變電站ZF10-126kV GIS(戶外站)共7個(gè)間隔，內(nèi)橋接線方式，已投入運(yùn)行。正常運(yùn)行中發(fā)生母差保護(hù)動(dòng)作，距離保護(hù)顯示故障點(diǎn)在GIS內(nèi)部。通過(guò)閱讀故障后綜保故障錄波圖知：故障起始為C相接地短路，B相滯后約2~3ms,A相滯后約20ms持續(xù)20ms，故障電流約3700A。

圖1 2#主進(jìn)間隔平面圖

故障后檢修工區(qū)檢查實(shí)驗(yàn)記錄

經(jīng)了解，故障后供電公司檢修工區(qū)第一時(shí)間趕赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行故障排查工作，后經(jīng)供電工區(qū)現(xiàn)場(chǎng)檢查試驗(yàn)排除了中低壓系統(tǒng)故障的可能，判定問(wèn)題為GIS內(nèi)部原因。

對(duì)2#主變間隔套管至主進(jìn)間隔、二段母線、1822-2隔離、1822開(kāi)關(guān)下口進(jìn)行相間及對(duì)地?fù)u絕緣試驗(yàn)及50kV高壓耐壓試驗(yàn)均為合格。

廠家檢查試驗(yàn)記錄

隨后我高壓技術(shù)人員趕到現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)對(duì)懷疑故障段位各氣室SF6氣體分解物的測(cè)試（2#主變間隔刀閘氣室SO2指標(biāo)為58.5ppm,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出不大于2 ppm的經(jīng)驗(yàn)值，其余氣室均不大于1ppm）,判定故障點(diǎn)位于2#主變間隔刀閘氣室內(nèi)。如需進(jìn)行精確故障點(diǎn)的定位需現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施2#主變間隔刀閘氣室的拆解檢查。

隨后廠家檢查目前2#主進(jìn)間隔各個(gè)開(kāi)關(guān)位置狀態(tài)為：1882分位，1822-2合位，1822-2KD分位，主進(jìn)隔離開(kāi)關(guān)合位，1822-BD分位；檢查他們的外部位置定位符合操作到位要求。

廠家及檢修工區(qū)對(duì)GIS疑似故障部位進(jìn)行分解物復(fù)測(cè)、地租測(cè)量、回路電阻測(cè)試、微水測(cè)試，分解物復(fù)測(cè)試明確為2#主進(jìn)間隔刀閘氣室組分異常，地租測(cè)試無(wú)異常，回路電阻測(cè)試無(wú)異常，微水測(cè)試為65ppm正常。

廠家解體檢查記錄

經(jīng)對(duì)1882-2（屬于2#主進(jìn)隔離氣室）解體發(fā)現(xiàn)：1822-2KD動(dòng)、靜觸頭部分燒損，解體時(shí)1822-2KD位置為分閘到位位置，拆下后觀察動(dòng)觸頭導(dǎo)電桿頂端都基本在動(dòng)觸頭屏蔽罩下，符合正常分閘時(shí)動(dòng)觸頭低于屏蔽罩下3~5mm的要求。

觀察導(dǎo)電桿動(dòng)觸頭燒損位置為頂端下的側(cè)面一區(qū)域（面積約為20*30mm左右不等，如圖2）大部分燒損區(qū)域處于動(dòng)屏蔽罩的下面，觀察靜觸頭燒損位置為屏蔽罩中間圓孔的側(cè)面，而非處于靜觸頭屏蔽罩的頂端面。

圖2 故障燒損面及開(kāi)關(guān)故障位置

初步分析

通過(guò)對(duì)1822-2KD接地開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭的燒損情況及各方面檢查了解分析可知：

1、解體位置不是故障時(shí)開(kāi)關(guān)實(shí)際位置

導(dǎo)電桿動(dòng)觸頭大部分燒損區(qū)域位置低于動(dòng)屏蔽罩的下面，說(shuō)明：解體時(shí)的位置不是故障實(shí)際發(fā)生的開(kāi)關(guān)位置，因?yàn)槿绻诖宋恢孟掳l(fā)生SF6的氣體絕緣擊穿（1822-2KD動(dòng)、靜觸頭間65mm的絕緣開(kāi)距），擊穿應(yīng)發(fā)生于動(dòng)屏蔽罩和靜屏蔽罩之間的頂端面，絕不可能燒到屏蔽罩的里面，說(shuō)明1822-2KD解體時(shí)的開(kāi)關(guān)位置（分閘到位位置）不是故障發(fā)生時(shí)1822-2KD實(shí)際處于的位置。

2、 故障時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)位于即將合閘位置

拔出接地開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭導(dǎo)電桿（相當(dāng)于施與手動(dòng)合閘動(dòng)作）觀察在導(dǎo)電桿的中部以下部位粘附有牢靠的噴濺物，進(jìn)一步說(shuō)明故障時(shí)1822-2KD不是處于完全分閘的位置，而是處于即將合閘到位的位置（靜側(cè)屏蔽罩燒損位置處于屏蔽罩圓孔的側(cè)面而非頂面也印證了此點(diǎn)）。

如果1822-2KD在合閘到位（完全插入靜觸頭內(nèi)）則一投運(yùn)即會(huì)引起接地跳閘，另外如動(dòng)觸頭距離靜觸頭屏蔽罩相當(dāng)近則根本無(wú)法維持并承受64KV的運(yùn)行電壓而早已擊穿（可進(jìn)行模擬試驗(yàn)驗(yàn)證），如動(dòng)觸頭導(dǎo)電桿頂端距離靜觸頭屏蔽罩頂端稍遠(yuǎn)一些則擊穿時(shí)應(yīng)燒損靜觸頭屏蔽罩的頂面而不是側(cè)面。所以說(shuō)：故障發(fā)生時(shí)1822-2KD應(yīng)處于已開(kāi)始即將插入靜屏蔽罩而即將合閘到位的情況。

3.一次本體未發(fā)現(xiàn)異常

1822-2KD為外部機(jī)械傳動(dòng)，三相聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，三相均燒損說(shuō)明三相是在相同的位置下發(fā)生的故障。廠家解體1822-2KD接地開(kāi)關(guān)時(shí)檢查外部傳動(dòng)連桿各緊固螺釘均已緊固，傳動(dòng)拐臂連接牢靠，解體后通過(guò)手動(dòng)傳動(dòng)動(dòng)觸頭發(fā)現(xiàn)內(nèi)拐臂傳動(dòng)良好，解體后觀察動(dòng)觸頭導(dǎo)電桿的頂端滑痕約30~35mm說(shuō)明目前裝配動(dòng)觸頭插入量符合要求不存在合閘后插入量不足的想象。

4、二次回路檢查未發(fā)現(xiàn)異常

經(jīng)了解知：該GIS所有接地開(kāi)關(guān)位置變量均未傳送至主控室，接地開(kāi)關(guān)也無(wú)法實(shí)現(xiàn)主控室遙控，只能就地電動(dòng)或手動(dòng)操作。

（1） 廠家到現(xiàn)場(chǎng)后觀察1822-2KD處于分閘到位情況，咨詢檢修工區(qū)及運(yùn)行單位均答復(fù)事故前后未曾對(duì)該1822-2KD進(jìn)行過(guò)任何操作，且承諾已調(diào)閱現(xiàn)場(chǎng)視頻錄像知事故時(shí)段無(wú)人員出現(xiàn)在該GIS附近，因此無(wú)人為誤操作的可能，但沒(méi)有見(jiàn)到實(shí)際監(jiān)控錄像資料。

（2） 在現(xiàn)場(chǎng)配合業(yè)主對(duì)1822-2KD進(jìn)行了給予電動(dòng)分合閘指令后（已造成電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)）隨即人為斷開(kāi)1822-2KD電動(dòng)機(jī)電源的空開(kāi)然后再恢復(fù)1822-2KD電動(dòng)機(jī)電源空開(kāi)投入，經(jīng)驗(yàn)證：電動(dòng)機(jī)不存在記憶功能，在動(dòng)作中途不會(huì)繼續(xù)分合閘，只有再在外部施加合分閘指令后才會(huì)繼續(xù)分合閘操作。說(shuō)明1822-2KD在沒(méi)有人從機(jī)構(gòu)箱電機(jī)齒輪處施與手動(dòng)操作的話，如果沒(méi)有電氣信號(hào)操作是不會(huì)自動(dòng)分合閘的。

（3） 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)打開(kāi)1822-2KD機(jī)構(gòu)箱對(duì)本機(jī)構(gòu)箱內(nèi)及匯控柜內(nèi)屬于1822-2KD的控制回路接線進(jìn)行壓接緊固情況檢查，未發(fā)現(xiàn)虛接松脫現(xiàn)象。因此應(yīng)該不存在電氣操作過(guò)程由于線路虛接而導(dǎo)致的操作不到位，從而導(dǎo)致開(kāi)關(guān)擊穿的情況。

（4） 因開(kāi)關(guān)正常分合閘操作，需滿足開(kāi)關(guān)聯(lián)鎖條件，哪怕有一個(gè)條件不滿足，開(kāi)關(guān)是不會(huì)執(zhí)行分合指令的，也就說(shuō)1822-2KD是在非正常情況下實(shí)現(xiàn)的分合閘操作的。

通過(guò)以上分析最終可斷定：1822-2KD不是在廠家到現(xiàn)場(chǎng)時(shí)觀察到的分閘到位的情況下發(fā)生的故障，而是處于即將合閘或合閘動(dòng)作過(guò)程末端時(shí)發(fā)生的絕緣擊穿，并且是1822-2KD接地刀閘在合閘造成故障后又人為電氣分閘。

否則原因說(shuō)不清，是不明的特小概率事件使1822-2KD電動(dòng)恢復(fù)到了分閘到位的情況，不是由于該接地刀閘設(shè)備本體機(jī)械的原因，或是電氣原因?qū)е伦杂煞趾祥l，從而導(dǎo)致1822-2KD刀閘出現(xiàn)故障。

故障問(wèn)題反思

（1）由本次刀閘事故也反映出電站設(shè)計(jì)的弊端，該站GIS所有接地刀閘位置信號(hào)和控制方式均未傳送至主控室，后臺(tái)監(jiān)控的SOE沒(méi)有記錄，具體刀閘故障時(shí)是否進(jìn)行過(guò)分合操作不好確定，難斷定是否人為在解除聯(lián)鎖的情況下誤分合過(guò)刀閘。

由此，也給設(shè)計(jì)部門提個(gè)醒，接地刀閘是只在檢修時(shí)才能用到，但刀閘位置信號(hào)應(yīng)該采集，以便查看刀閘分合時(shí)間和分合次數(shù)，從而斷定刀閘的使用壽命。

（2）由此接地刀閘的誤操作出現(xiàn)的情況，充分說(shuō)明了GIS金屬封閉式組合電器開(kāi)關(guān)的優(yōu)越性，在高壓帶電正常工作情況下，接地刀閘故障，只是出現(xiàn)了觸頭燒損，并無(wú)大礙，也說(shuō)明了GIS產(chǎn)品的質(zhì)量。

（3）接地刀閘控制回路應(yīng)獨(dú)立并增加單獨(dú)空氣開(kāi)關(guān)，這樣僅在操作接地開(kāi)關(guān)時(shí)將空氣開(kāi)關(guān)合上，完成操作后立即將空開(kāi)拉下，從而避免因意外因素在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中接地刀閘誤動(dòng)的情況。

（4）對(duì)匯控柜內(nèi)易動(dòng)元件如繼電器、微動(dòng)開(kāi)關(guān)等加防護(hù)罩，并懸掛告示牌，以防誤動(dòng)和誤操作。

（5）也提醒運(yùn)行維護(hù)人員在高壓開(kāi)關(guān)操作過(guò)程中一定嚴(yán)格按照操作規(guī)程，牢記上電和斷電操作次序，不要貪圖省事盲目操作，一定做到安全第一。

本文編自《電氣技術(shù)》，標(biāo)題為“某變電站ZF10-126kV GIS接地開(kāi)關(guān)故障問(wèn)題分析”，作者為禹化彬、葛見(jiàn)欽。