330kV GIS設(shè)備母線法蘭接口故障分析及處理

摘 要；通過(guò)對(duì)青海某750kV變電站330kV GIS設(shè)備母線法蘭接口處出現(xiàn)放電問(wèn)題進(jìn)行研究，分析產(chǎn)生過(guò)電壓原因，研究檢測(cè)法蘭對(duì)接面接觸情況的方法，掌握同型設(shè)備法蘭接觸情況，對(duì)GIS設(shè)備母線安全運(yùn)行提出建議。

關(guān)鍵詞：GIS設(shè)備；法蘭接口；過(guò)電壓；接觸情況

引言

由于青藏高原惡劣的氣候條件，GIS設(shè)備以其運(yùn)行安全可靠、受環(huán)境因素影響小的優(yōu)勢(shì)在青海電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用。在GIS系統(tǒng)中，隔離開(kāi)關(guān)、斷路器等操作，使得GIS中存在快速暫態(tài)（VFT）過(guò)程。在該過(guò)程中，由于GIS設(shè)備接地引線過(guò)長(zhǎng)或者設(shè)備外筒接口法蘭接觸電阻過(guò)大原因，將在GIS接地的外殼上出現(xiàn)暫態(tài)地電位抬升現(xiàn)象[1]。對(duì)青海某750kV變電站330kVGIS設(shè)備母線接口法蘭處因過(guò)電壓而出現(xiàn)放電的問(wèn)題進(jìn)行研究分析，探索檢測(cè)運(yùn)行設(shè)備的法蘭接口接觸是否良好的有效方法，并對(duì)防止此類(lèi)問(wèn)題再次發(fā)生提出可行建議。

1 故障概述及分析

青海某750kV變電站330kV交流場(chǎng)使用了GIS設(shè)備，330kV某間隔故障跳閘過(guò)程中，330kVⅠ母GM16氣室B相金屬法蘭接口處出現(xiàn)電弧火光，待電弧熄滅，對(duì)法蘭所在氣室分別進(jìn)行了SF6氣體分解產(chǎn)物及超聲波局放檢測(cè)，結(jié)果顯示氣室內(nèi)部未出現(xiàn)放電。

該型GIS設(shè)備法蘭接口接觸方式共三類(lèi)，一是金屬法蘭直接對(duì)接連接，二是金屬法蘭夾絕緣盆子連接，三是金屬法蘭夾絕緣盆子及波紋管相連。前兩類(lèi)連接方式均通過(guò)穿心螺絲實(shí)現(xiàn)金屬法蘭的電氣聯(lián)接，第三類(lèi)連接方式通過(guò)跨接扁鐵實(shí)現(xiàn)金屬法蘭的電氣聯(lián)接。

對(duì)故障法蘭接口所處母線段做示意簡(jiǎn)圖如圖1。

1.1 導(dǎo)通電阻測(cè)試

對(duì)b位置A、B相法蘭上12顆螺絲與a、c位置接地連板導(dǎo)通電阻測(cè)量，結(jié)果（m？譆）如表1。

1.2 原因分析

當(dāng)GIS設(shè)備隔離開(kāi)關(guān)、斷路器切合，或由于故障產(chǎn)生很陡的行波，引起高頻振蕩，即VFT（very fast transient），波在GIS內(nèi)部傳播時(shí)經(jīng)過(guò)折反射引起快速暫態(tài)過(guò)電壓VFTO（very fast transient voltage），VFTO耦合到外殼上形成暫態(tài)地電位抬升（TGPR）[2]。當(dāng)接地引線過(guò)長(zhǎng)或者法蘭接口接觸電阻過(guò)大，造成法蘭兩端電勢(shì)差較大，引起放電，損壞法蘭。

2 檢測(cè)方法研究

對(duì)GIS設(shè)備法蘭接口接觸是否良好的檢測(cè)方法進(jìn)行研究，以便運(yùn)維單位及時(shí)掌握法蘭接口接觸情況。

2.1 電氣方法檢測(cè)

任一段母線示意簡(jiǎn)圖如圖2。

對(duì)于任一法蘭接口接觸電阻進(jìn)行測(cè)試，以R2為例，所測(cè)電阻值為R2與紅線所標(biāo)回路的并聯(lián)值，且測(cè)量回路中并聯(lián)了眾多紅線標(biāo)示回路類(lèi)似的回路，且為保證運(yùn)行設(shè)備安全無(wú)法將接地回路全部打開(kāi)，并聯(lián)回路無(wú)法屏蔽，根據(jù)并聯(lián)電路阻值計(jì)算原理，只要測(cè)量的回路中存在任一回路電阻值較小，則實(shí)際測(cè)量值也將較小，所以無(wú)法通過(guò)電氣方法對(duì)法蘭接口接觸電阻進(jìn)行測(cè)量。

2.2 紅外精確檢測(cè)

對(duì)該站330kV GIS設(shè)備接口法蘭進(jìn)行紅外精確檢測(cè)，共發(fā)現(xiàn)五例法蘭接口異常溫升情況，現(xiàn)舉其中一例作說(shuō)明分析。

330kVⅠ母A相（靠近#3352斷路器處）法蘭接口紅外精確成像測(cè)試），該處最高溫度達(dá)28.3℃，最低溫度達(dá)20.8℃，環(huán)境溫度15℃，最大溫差7.5℃，局部景象測(cè)試，該處最高溫度達(dá)21.6℃，最低溫度達(dá)16.1℃，環(huán)境溫度10℃，最大溫差5.5℃。

2.3 法蘭接口流過(guò)電流檢測(cè)（表2）

第二類(lèi)法蘭接口流過(guò)電流均較小，也未發(fā)現(xiàn)異常溫升，第一類(lèi)法蘭接口均流過(guò)一定的電流，存在多處異常溫升，異常溫升由法蘭對(duì)接面接觸不良引起。第三類(lèi)法蘭接口流過(guò)較大的電流，因裝有四支跨接扁鐵，法蘭接口接觸電阻較小，未發(fā)現(xiàn)異常溫升。

3 結(jié)論

GIS設(shè)備母線筒純金屬法蘭對(duì)接面多存在接觸不良問(wèn)題。

GIS設(shè)備斷路器分合或故障時(shí)，易在接觸電阻過(guò)大的法蘭接口處引起過(guò)電壓，損壞法蘭接口，引起GIS設(shè)備內(nèi)部氣體泄漏，造成GIS設(shè)備故障停運(yùn)。

通過(guò)基于電平調(diào)節(jié)的紅外精確成像檢測(cè)方法可及時(shí)發(fā)現(xiàn)法蘭接口接觸電阻過(guò)大的缺陷。

4 建議

對(duì)GIS設(shè)備母線筒純金屬法蘭對(duì)接面，加裝專(zhuān)用跨接扁鐵，減少通過(guò)法蘭面的電流，降低法蘭接口處發(fā)熱功率，同時(shí)避免法蘭接口處產(chǎn)生過(guò)電壓。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)母線筒流通電流的研究多集中于單段母線筒的環(huán)流及渦流[3]方面，對(duì)于多段母線筒連接后的流通電流研究較少，建議可以與相關(guān)機(jī)構(gòu)合作對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行研究。

參考文獻(xiàn)

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