[关健词]GIS 事故处理 经验教训

1 事故简况

某水电厂升压站4台主变，单母分段接线。在3号主变运行转检修操作的过程中，运行人员切开主变2203开关后，拉开主变出口22032刀闸，在投入3号主变地刀2203B0时系统发生单相接地故障。检查发现GIS设备A相线路绝缘为0，其它两相均为500MΩ。22032刀闸A相气室观察窗内有大量白色粉状物质。事故损坏GIS刀闸、地刀各1把，线路2停电11d，为配合检修机组线路全停7d，直接经济损失约60万元。

2 事故抢修的过程及方法

1)事故刀闸、地刀检查。检查22032刀闸及2203B0地刀手动分、合闸三相动作情况，然后拆除刀闸顶部的操作机构联杆；先分别检查每一相动作情况，再利用自制同期检查装置测量其三相操作同期性，证明外部操作机构在不带刀闸的情况下，其动作是完全正常的，事故只可能是在内部传动机构中故障引起，与外部操作程序和器件无关。解除B、C两相传动机构，以便单独对A相刀闸更换后调整试验。

图1

2)有用气体回收。要拆除22032刀闸、2203B0地刀，除22032刀闸间隔外，还必须拆开母联20012气室的Ⅱ段母线以及外壳。为防止气室间隔离绝缘子承受压差过大而损坏，对完全排压的气室，首先应将相邻的气室减压一半。这样相邻的线路2刀闸22182A相气室、3号主变2203开关A相气室、2号主变22021刀闸A相气室气压均要求减压一半以上(即O．18MPa)。由于PT无法承受2～3倍的额定运行电压，耐压试验前必须拆除222PT(A相)。这样相应的222PT气室的气体要求全部回收。由于20012气室完全排气，Ⅰ段母线无法继续运行，220kV线路1也被迫全停。开关气室正常运行中电弧分解产生有害物质，其气体需单独回收和存放(见图1)。

3)有毒气体回收处理。由于22032刀闸的静触头在220kVⅡ段母线上，其内部气体经电弧燃烧过，含有有毒成分和大量的金属微粒，应使用专用工具回收气体，防止污染环境，伤害员工。

4)事故设备拆除。由于22032经过弧光短路，其中存在不少有毒的气体分解物和金属粉末，拆除事故设备时工作人员必须穿着专用防化服，带护目镜和专用呼吸器。利用吸尘器、毛扫等仔细地收集气室内壁上粘附的粉末，然后再用工业无水乙醇清洗事故气室的内壁、母线。无关人员应离开工作现场一定距离，尤其要防止粉末进入眼睛内。对吸尘器等附有粉末的物品、工具全部收集深埋。拆开事故刀闸、地刀后发现地刀触头已经烧熔，刀闸上地刀的静触头处烧有一个直径约5cm的洞。(见图2、图3)

5)新设备组装。新刀闸、地刀组装，母线接回，连接有关各回路。由于PT无法承受耐压试验要求的316kV电压，试验前必须拆除222PT(A相)后用隔板密封，并在Ⅰ段母线与PT绕组连接处安装金属屏蔽罩，防止在耐压试验时母线局部尖端放电。

6)回充SF6气体。对拆开暴露在空气中的气室先充氮气使压力达到0．05MPa，然后用真空处理装置抽真空，以便清除气室内残留的水分和细微颗粒。外露3h以内的GIS气室要连续抽真空10h，外露超过3h以上的要连续抽真空24h，真空度都要求不小于1×10-5MPa。抽真空达到要求后，再充入SF6气体到额定压力，静置24h，检查水分和纯度符合要求，测量3号主变间隔及Ⅱ段母线绝缘电阻正常。

7)开关、刀闸接触电阻、绝缘电阻测量。解开GIS外壳上各接地刀闸的接地连接片后，测量相邻两接地刀之间回路的接触电阻和绝缘电阻值。如2203B0与220340之间为2203开关的绝缘电阻。220340与221840之间为22032、22182的接触电阻。将测量值与投产时的值对比基本无变化。

8)耐压试验。解开CT二次端子并短接，相邻22042、20012、22182刀闸都拉开，2204B0、221840、221甲00接地刀闸投入，防止刀闸击穿后危急其他无关设备。参照投产试验的数值(0．8倍出厂试验电压)在GIS设备的3号主变A相进线端分段施加电压。

9)222PT回装。再次把母联20012间隔SF6气室气体全部回收，其相邻气室22032、22021气压减低一半，拆除222PT的隔板和母线上的屏蔽罩，222PT回装，对曾打开气室再次重复抽真空处理，然后再对所有排气的气室加气至额定压力。

10)回充气体后的气室SF6气体压力、水分、纯度、酸度检测；气室密度继电器检测，气室干燥剂更换。

11)控制回路器具校验、绝缘检查，刀闸机构试验调整，检查刀闸三相同期性。

12)有关设备机械闭锁、电气闭锁机构试验调整。

13)解除安全措施，利用3号机组对主变、母线递升加压试验正常，线路恢复送电。

图2、图3

3 事故原因

根据设备操作检修试验的结果来看，可以确定是设备操作机构故障。22032刀闸内部传动机构A相卡环脱落，致使A相刀闸触头无论机构如何操作均处在合闸位置。检修结束后，为找到确切的事故原因，防止出现同样的故障，刀闸传动机构运回法国厂家做材质、工艺、强度等检查，鉴定结果没有发现异常，厂家认定是偶发性事故。该公司在世界上其它地区同样型号的700多台隔离开关也没有过发生类似的故障。比较可能的原因是制造过程中，隔离开关内部传动机构的合闸位置行程三相调整不同步，在B、C两相尚未到位的情况下，A相已经先合闸到位，因操作机构合闸马达的停止控制回路是三相刀闸合闸位置行程开关接点并联组成的，因而马达合闸操作仍然继续，导致A相刀闸内部机构行程达到极限，隔离刀闸合闸后压簧长期处于过度施力状态或不正常的位置。在上一次操作刀闸合闸后，压簧脱落，A相内部传动机构失灵，触头也就始终停留在合闸位置上。当合上220340地刀时就发生了接地短路。

4 总 结

事故发生后，抢修人员以高度的责任心和严密有序的工作，使设备得以在较短时间内恢复运行。这次事故是在运行人员正常操作，设备远未达到设计操作次数的情况下发生的。在此之前的10年时间里，由于该设备的良好的运行记录，一直认为其可以“免维护“运行。但这起事故却给了我们重要启示：

1)GIS设备以其断流性能好、占地面积小、无触电危险等突出的优点，正得到越来越广泛的应用，从总体上说GIS设备还是安全可靠的。但是最近2年广东电力系统中发生的多起GIS事故，例如：某电厂GIS外壳烧毁、某电厂GIS开关非全相合闸引起主变烧毁、某电厂的高压套管故障等，都说明进口的GIS设备因其产品质量的分散性或安装调试、使用过程中的各种因素，发生事故的概率相对还是比较高的，特别是在失去严格的维护管理的情况下更是如此。实际上，任何GIS产品技术文件中都严格地规定了检修维护的标准、周期、分级检查试验的项目。但由于GIS设备尤其是进口设备的制造工艺水平比较高、平常故障少，使运行单位产生了GIS设备“免维护”的错误思想，放松或忽视了GIS设备的维护管理和技术监督工作，没有认真掌握设备技术文件并根据设备的使用技术条件和自身情况，落实设备的检验维护工作。

2)GIS由于自身结构的特点，一旦发生事故，往往抢修时间长，工作量大并且牵连其他相关的设备。比如这次22032刀闸的故障就影响到220kV系统全停，全厂不能发电。加上其检修工具的专用性、工艺复杂特殊、环保要求高、配件材料特殊、进口环节复杂等等因素，对运行单位的维护检修管理水平、技术能力提出了更高的要求。

3)鉴于上述原因，在对GIS设备的运行维护中要严格做到：

①结合主变、线路检修对设备严格按照厂家的要求，定期进行维护检修，如分相绝缘检测、保护、控制回路的定期检查，液压机构压力继电器、密度继电器定期检验，开关、刀闸机械功能检查调整等。

②严格按照化学技术监督规定，定期检测SF6气体压力、泄漏、水分、纯度等。加强设备检修专用工具、设备、材料的管理，储备足够的检修材料如气体、密封件，与其它具有同样设备的电厂协商，互通有无，互相提供紧急支援等。一旦出现突发事故，可以尽快地完成抢修，减少停电损失。

③定期对GIS设备进行局放检测，及早发现绝缘的薄弱环节，防止缺陷发展，从而避免设备事故。