，最终发展为三相短路，C相导体完全跌落于母线母线支柱绝缘子未严格执行浇筑工艺技术要求，造成机械强度降低，在运行中的电动力等多种电磁、机械振动力量作用下出现断裂，产生位移，致使绝缘距离不足产生放电是此次事故的最终的原因。2）此次事故检修中须更换220kV #1、#2母线全部支柱绝缘子，并根据现场检查情况更换金属底板，更换后测量导体与筒壁之间的距离，检查导体安装情况，确保导体-绝缘子-金属底板-筒壁之间的连接无受力情况。

  3）基建工程项目施工过程中，要求厂家加强GIS母线对接、内部安装环节的管理，提高安装质量。

  4）生产厂商需逐步加强产品制造质量管控，特别是对小型绝缘件根据相关要求进行全部绝缘试验，保证产品出厂质量。

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