摘要：110kV龙山变电站GIS因雷击引发内绝缘击穿，而造成全站停电事故的抢修，现场加压试验检查，并配合气体检测管技术，对不同气隔内SF6分解物进行快速检测分析，及时判断出故障点并确定现场解体检修方案。

关键词：GIS现场抢修；加压试验；气体检测管技术；分解物快速检测GIS作为由多个间隔组成的全封闭式SF6气体绝缘设备，事故抢修中的现场解体及恢复过程复杂，停电时间较长。当GIS发生内部故障而造成停电事故时，往往需要快速判断故障点的位置，以利于确定最佳的解体检修方案，为现场抢修赢得宝贵时间。

SF6气体用于电气设备的绝缘介质，具有良好的绝缘水平和灭弧能力。当设备内部发生绝缘故障时，电弧使SF6气体产生裂解反应，并与设备内绝缘物及金属材料发生化学反应。这种情况下的裂解反应与断路器正常开断电流灭弧时的反应不同，因为断路器在正常开断时的电弧是在灭弧室中产生的，SF6气体被电弧分解为等离子态的S和F，并在极短的时间内迅速复合还原为SF6，只产生极少量的低氟化物。而当设备发生故障时，通常是在固体绝缘物表面发生沿面闪烙，或在强电场处击穿气体与设备外壳形成接地短路，由这些故障电弧而分解的SF6气体，将与故障点处的绝缘介质或金属产生复杂的化学反应，生成大量HF、SO2等分解产物并伴随粉尘。故障发生后，可以通过简易的气体检测技术，对GIS间隔中SF6的气体分解物进行现场快速检测，同时结合加压试验等检查方法，迅速判定故障点，指导解体检修。

1事故情况

2002年8月18日夜间至19日凌晨，北京昌平地区遭遇多年未见的强雷雨天气，19日0：05分，110kV西龙一线西沙屯站111断路器距离二段保护动作，重合未出，保护装置显示三相短路。2：13分，110kV西龙二线西沙屯站112断路器零序一段、距离一段保护动作掉闸，重合发出，保护装置显示B、C相短路。西龙一线掉闸后，运行人员到110kV龙山站内检查设备发现，#1变差动保护动作，111、301、201断路器跳闸，#2变差动保护动作112、302、202断路器跳闸，母联345、245断路器自投动作，龙山110kV变电站全停。进线西龙一112-8避雷器三相分别动作4、2、4次，进线西龙二111-8避雷器三相分别动作5、2、5次。

事故发生后，试验人员对#1、#2变做绝缘试验、变形试验、油色谱分析均无问题；共2次对110kV#4、#5母线进行加压试验，发现110kV#4母线B相，110kV#5母线A、C相绝缘有问题。线路经检查发现西龙一线44#杆塔一、三线大号侧瓷绝缘子因雷击断裂，二线小号侧瓷绝缘子因雷击闪络。西龙二45#塔（与西龙一线44#杆塔为同一级塔）二线小号侧瓷绝缘子因雷击闪络。考虑到龙山站110kV设备为GIS设备，事故抢修故障处理时间较长，为缩短停电时间，决定临时将西龙一线直接接到2#变上，更改西沙屯站111保护定值。15：18分，西龙一、西龙二线路故障处理完毕；20日1：09分，2#主变临时恢复供电，并带全站负荷。

图1　龙山110kV变电站GIS设备一次接线图
2故障点的分析判断

龙山变电站110kV设备是的SF6组合电器，接线形式是内桥接线，如图1所示。进出线用SF6空气套管连接。事故发生后，运行人员对GIS外观检查未发现异常，试验人员拉开111-4，并从111进线套管接头处，对GIS进行加压试验，发现A、C相对地绝缘低；从112进线套管接头处进行加压试验，当合上112-5隔离开关时，B相对地绝缘低；从1#变压器侧对GIS母线加压，当合上145-5隔离开关时，B相对地绝缘低。加压试验前，利用气体检测管分别对GIS各间隔舱室的SF6气体分解物进行了检测，发现145、111两侧隔离开关舱有大量的SF6气体分解物HF、SO2，其余舱室未发现有分解物。由于145、111断路器两侧隔离开关舱，通过气管连通后公用了一个充气接口，因此无法利用气体检测作进一步判断。

结合加压试验及气体检测的结果综合分析，初步判断击穿故障发生在111-4及145-5隔离开关舱。

3现场检修处理

根据对故障点的初步判断，决定现场抢修工作分为两步进行，即先解体检修145的隔离开关舱，尽快恢复2#变的正常方式，再处理111隔离开关舱的故障，恢复全站运行。

由于GIS为积木式结构，舱体间交叉重叠，结构紧凑，龙山变电站110kVGIS室内没有电动起重设备，给现场检修吊装带来较大的困难。现场检修人员临时搭设了一个门形架，用来起吊故障零部件。在故障舱室解体前，用SF6气体回收车，将145隔离开关舱和5#母线舱的气体回收。由于故障点有大量的有毒SF6分解物产生，检修人员在解体前佩带防毒面具，并开启室内通风设施。

将145间隔解体检查发现，故障点1：145-5B相、145-57B相对筒内壁放电；故障点2：145-5B相与#5母线气隔绝缘盆子隔离开关侧沿面对地闪络；故障点3：145断路器5#母线侧TA绝缘子C相下部沿面对地闪络（轻微）。

事故舱解体后，检修人员用吸尘器清理舱体内部的粉尘；用细纱纸将内部导体的外表面打磨干净，并用纯酒精清擦；更换发生故障的绝缘子、隔离开关触头屏蔽罩、吸附剂及舱体密封圈；导体回装后测量导电回路电阻；再次用吸尘器清理舱体内部后封闭手孔盖。抽真空后充入SF6气体，静止24h后进行气体检漏和微水测试。检修后对145间隔、112间隔及5#母线加压无问题，对2#主变恢复正常方式运行。

2#主变恢复运行后，再将145断路器及两侧隔离开关拉开，对111隔离开关及TA舱进行检修。对111间隔解体检查发现，故障点1：111-4A相隔离开关静触头烧损，并对地闪络；故障点2：111-4C相隔离开关静触头烧损，并对地闪络；故障点3：111断路器4#母线侧TAA相绝缘子对地闪络；故障点4：111断路器4#母线侧TAC相绝缘盆子对地闪络；故障点5：111断路器4#母线侧A相气隔绝缘盆子对地闪络（轻微）；故障点6：111断路器4#母线侧C相气隔绝缘盆子对地闪络（轻微）。对111间隔进行现场解体检修后，全站恢复正常方式运行。

4事故分析及反事故措施

经讨论分析认为：西龙一线44#塔、西龙二线45#塔为同塔并架90°转角塔，遭遇此次强雷雨天气，避雷线保护困难，线路外绝缘闪络故障为雷击过电压所致。110kVSF6组合电器为厂家早期产品，内部导体外表面加工工艺粗糙，耐雷击过电压水平较低。另外，该站110kV进线为架空进线，站内111-8、112-8两组线路避雷器由于受早期避雷器制造水平限制残压较高，故在事故时强雷雨天气情况下，线路多次遭遇雷击，造成组合电器内部多点绝缘闪络。

针对此次事故，为限制过电压水平，安排更换了该站进线侧111-8、112-8两组避雷器，型号选用：Y10W2-110/248。在西龙一44#、西龙二为45#同塔并架90°转角塔处，加装一组避雷器。

原GIS安装时，145-4与145-5、111-2与111-4隔离开关公用了一个充气接口，气室实际上处于连通状态。这种方式在运行中不利于气体检测和管理，发生事故时无法进行故障点判断，且一侧的故障将会导致两个舱室的气体劣化，已进行了改进。

5结束语

GIS设备占地面积小、结构紧凑，一旦出现事故，现场检修过程复杂、时间较长。此次事故为因雷击造成的GIS内部多点绝缘故障，通过加压试验并结合气体检测管技术，对SF6气体分解物进行快速地现场检测分析，准确判断故障点并确定解体检修方案，对于现场事故抢修、缩短停电时间发挥了重要作用。

在此次GIS现场抢修中，使用了简易气体采集器和HF、SO2检测管。SF6分解气体通过检测管后，依据其颜色变化定量判别故障，分解气体的含量，使用方法简单，检定快速，十分适合于事故抢修现场使用。