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550kV GIS 现场交流耐压试验和放电故障分析
图1试验接线图
气体绝缘金属封闭开关设备(以下简称GIS )由于其占地面积少、安装方便、运行基本不受环境影响、检修周期长而受到用户的欢迎。近几年来,我省600MW 机组的电厂升压站均采用了550kV GIS 设备。
GIS 设备采用单元运输,现场拼装,因此IEC 和G B 、DL 标准都要求在投运(带电)前对总体装配的绝缘性能进行交流耐压试验,以防止意外因素(如安装工艺不良、绝缘件制造缺陷、电极表面损伤、运输中的损坏、存在异物等)导致内部故障。
1550kV GIS 现场交流耐压试验
浙江国华宁海发电厂550kV GIS 采用1/2接线,4台主变、1台启备变和2条出线共10个断路器间隔。GIS 为平高东芝生产的G 1D -550型,出厂试验电压680kV 。根据标准,现场试验电压为出厂值的80%即544kV 、1m in ,老练电压取相电压318kV 、15m in 。
整个550kV GIS 除避雷器外,其它都应进行交流耐压试验。为保证GIS 内电压互感器在试验电压下不饱和,要求试验频率高于100H z ,因此采用变频串连谐振方法,试验接线如图1所示。由于被试品间隔多、容量大,又要保证试验频率大于100H z ,而且要尽量减少重复加压次数,所以将整个升压站分成2～3个区域进行试验,加压点为3号主变和4号主变出线端。
试验按318kV (15m in )→544kV (1m in )→318kV 的加压程序进行,在老练期间分别进行了断路器间隔和其它重点间隔的超声局放测量,耐压通过后在318kV 电压下复测断路器间隔的超声局放。由于在试验期间GIS 内部B 相和A 相发生了绝缘子的放电故障,为分清放电性质和确认故障点,对被试区域进行了调整。故障排除后,实际每相分3次进行试验,交流耐压的试验频率为99.6～203.0H z ,满足了电压互感器在试验电压下不饱和的要求,交流耐压试验合格。
摘要:分析了550kV GIS 现场交流耐压试验时3次绝缘子沿面闪络放电情况,根据不同的放电电压,对故障放电的性质和故障点进行了分析、排查和确认,分析了造成绝缘子沿面闪络放电的原因,提出了对策和建议。
关键词:550kV ;GIS;现场交流耐压;放电故障分析中图分类号:T M 406
文献标识码:B
文章编号:1007-1881(2006)02-0019-03
AC Volta g e Withstandin g Test on Site and Anal y sis of
Dischar g e F ailures in 550kV GIS
金李鸣
(浙江省电力试验研究院,浙江
杭州310014)
浙江电力
ZHE J IANG E LECT RIC
POWER
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
全部被试区域
全部被试区域
3号主变至5-101隔离开关
3号主变至2-102隔离开关
全部被试区域
全部被试区域
3号主变至2-102隔离开关
3号主变至2-101隔离开关
3号主变至5-101隔离开关
3号主变至2-101隔离开关
450击穿
438击穿
460;1m in通过
460;1m in通过
504击穿
351击穿
223击穿
301击穿
544;1m in通过
325击穿
图2B相试验区域
表1B相放电排查试验过程kV
2绝缘子放电故障
在试验过程中,共发生了3次绝缘子闪络放电故障,各次闪络放电情况如下。
2.1I母B相近启备变侧隔离开关的盆式绝缘子闪络放电
被试区域见图2,当B相经过老练,在升压过程中发生了放电,为分清放电性质和确认故障点,进行了如表1所示的排查过程,直至确认放电点。
第一次放电发生时,分析认为可能是内部遗留微粒杂质造成。继续加压后仍在升压过程中发生放电,2次放电电压基本相同,因此认为第2次放电也是内部微粒杂质造成的,第一次放电未将微粒杂质打掉造成第2次放电。为慎重起见,采用排除法进行了分段检查,检查电压为460kV、1m in均无异常。恢复原有试验区域重新试验,当试验电压升到504kV时,又发生了放电,这间接证实了前2次放电是由微粒杂质引起。为了进一步确认故障性质,重新加压到351kV时发生放电,根据放电电压的下降,分析认为GIS内有固体绝缘件发生了击穿故障。为寻找故障点,继续分段加压,当试验进行到表1序9的试验时,认定故障点在Ⅰ母和Ⅰ母至串内的固体绝缘件上,进行到表1序10的试验时,确认Ⅰ母B相近启备变侧隔离开关的盆式绝缘子放电,见图3(a)照片,被击穿的盆式绝缘子有3处沿面闪络放电痕迹,还留有较多的微粒杂质。
2.2I母B相近1号主变侧隔离开关的盆式绝缘子闪络放电
厂方更换Ⅰ母B相近启备变侧隔离开关的盆式绝缘子后,对Ⅰ母侧同结构的另外3个隔离开关侧的盆式绝缘子进行了安装检查,没有发现盆式绝缘子中有异物。重新试验时,分别在试验电压为361、309、137kV放电,根据放电电压呈下降趋势,分析认为在试验区域内有一处固体绝缘件击穿,最后确认Ⅰ母B相近1号主变侧隔离开关的盆式绝缘子击穿,见图3(b)照片。
2.3Ⅱ母A相近宁海一出线支持绝缘子闪络放电
在另一试验区域进行A相试验时,当试验电压升到410kV时发生放电。为确认放电性质,继续加压试验至490kV时放电,放电电压呈上升趋势分析,认为放电可能是内部微粒杂质引起。重新加压试验在267kV时又发生了放电,放电电压明显下降,因此认为该试验区域内也可能有固体绝缘件闪络放电。经检查发现Ⅱ母A相近宁海一出线支持绝缘子闪络放电,见图3(c)照片。
3绝缘子闪络放电故障分析
确认Ⅰ母B相近启备变侧隔离开关的盆式绝缘子闪络放电过程中,前2次放电并非发生在该盆式绝缘子处,是微粒杂质引起的放电,当微粒杂质被放电打掉后,该故障不再存在。图3(a)照片显示有3条沿面放电痕
浙江电
力
2006年第2期21
图3绝缘子放电痕迹
迹,而且后3次放电电压呈上升趋势,原因是该盆式绝缘子中留有微粒杂质,导致电场畸变,首先在504kV 电压时发生沿面闪络放电,并造成盆式绝缘子表面损伤,但未使该闪络通道完全丧失绝缘性能,反而因放电排除了该闪络通道的微粒杂质使其电场有所改善,再加压时另一处也因微粒杂质而引起电场畸变发生沿面闪络放电,放电电压有所提高,同理发生了第3次沿面闪络放电。这是典型的由于盆式绝缘子留有微粒杂质引起电场畸变导致沿面闪络放电击穿的故障,但在同一盆式绝缘子中发生3处沿面闪络放电现象极为罕见,也为今后分析判断GIS 内放电故障提供了依据。在Ⅰ母B 相近启备变侧解体发现该处隔离开关的盆式绝缘子中留有较多的微粒杂质后,对Ⅰ母侧同结构的另外3个隔离开关侧的盆式绝缘子进行了安装检查,没有发现盆式绝缘子中有异物,但是图3(b )照片显示盆式绝缘子中也有微粒杂质存在,这些微粒杂
质引起该盆式绝缘子电场畸变导致沿面闪络放电,微粒杂质的存在可能由检查不仔细或检查后恢复造成。
根据A 相近宁海一出线支持绝缘子放电的试验情况,沿面闪络放电的原因有以下两种可能:
(1)在该支持绝缘子附近先发生微粒杂质引起的放电,导致绝缘子表面附着放电杂质,电场畸变后发生沿面闪络放电,随后放电电压急速下降。
(2)该支持绝缘子本身绝缘欠佳,在工厂耐受680kV 试验电压后留下绝缘隐患,现场又受微粒杂质放电的冲击,最后发生沿面闪络放电。
4对策和建议
(1)现场安装后要按标准进行交流耐压试
验,及时发现GIS 中的绝缘缺陷,才能安全投入运行。
(2)现场安装应有良好环境,各种安装工艺一定要到位,杜绝微粒杂质进入GIS 。
(3)垂直布置的盆式绝缘子开口应朝下,以免微粒杂质掉入绝缘子中或者老练试验时将活动微粒杂质迁移到高场强区,导致电场畸变发生沿面闪络放电。
(4)开展GIS 现场局部放电的研究,尤其是不会移动的微粒杂质又将引起电场畸变的现场局部放电的研究。
(5)GIS 内发生放电故障,首先要分析放电性质,放电电压上升,一般为微粒杂质引起,可继续进行试验;放电电压下降则为固体绝缘放电,应调整试验范围寻找故障点。
收稿日期:2006-01-13
作者简介:金李鸣(1952-),男,浙江杭州人,高级工程师,本科,从事高压开关设备的试验和研究。
金李鸣:550kV GIS
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