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一起220kVGIS母線失壓事故分析

文檔作者：韋德福1 李斌1 洪鶴2 文檔來源： 1．國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院 2．國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年12月12日
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東北電力技術(shù)
46 NORTHEAST ELECTRIC POWER TECHNOLoGY 201 5年第6期
一起220 kV GIS母線失壓事故分析
韋德福1，李
(1．國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧沈陽
斌1，洪鶴2
110006；2．國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司，遼寧沈陽110006)
摘要：介紹了一起220 kV GIS母線失壓的事故分析過程，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)解體和處理情況，得出GIS母線氣室c相主母線導(dǎo)
電桿端部鍍銀銅觸頭與鋁導(dǎo)桿連接處固定螺栓緊固力矩不足，使接觸電阻增大、螺栓通流發(fā)熱，鋁導(dǎo)電桿過熱部位逐
漸熔化滴落到下部的B相母線上，引發(fā)三相短路是此次事故發(fā)生的主要原因，通過對(duì)這起事故的分析研究，對(duì)今后
GIS類似故障的處理分析提供借鑒與參考。
關(guān)鍵詞：GIS；母線失壓；三相短路；事故分析
[中圖分類號(hào)]TM73；TM595 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]1004—7913(2015)06—0046—05
Accident Analysis on a Bus Voltage Loss of 220 kV GIS
WEI De—ful，LI Binl，HONG He2
(1．Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co．，Ltd．，Shenyang，Liaoning 1 10006，China；
2．State Grid Liaoning Electric Power Co．，Ltd．，Shenyang，Liaoning 1 10006，China)
Abstract：An accident analysis of bus voltage loss of 220 kV GIS is introduced in this paper．According to the disintegration and the
treatment，fixed bolt has small torque at the joint of aluminum guide bar and silver copper contact for conduction pole ends of C--phase
main bus，this causes a increase in contact resistance，screw bolt get hot and aluminum guide bar can be melted which drop B-phase
busscrew bolt，three—phase short·circuit happens that is the main accident reason．This paper analyses the accident and provides a referenee
for the analysis and the dispose of similar GIS faults．
Key words：GIS；Bus voltage loss；Three—phase short—circuit：Accident analysis
GIS因其占地面積小、維護(hù)工作量少、運(yùn)行可
靠及故障率低等優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)的使用率逐年增
加。但由于其主要部件的工藝技術(shù)、裝配質(zhì)量問題
引起的設(shè)備絕緣性能下降問題，已引發(fā)了多起事
故¨‘5J，嚴(yán)重威脅了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。文中對(duì)某
500 kV變電站由于GIS故障而導(dǎo)致220 kV II母線
失壓事故進(jìn)行分析。
1 事故過程
1．1事故情況
某500 kV變電站220 kV II母線運(yùn)行中母差保
護(hù)動(dòng)作，220 kV lI母線失壓，Ⅱ母線上所連接的
220 kV新蒲2號(hào)線、蒲法2號(hào)線、蒲輝2號(hào)線、蒲
東2號(hào)線、2號(hào)主變二次、1號(hào)母聯(lián)和Ⅱ、Ⅳ母線
分段開關(guān)跳閘。該變電站220 kV一次設(shè)備為某高
壓開關(guān)有限公司2008年12月生產(chǎn)的252型GIS設(shè)
備，2009年9月10日投運(yùn)。故障時(shí)天氣晴，現(xiàn)場(chǎng)
無作業(yè)，故障設(shè)備外觀如圖1所示。
圖I故障設(shè)備外觀
1．2 事故前運(yùn)行方式
故障前該變電站系統(tǒng)為正常運(yùn)行方式，500 kV
主接線為3／2接線，運(yùn)行有9條線路。220 kV系
統(tǒng)主接線為雙母線雙分段接線，運(yùn)行有14條線路。
220 kV I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段母線并列運(yùn)行，I母線帶
新蒲l號(hào)線、蒲法1號(hào)線、蒲輝l號(hào)線、蒲東1號(hào)
線，Ⅱ母線帶新蒲2號(hào)線、蒲法2號(hào)線、蒲輝2號(hào)
線、蒲東2號(hào)線、2號(hào)主變二次，Ⅲ母線帶蒲韓1
號(hào)線、蒲大1號(hào)線、蒲繁1號(hào)線、3號(hào)主變二次，
萬方數(shù)據(jù)
2015年第6期韋德福，等：一起220 kV GIS母線失壓事故分析47
Ⅳ母線帶蒲韓2號(hào)線、蒲大2號(hào)線、蒲繁2號(hào)線。
2號(hào)、3號(hào)主變?nèi)萘烤鶠? 000 MVA，故障前2臺(tái)
主變負(fù)荷均為1萬kW。
1．3保護(hù)動(dòng)作情況
220 kV I、Ⅱ段母線第1套、第2套母差保
護(hù)動(dòng)作，Ⅱ段母線切除，故障錄波圖顯示Ⅱ段母線
Bc相先短路，5 ms后發(fā)展為三相短路，故障電流
39．315 kA，各線路保護(hù)及主變保護(hù)均未動(dòng)作，Ⅱ
母線所帶間隔一次故障電流如表1所示。
表1 II母線所帶間隔一次故障電流
間隔名稱故障電流／A
1號(hào)母聯(lián)10 100
2號(hào)主變二次10 800
Ⅱ、Ⅳ分段13 465
蒲法2號(hào)線2 200
新蒲2號(hào)線2 400
，五蒲東2號(hào)線100
蒲輝2號(hào)線250
Ⅱ母線故障電流39 315
1．4設(shè)備檢查情況
220 kVⅡ母線所帶線路間隔及主母線間隔各
氣室sF6氣體壓力正常，設(shè)備殼體、接地端子、絕
緣盆子、防爆膜等外觀均無異常。由于故障GIS為
主母線共箱、其余分箱結(jié)構(gòu)，三相短路發(fā)生在主母
線氣室內(nèi)，對(duì)Ⅱ母線主母線間隔3個(gè)氣室分別進(jìn)行
SF。氣體分解物試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)靠近Ⅳ母線側(cè)氣室SF。
分解產(chǎn)物嚴(yán)重超標(biāo)，其中s02為310斗L／L，H2S
為90斗L／L，其余兩氣室無異常，由此判定II母線
靠近Ⅳ母線側(cè)氣室(長(zhǎng)24 m)為故障氣室。故障
氣室及位置如圖2、圖3所示。
2解體檢查
2．1故障母線解體檢查
回收220 kV 1I母線故障氣室(西側(cè)氣室)全
部SF。氣體(約500 kg)，相鄰氣室(中間氣室)
：????：
IⅢ分段；故障氣室l 220 kVI母線≮蓁土萎聰土蓁土萋皇薹一皇奏U蓁立萋土線萋主蓁土
l{}I 6故障點(diǎn)位置刀i慝圖
2．2 C相鋁導(dǎo)電桿與鍍銀銅觸頭解體檢查
C相鋁導(dǎo)電桿與鍍銀銅觸頭接觸面外沿出現(xiàn)
0．5 mm的縫隙，鋁導(dǎo)電桿側(cè)出現(xiàn)燒蝕孔洞，銅鍍
銀觸頭表面有嚴(yán)重過熱發(fā)紅痕跡，燒損情況如圖8
所示。
主母線鋁導(dǎo)桿與鍍銀銅觸頭是通過6個(gè)直徑為
萬方數(shù)據(jù)
東北電力技術(shù)2015年第6期
圖8 c相導(dǎo)電桿活動(dòng)連接側(cè)燒損情況
10 mm，長(zhǎng)度為30 FOIl'／的螺栓固定連接，將燒熔在
一起的c相導(dǎo)電桿銅鋁結(jié)合面鋸開，檢查螺栓齊
全，無漏裝情況。接觸面切開后鋁導(dǎo)電桿表面外觀
如圖9昕示．
圖9接觸面切開后鋁導(dǎo)電ff表面1
螺栓插入鋁導(dǎo)電桿深度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為19 mm，為
驗(yàn)證各螺栓的緊固情況，繼續(xù)進(jìn)行切割，切割至
16 mm左右時(shí)，發(fā)現(xiàn)1個(gè)固定螺栓口內(nèi)已無螺桿，
繼續(xù)切割，其他5個(gè)螺栓插入深度比較均勻，檢查
情況如圖10所示。
2．3 A、B相鋁導(dǎo)電桿與鍍銀銅觸頭解體檢查
檢查A相、B相共12個(gè)固定螺栓的緊固力矩，
螺絲擰緊標(biāo)準(zhǔn)力矩為12 Nm，各螺栓旋轉(zhuǎn)角度為
圖10接觸畫切開后鍋導(dǎo)電桿表面2
20。～300。，存在不同程度的松動(dòng)。檢查A相、B
相鋁導(dǎo)桿與鍍銀銅觸頭接觸面，除受短路故障波及
輕微受損外，未發(fā)現(xiàn)其他明顯異常。
3處理措施
對(duì)故障部件進(jìn)行更換后進(jìn)行導(dǎo)電桿復(fù)裝，測(cè)試
故障氣室內(nèi)三相主母線整段回路電阻，A相為866
斗n、B相為216．4斗Q、C相為217斗n，A相明顯
偏大，逐段進(jìn)行查找，發(fā)現(xiàn)2號(hào)主二次間隔A相
主母線導(dǎo)電桿固定連接側(cè)接觸面接觸不良(非拆
裝部位)，接觸電阻為645¨Q，接觸不良部位如圖
1 1所示。
圖I 1 A相#坶線導(dǎo)電桿固定連接側(cè)接觸面接觸不良
該處由6個(gè)直徑為10 mm，長(zhǎng)度為30 mm的螺
栓固定連接，螺絲擰緊標(biāo)準(zhǔn)力矩為12 Nm，各螺栓
旋轉(zhuǎn)角度為45?！?80。，存在不同程度的松動(dòng)。申
請(qǐng)2號(hào)主二次停電，拆開該接觸面，發(fā)現(xiàn)2處過熱
燒傷痕跡，接觸面情況如圖12所示，接觸不良部
位如圖13所示。
圖12接觸面情況
萬方數(shù)據(jù)
2015年第6期韋德福，等：一起220 kV GIS母線失壓事故分析49
‘。???????：：?????：
i 111分段i苧簍互導(dǎo)登堡墊塑!i}?氅璺寰?； 220 k，l母線砑瓣一線I{I 13^科I搓啦小l造i：{jf“
對(duì)2處受損元件更換施工、清理打磨罐體施工
后，用力矩扳手對(duì)故障氣室內(nèi)所有外露螺栓進(jìn)行力
矩校核，未發(fā)現(xiàn)其他異常情況。再次對(duì)故障氣室內(nèi)
三相主母線整段進(jìn)行電阻測(cè)試，A相為218．3斗n、
B相為216斗n、C相為217．2斗Q，結(jié)果良好，進(jìn)
行徹底清罐、抽真空、充2遍氮?dú)膺M(jìn)行清洗、充
sF。氣體并靜放。
進(jìn)一步檢查，對(duì)220 kV I母、Ⅱ母線進(jìn)行耐
壓試驗(yàn)。在耐壓試驗(yàn)前，結(jié)合220 kV I母、Ⅱ母
所有元件停電機(jī)會(huì)，進(jìn)行220 kV I母三相主母線
回路電阻i貝0試，測(cè)試結(jié)果良好。然后進(jìn)行220 kV
Ⅱ母三相主母線回路電阻測(cè)試，B相偏大，逐段進(jìn)
行檢查，發(fā)現(xiàn)220 kV新蒲1號(hào)線到l號(hào)母聯(lián)之間
三相不平衡，其中A相電阻為93斗n、B相電阻為
166斗n、C相電阻為90斗n，其余區(qū)段良好。
對(duì)220 kV II母線東側(cè)氣室進(jìn)行sF6氣體回收，
相鄰氣室(中間氣室)回收SF。氣體減壓至0．2
MPa。打開220 kV 11母線東側(cè)氣室，進(jìn)行內(nèi)檢，
未發(fā)現(xiàn)放電點(diǎn)，逐段進(jìn)行回路電阻測(cè)試，發(fā)現(xiàn)預(yù)留
間隔B相主母線導(dǎo)電桿活動(dòng)連接側(cè)鋁導(dǎo)電桿與鍍
銀銅觸頭接觸面接觸不良，接觸電阻為80斗Q，該
處與引發(fā)故障的c相接觸不良部位一致，接觸不
良情況如圖14所示，接觸不良部位如圖15所示。
圖14 I{相{i母線導(dǎo)l【l桿活動(dòng)連接刪接觸lfIi接觸1j良情況
：??????????’：j?? ?‘。：：????????‘’
坌段i謦簍!|[!導(dǎo)辮璺塑{．|i?苧璺寰?j{垡墼至!孿瞎!!想l；220 kV I母線
盥!掣堡線
蒲l新l
霉㈣線◆線◆
拆下導(dǎo)電桿，打開接觸面，鍍銀銅觸頭接觸面
上有4個(gè)小麻點(diǎn)，如圖16所示，鋁導(dǎo)電桿接觸面完
好，處理后，復(fù)裝，重新測(cè)試回路電阻良好，清罐、
抽真空、充氣。發(fā)現(xiàn)6個(gè)螺栓均有不同程度松動(dòng)
(20?！?0。1一處理完畢測(cè)帚接觸電阻為1—2¨n
I挈I 16鍍銀荊觸頭接觸16l
打開220 kVⅡ母西側(cè)氣室和中間氣室，進(jìn)行內(nèi)
檢，未發(fā)現(xiàn)放電點(diǎn)，同時(shí)進(jìn)行母線螺栓緊固，逐個(gè)
打開220 kVⅡ母線連接的新蒲1、2號(hào)線，蒲法l、2
號(hào)線，蒲輝l、2號(hào)線，蒲東l、2號(hào)線，2號(hào)主變二
次，Ⅱ母TV共11個(gè)間隔的Ⅱ母隔離開關(guān)手孔蓋，檢
查Ⅱ母隔離開關(guān)絕緣盆子，未發(fā)現(xiàn)放電點(diǎn)。
4故障原因分析
a．故障部位c相主母線導(dǎo)電桿端部鍍銀銅觸
頭與鋁導(dǎo)桿連接處固定螺栓緊固力矩不足，接觸面
接觸不良，螺栓通流發(fā)熱，鋁導(dǎo)電桿過熱部位逐漸
熔化滴落到下部的B相母線上，造成BC相間短
路，5 ms后，弧光引發(fā)三相短路，這是導(dǎo)致本次
故障的直接原因。
b． 由于故障部位為制造廠廠內(nèi)裝配，且同一
工作面的其余兩相也存在松動(dòng)，設(shè)備廠家確認(rèn)螺栓
未緊固到位是由于廠內(nèi)裝配人員責(zé)任心不強(qiáng)，未認(rèn)
真執(zhí)行工藝標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致。通過對(duì)故障氣室(24 m)
的全面檢查及220 kV I母、Ⅱ母回路電阻測(cè)試，
認(rèn)為該設(shè)備廠家對(duì)產(chǎn)品工藝標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不嚴(yán)格、產(chǎn)品
質(zhì)量管控存在嚴(yán)重漏洞，這是導(dǎo)致本次故障的根本
原因。
c．此次故障為發(fā)展型故障，故障部位的燒蝕
是較長(zhǎng)時(shí)間過熱所導(dǎo)致的。故障設(shè)備運(yùn)行已達(dá)5
年，未出現(xiàn)異常，近期該變電站系統(tǒng)潮流也無明顯
變化，上半年帶電檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)異常。但下半年該條
母線上的2條線路在同塔并架處發(fā)生倒塔事件，故
障處曾遭受多次短路電流電動(dòng)力沖擊，分析認(rèn)為倒
塔短路沖擊加劇了故障點(diǎn)處接觸不良的程度是此次
故障的誘發(fā)因素。
葉U良 扦孫對(duì)靴
一，號(hào)母聯(lián)
壞
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種釉釉#r●nU●◆ ：|：o號(hào)主二次
一㈣一段
萬方數(shù)據(jù)
50 東北電力技術(shù)2015年第6期
5結(jié)束語
此次GIS母線失壓是一起典型的因制造廠家對(duì)
產(chǎn)品工藝標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不嚴(yán)格及裝配工藝質(zhì)量問題引起
的絕緣故障。制造廠家應(yīng)高度重視產(chǎn)品裝配工藝標(biāo)
準(zhǔn)的剛性執(zhí)行，加強(qiáng)從業(yè)人員的培訓(xùn)和產(chǎn)品質(zhì)量控
制，從根本上杜絕此類故障。
另外，應(yīng)對(duì)該變電器220 kV GIS進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)
測(cè)，加大帶電檢測(cè)頻度，最近3個(gè)月內(nèi)每月進(jìn)行1
次SF。分解產(chǎn)物檢測(cè)和超聲局放、超高頻局放檢測(cè)，
并可采用超高頻局放在線監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
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作者簡(jiǎn)介：
韋德福(1982一)，男，碩士，工程師，從事過電壓及高壓試
驗(yàn)技術(shù)研究。
(收稿13期2015一04一10)
[1] 孫大陸．110 kV SF6斷路器爆炸事故原因分析[J]．東北電
o●o●o●<>●<>●<>●o●o●o●<>●<>●<>●o●o●o●<>●<>●o●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●o●o●<>●<>●<>●<>●<>●o●o●<>●o●<>●o●<>●<>●o●<>●◇●<>●o●
(上接第6頁)
根據(jù)電網(wǎng)需要投入運(yùn)行。
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作者簡(jiǎn)介：
楊東升(1982一)，男，學(xué)士，工程師，從事發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)
測(cè)試及變電站微機(jī)保護(hù)工作。
(收稿日期2014—12—11)
<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●o●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●(>●<>●<>●o●<>●<>●<>●<>●<>●<>●o●o●<>●<>●o●o●<>●<>●<>●<>●<>●
出版物上日期、時(shí)間、時(shí)刻的表示
1全數(shù)字式日期表示法
①一個(gè)全數(shù)字式日期由時(shí)間元素“年、月、日”組成。
②一個(gè)全數(shù)字日期應(yīng)按如下順序表示：即年、月、日。
③全數(shù)字日期只允許用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，即“0，l，
2，3，4，5，6，7，8，9”。如果需要，也可使用分隔符。
④時(shí)間元素的表示：年用4位數(shù)表示；月用2位數(shù)表
示；日用2位數(shù)表示。
⑤1981年8月24日可表示為如下形式之一；
19810824(不用分隔符)；1981-08-24(用連字符分
隔)；1981 08 24(用間隔字符分裂隔)。
2時(shí)間、時(shí)刻的表示
①表示時(shí)間。例如：“今天植樹共用了1 h 30 rain 30 s。
②表示時(shí)刻。例如：“1959年10月23日10時(shí)53分10
秒。?‘明天上午9 h 30 min”。
③“星期(周)、月、年”不是時(shí)間的法定計(jì)量單位，
但仍可按習(xí)慣使用。
3日期與時(shí)間的組合表示
當(dāng)日期與時(shí)間的表示組合時(shí)，其時(shí)間元素應(yīng)按如下順
序排列：年、月、日、時(shí)、分、秒。
例如：當(dāng)陽歷日期1981年8月25日與時(shí)間14時(shí)12分
36秒組合時(shí)，可表示為“19810825141236”(在數(shù)據(jù)處理
系統(tǒng)之間交換時(shí)用)；或“1981—08—25—14：12：36”(便
于人們理解)。
4 a(年)、d(天)、h(小時(shí))在敘述文中的用法
①電臺(tái)每天播放18 h。
②每隔1—2 a，舉辦1次國(guó)際學(xué)術(shù)討論會(huì)。
③3 d后，我們?nèi)ケ本?
需要說明的是，以上用法只是作為一種可以表述的方
法提出來，目前并不著意強(qiáng)調(diào)其使用。
摘自《量和單位的使用原則及方法》
萬方數(shù)據(jù)

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