GIS组合电器盆式绝缘子闪络事故的原因分析及防范措施

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　　【摘 要】:本文通过对GIS组合电器在安装及检修后常见的盆式绝缘子闪络事故进行分析，列出盆式绝缘子闪络事故的原因，并提出防范措施。
　　【关键词】:GIS组合电器 盆式绝缘子闪络 原因 防范措施
　　中图分类号：TM63;TM216文献标识码：A 文章编号：1003-8809（2010）12-0038-01
　　
　　GIS在国内称之为封闭式组合电器。主要是把母线、断路器、CT、PT、隔离开关、避雷器等高压配电装置经优化设计，有机地组合成一个整体。封装在接地的金属壳体内，壳内充以一定压力的SF6气体作为相间及对地的绝缘。GIS具有占地面积小，可靠性高，安全性强，维护工作量很小，其主要部件的维修间隔不小于20年的优点。所以GIS组合电器近年来的应用发展相当快。
　　由于GIS组合电器安装及检修的工艺要求相当高，在安装及检修后投运时容易发生事故。本文从安装及检修工作方面对发生盆式绝缘子闪络事故的原因进行分析，说明GIS组合电器常见的盆式绝缘子闪络原因并提出防范措施
　　一、原因分析
　　1.材料方面的原因
　　1.1由环氧树脂浇注而成的盆式绝缘子在气室内起到支撑导电体的作用，所以在气室内部发生故障时导电体一般会沿着盆式绝缘子表面对外壳进行放电。
　　1.2 盆式绝缘子由于表面粗糙、不平滑、有划伤、清洁度不够，有积灰未进行清理等原因造成绝缘介质表面粗糙，安装后在强电压作用下，表面的电场分布畸变，从而使盆式绝缘子表面闪络电压降低。在未达到额定电压或额定电压的情况下发生闪络放电。
　　1.3 盆式绝缘子存放环境不佳，环境湿度过大（环境湿度不宜大于80%）。造成盆子吸附水份，安装前未重新进行吸收比及局部放电等试验，就进行安装。固体绝缘介质吸附水份后会在表面形成水膜，造成沿面电压分布不均匀，使闪络电压低于纯空气间隙的击穿电压。
　　1.4 近期又有一种新的论点：制造工艺不合格。认为在盆式绝缘子浇筑时,内部会有微小的气泡存在，出厂检测及现场试验时数据均合格，但在投运后由于长期处于高电压、强电场内，气泡会对周围的电场分布造成影响。气泡周围的电场强度高于其他部位，造成气泡内部发生碳化现象。碳化又使电场分布情况进一步恶化，致使碳化范围进一步扩大。最终导致盆式绝缘子绝缘受损，发生闪络放电。
　　2.环境方面的原因
　　环境因素包括现场温度、空气湿度及现场的清洁程度。在实际的施工中，环境温度对盆式绝缘子的影响不大，空气湿度的影响在前面已经介绍过，对于环境因素的影响主要讲以下现场清洁程度对盆式绝缘子的影响。
　　现场清洁程度不足，没有做好防尘措施。人员在走动时会带动粉尘飞扬，进入气室内部。粉尘微粒通常容易积存在气室的底部，特别容易在垂直气室和管道的水平盆式绝缘子的上表面积存。这样就会造成盆式绝缘子表面的导电性杂质越积越多，表面的电压分布均衡程度越来越差，使得盆式绝缘子表面的闪络电压值越来越低，当低到一定值时，盆式绝缘子表面发生闪络放电。
　　3.安装及检修时的原因
　　3.1安装工艺的影响
　　安装时，对接管母或导电杆时工艺不过关，造成金属部件摩擦，使金属粉末落入气室内部。而内部清洁时没有完全彻底的清理干净,造成内部杂质在盆式绝缘子表面堆积,降低盆式绝缘子的闪络电压值,发生闪络事故。
　　3.2安装及检修后抽真空的影响
　　检修后对气室进行抽真空，真空度没有达到要求，真空保持时间过短，没有达到时间要求。抽真空是控制SF6含水量的重要保证措施，它不仅能减少SF6气体本身的水份，也能减少气室内其他物质(绝缘体、密封体等)所含的水份。水份对SF6气体本身的绝缘强度影响不大，对GIS设备影响的关键在于当水份在盆式绝缘子表面凝露时,会大大降低绝缘子的沿面闪络电压。同时水份和SF6气体在电弧高温的作用下会发生化学反应,生成氟化氢等分解物,它们对SF6断路器内部的零部件有腐蚀作用，会降低绝缘件的绝缘电阻和破坏金属表面镀层，这就是沿面的绝缘材料和金属表面劣化的主要原因。由于盆式绝缘子的绝缘材料劣化，绝缘电阻降低，那么就大大增加了盆式绝缘子发生闪络放电的机率。
　　3.3 GIS设备气室的密闭性造成的影响
　　气室的密闭性对GIS设备的影响主要是：1）密闭性不强。空气中的水份有可能通过漏点进入气室内部，造成盆式绝缘子的含水量过高，使之表面形成水膜，降低绝缘子的沿面闪络电压值，造成绝缘子闪络放电。2）密闭性不足将使气室的内部压力改变。当盆式绝缘子表面不光滑，或表面附着杂质的情况存在，就有可能发生闪络放电。
　　二、通过对盆式绝缘子发生闪络放电的原因分析，结合现场的工作经验，总结出以下的防范措施：
　　1.为了减少环境因素的影响，安装或检修时，第一次清洁应在场地洒水，并用拖布揩净。在空气静止48h后测量环境湿度，当环境湿度小于80%时，方可进行工作。开盖检修及安装前应先将设备表面进行清扫，清除设备及配件表面的杂质，对试验合格后的盆式绝缘子安装前应对表面光洁度进行细致检查。检修或安装完毕，进行试验工作时，工作人员进入气室应严格着装要求，防止试验人员将杂质带入气室内。
　　2.内部工作完毕后，对内部设备进行彻底清扫，不留死角。将打开的端盖进行封闭，进行抽真空工作。抽真空时不得停泵及关机防止真空油倒吸入设备气室内，造成返工。
　　3.真空合格后对气室进行充气作业，SF6气体应提前进行检验，检验合格后方可进行充气。进行充气时充气速度不易过快。在检修中通常将回收的SF6气体通过回收车重新注入气室。在使用回收车时应提前对气体回收车的吸附剂和过滤器滤芯进行检查及更换。
　　4.充气至额定压力后对打开的端盖及手孔盖进行包裹，静置24h后,进行检漏工作，确认设备的密闭性满足要求。检漏前应先对检修现场进行通风，对设备的端面进行吹扫后再进行包裹，防止环境中的SF6气体对检漏结果造成影响。
　　5.运行后对GIS组合电器应做好巡回及检测工作，通过日常对SF6气体进行检测，可以及时发现内部水份及杂质的变化。提前安排检修，防止事故的发生。
　　做到以上几点，基本就能够避免发生盆式绝缘子闪络放电事故。通过以上的分析，我们也可以这样总结：GIS组合电器发生盆式绝缘子闪络放电主要受材料因素、环境因素、检修工艺的影响比较大。只要在安装及检修工作中控制好真空度、清洁度、密闭性这三个方面，做好GIS组合电器投运后的巡回检查工作及SF6气体的检查、测量。基本可以避免盆式绝缘子闪络事故的发生。

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