核心词：
橡 电缆 电场 分析 GIS 绝缘 事故 分析 应用 SF6气体绝缘金属封闭开关设备,由于高的可靠性,经济的运行维护成本,超过20年的使用寿命得到了用户的认可和广泛的使用。与传统GIS产品相比,小型化GIS具备较好的经济性、安装灵活性以及环保性,是目前GIS设备发展的一个趋势。但近年来小型化GIS设备产品在电网企业中运行状况不佳,新投运的GIS设备平均故障率高于平均值。本文以某220kV变电站一起典型的220kVGIS的放电故障为例,通过现场检查和解体、三维电场仿真分析及试验研究,找出GIS发生放电的主要原因,最后,结合运行工况对小型化GIS设备现场安装、试验和运行维护等方面的提出了预防性的措施和建议。
1、导致220kV变电站母线断电 某220kV变电站GIS母差保护动作,跳开母联212断路器、#1主变201断路器和264断路器,造成该220kV变电站母失电。
2、1#主变201开关在母线上运行；220kvz1线路268和2#主变202开关在母线上运行；1#主变中性点直接接地 保护动作前220kV母线并列运行,220kVDG1线264、1#主变201开关运行于母;220kVZ1线268、2#主变202开关运行于母;1#主变中性点直接接地,2#主变中性点经间隙接地。当日无倒闸操作和检修工作,天气晴好。经现场检查,220kVGIS设备外观无异常,各气室SF6压力正常。解体后检查发现PT218隔离开关C相气室内壁有大面积电弧烧灼痕迹,放电痕迹区域主要位于图1中标注的放电位置相对应的内壁位置,导电杆也有多处金属熔融痕迹。
3、出料面积分布在水平筒体与垂直筒体连接线两侧 根据内壁放电区域、壳体熔融程度和熔融点位置可得到,放电区域分布在水平壳体筒与竖直壳体筒交接连线两侧,本文利用有限元分析软件建立了三维GIS模型,对放电气室的电场分布情况进行了仿真计算。
4、计算模型以获得其电场分布 施加边界条件后,对模型进行计算,得到其电场分布情况,图2为PT218隔离开关C相气室电场仿真结果。
5、从图2可以看出 从图2中可以看出水平壳体筒与竖直壳体筒交接连线对GIS内部电场分布有较大影响,相比其它部位,该处存在明显电场畸变情况。结合变电站运行状况、设备解体检查和仿真计算结果,表明PT218隔离开关C相气室的放电是由该气室内部原因引发,由于该型GIS为小型化产品,导电杆距壳体内表面的最短绝缘距离由常规的200mm减小至130mm,虽然提高了内部SF6压力,但电场畸变影响的敏感程度也会相应提高。综合上所述,其最大诱因和放电过程为,在放电区域靠PT侧出现的自由导电微粒,引起电场集中部位与导电杆间的放电,该放电造成上方绝缘下降,加之该区域本身存在电场畸变,进而使放电电弧上移,并产生更严重的导电杆对壳放电及烧灼。
由于放电点距PT侧为封闭端很近,其空间体积较小,而竖直壳体筒方向有较大的空间体积,放电引起的膨胀气体会朝竖直壳体筒方向流动,造成交接连线竖直壳体筒侧SF6气体绝缘严重下降,驱使放电电弧往竖直壳体筒漂移,形成更大的放电区域和更剧烈的放电烧灼,并在竖直壳体筒内沿筒壁向上发展,直至保护动作后电弧熄灭。PT218隔离开关C相气室的放电是由内壁光洁度、内部清洁度及设备小型化等多因素叠加作用造成,但主要诱因是自由导电微粒引发的导电杆与内壁之间的间隙放电。内部放电击穿是小型化GIS设备的的易发故障,本文利用三维电场分析等技术手段,详细分析一起小型化220kVGIS的放电故障,有针对性的提出了相应的防范措施。
6、以最大程度保证GIS设备的正常运行 由于GIS存在大量的现场组装和金属部件安装紧固工序,受现场装配条件的限制和影响,已经处于非常不利的状况,加之小型化设备要求各部件加工工艺更高、安装工艺更严格,所以实施现场作业必须严格遵守行业规范,才能最大限度地保障GIS设备正常运行。电网企业生产运行部门应在加强安装和验收质量管控工作,把好设备入网关,同时做好小型化GIS设备的状态监测,力争及时发现并消除设备隐患,确保电网设备安全可靠运行。本文利用三维电场分析等技术手段,详细分析一起小型化220kVGIS的放电故障,指出内部放电击穿是小型化GIS设备的的易发故障,并有针对此类故障,
矿用橡套软电缆在设计、安装、试验及运维过程提出了相应的预防性的措施和建议,为电力系统的安全可靠运行提供了有力的技术支撑。
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