核心词：
MKVV 电缆 电气 开关设备 GIS 绝缘 故障 分析 处理 随着城市供电压力的不断提升,系统容量和电压等级都出现明显提高,在此情况下,电气开关设备GIS经常发生内部绝缘故障,比如绝缘拉杆击穿、绝缘子闪络等。GIS设备内部绝缘故障严重时会导致机组停机,给电力企业带来巨大经济损失。
1、有必要研究GIS设备内部绝缘故障及处理方法 因此,有必要对GIS设备的内部绝缘故障及处理方法进行研究,将事前防范与事后处理方法相结合,确保GIS设备的稳定运行。GIS设备内部绝缘结构紧凑,运行在高压环境下,绝缘击穿电压受多方面因素影响,包括电场均匀度、间隙距离、极性以及气体压力等。
2、相关统计结果表明 相关统计结果显示,GIS设备内部绝缘故障主要包括5大类。其中,绝缘构件的自身缺陷及机械损伤是主要故障类型,在GIS设备内部绝缘故障中占36%左右。GIS设备的绝缘构件主要包括绝缘拉杆、盆式绝缘子和支柱式绝缘子,常见缺陷包括裂纹、气泡和金属杂质等。比如盆式绝缘子的机械强度不足,在运行过程中受应力作用,容易出现局部裂纹,或因碰撞和施工力度过大,受到损伤。
3、导致绝缘容量下降 出现裂纹后,盆式绝缘子的表面闪络电压显着降低,进而导致绝缘能力下降,容易发生绝缘子闪络问题。随着裂纹的逐渐扩大,还会出现击穿接地现象。在GIS设备的运行过程中,内部绝缘构件不可避免的会积聚灰尘杂质,在GIS设备的生产、装配和运输过程中,也可能受到分身污染,在表面留有油垢等杂质。如果不能定期对其进行清理,会引发绝缘故障问题。在气室内,导电杂质自由运动,对SF6气体纯度产生影响,进而导致其绝缘性质降低。在交直流电压的作用下,导电造纸容易附着在绝缘子表面,导致其表面局部电场集中,容易出现沿面放电现象。随绝缘子的表面电荷量增加,其沿面闪络电压会出现明显下降,引起GIS设备内部绝缘故障。
4、紧固件松动是一个装配质量问题 紧固件松动属于组装质量问题,在GIS设备的生产和安装过程中,由于工艺技术不到位,为对其进行严格检查,导致屏蔽罩、壳内金具等部件安装不牢固,容易出现松动缺陷。
5、导致运行中形成悬点和强局部放电 紧固件松动会对GIS设备绝缘性能造成严重影响,导致其在运行过程中形成悬浮点位,出现强烈局部放电现象。
6、导致内部电场畸变和绝缘击穿事故 而且屏蔽罩在振动过程中会出现变形,进而引起内部电场畸变,发生绝缘击穿事故。在这种情况下,一些小的零件容易发生脱落,比如螺栓等,进一步破坏内部电场的均匀性,最终导致接地故障。GIS设备在技术上对导体表面光洁度有较高要求,导体表面如果存在毛刺、划痕等缺陷,容易引发绝缘故障。GIS设备导体表面缺陷主要是由于生产、组装技术不达标、或受大幅值过电压冲击导致的。
出现表面缺陷后,导体棱角曲率增加,电荷密度高,电场强度较强,遇到过电压时,容易发生尖端放电,进而导致跳机事故。
7、容易危及维修人员的安全 此外,GIS设备内部受潮也容易发生绝缘故障,当水分超过一定标准后,在电弧作用下,过多的水分会使SF6快速分解,产生具有强腐蚀性的杂质,对绝缘部件进行腐蚀,同时也容易危害检修人员的安全。绝缘构件被腐蚀,闪络电压降低,容易出现闪络击穿现象。从上述GIS设备内部绝缘故障分析中可以看出,许多故障问题都源于GIS设备的生产、安装环节,做好相关质量检查工作,加强产品验收,可以有效避免内部绝缘故障的发生。具体应采取以下几方面措施:合理进行GIS设备选型,对重要配套产品进行谨慎选择,对产品质量严格把关,防止出现选配不当的问题;加强绝缘部件质量检查,对生产安装工艺的操作过程进行严格检查,防止出现机械损伤,并做好清洁度检查;做好制造装配、现场组装的风险控制工作,做好防污、防潮措施,使GIS设备内部绝缘风险得到有效控制;做好出场试验、现场组装前的开盖检查工作,增加冲击电压检测项目,避免气室组装与其他工程发生交叉干扰,安排专业人员进行质量复查。GIS设备绝缘检测试验分为型式试验、出厂试验和现场试验,其中现场试验是GIS带电运行前的最后检验环节,如果设备存在绝缘故障隐患,可以在试验中发现异常。
8、做好现场试验非常重要 因此,做好现场试验十分重要,可以提前找出设备缺陷,并及时加以处理。此外,在进行状态评估和检修时,也要进行现场绝缘试验,必须对现场试验进行不断完善。目前GIS设备的现场剧院试验主要包括SF6气体湿度测试、交流耐压测试和设备泄漏测试等。其中,GIS设备要获得较好的绝缘性能,必须保证SF6气体的压力和质量符合要求。
9、交流耐压试验可以检测GIS设备内部绝缘子的污染和工具留下的缺陷 交流耐压试验则可以检测出GIS设备内部绝缘子的污染、工具遗留等缺陷。但值得注意的是,SF6气体湿度测试和交流耐压测试不能完全检测出GIS设备的内部缺陷,因此,还要对GIS设备进行局部放电试压和SF6气体分解试验。根据GIS设备故障统计结果显示,无论是何种原因导致的绝缘故障问题,都是从局部放电现象开始的,而且绝缘故障问题越严重,局部放电现象越明显。因此,对GIS设备进行局部放电试压,可以有效诊断出GIS设备是否存在内部绝缘挂账。目前使用的技术手段主要包括超高频电磁波、超声波等,可以准确捕捉到微笑的局部放电现象。一些先进的专用局部放电检测仪,可以捕捉到1pC的局部放电量。在此基础上,进行SF6气体分解试验,可以找出具体的故障位置,判断故障性质及严重程度。一般在GIS设备投入运行后的1个月以内,要进行一次SF6气体分解物检测,3～6个月时进行一次复测,若无异常,则应每年检测1次。在采用给上述故障诊断处理方法的基础上,还应利用在线监测诊断系统,对GIS设备的运行状态进行实时监测。在线监测系统的检测内容主要包括设备内部气体压力、局部放电量、微水量和SF6气体分解物等。用户可以根据实际需要,选用合适的在线监测产品,为其灵敏度和抗干扰能力提供保障。在实时在线监测系统的支持下,
MKVV电缆随时掌握GIS设备运行状态,避免发生严重的绝缘故障事故。内部绝缘故障时GIS设备的常见故障,对其具体类型及发生原因进行分析,可以为诊断和检修提供依据。在此基础上,通过加强设备生产、安装的质量监管,消除设备自身故障隐患,并通过局部放电等检测试验,找出设备故障问题,从而提早处理,防止发生严重事故。
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