不同施加電壓下GIS絕緣狀態(tài)檢測(cè)及絕緣缺陷分類

來(lái)源：揚(yáng)州國(guó)浩電氣有限公司 2025年07月04日 07:19

GIS電氣組合開(kāi)關(guān)

近年來(lái)，隨著我國(guó)工業(yè)水平的提升，以及大規(guī)模電網(wǎng)建設(shè)對(duì)電力設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的要求，氣體絕緣金屬全封閉式開(kāi)關(guān)電器(Gas-Insulated metal-enclosed Switchgear,GIS)逐步實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。但因GIS在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題(如材料缺陷和主附件裝配失誤)以及在運(yùn)輸和安裝過(guò)程中產(chǎn)生的潛在缺陷(如部件松動(dòng)脫落、電極刮傷、錯(cuò)位及絕緣裂紋等)所導(dǎo)致的故障和事故呈逐年增多的趨勢(shì)。相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和國(guó)際大電網(wǎng)組織(CIGRE)的統(tǒng)計(jì)表明：交流耐壓試驗(yàn)和交流局部放電試驗(yàn)一般能夠暴露GIS中大多數(shù)缺陷，但對(duì)于電極刮傷、尖刺等存在電場(chǎng)異常的潛在缺陷，其檢測(cè)有效性有限。為了預(yù)防GIS事故的發(fā)生，保證電力系統(tǒng)的安全，函需更加可靠的手段來(lái)提高GIS設(shè)備絕緣診斷水平。研究表明，不同類型施加電壓的作用機(jī)制有較大差異，相比工頻電壓，沖擊電壓能夠有效限制局部放電電暈穩(wěn)定性，促進(jìn)放電的產(chǎn)生和發(fā)展。從絕緣診斷角度而言，在沖擊耐壓試驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)行局部放電檢測(cè)，能夠更有效地發(fā)現(xiàn)GIS中電場(chǎng)異常等絕緣缺陷，從而更好地了解GIS絕緣狀態(tài)。

根據(jù)2003年以來(lái)的高壓輸變電設(shè)備事故分析報(bào)告所進(jìn)行的不統(tǒng)計(jì)，造成運(yùn)行中的絕緣類型故障的原因有以下幾大類：

1）因設(shè)計(jì)不合理、不完善引起的故障。此類故障大多是由于較高電壓等級(jí)下的GIS設(shè)備運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)缺乏，以及設(shè)計(jì)人員對(duì)GIS設(shè)備在快速暫態(tài)過(guò)電壓下的絕緣特性認(rèn)識(shí)不足造成的；

2）因生產(chǎn)加工缺陷導(dǎo)致的故障。對(duì)于一些隱形缺陷(如微小的絕緣氣隙、導(dǎo)體突刺等)，在出廠試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中未能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，這些缺陷在設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行中不斷積累加重，最終導(dǎo)致嚴(yán)重的絕緣故障；

3）因運(yùn)輸問(wèn)題或現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)產(chǎn)生的故障。這類故障主要由運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中的零件脫落，金屬碎屑、絕緣開(kāi)裂等問(wèn)題造成；

4）其它。該類缺陷在例行試驗(yàn)或發(fā)生故障后的解體設(shè)備中被發(fā)現(xiàn)，但未能確定造成該缺陷的初始原因，因此無(wú)法歸為以上三大類。

上述前三類故障共占80%。將GIS中具體的絕緣缺陷類型和其造成絕緣事故的比例總結(jié)如下：

1）屏蔽和電接觸：事故由屏蔽松動(dòng)或不良的電接觸引起，占29%，此類絕緣故障如圖(a)和(b)所示；

2）隔離開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)：在開(kāi)合電容負(fù)荷時(shí)由于隔離開(kāi)關(guān)的絕緣耐受電壓不夠而引起的事故，占10% ;

3）高壓導(dǎo)體上的突起/刮傷：由高壓導(dǎo)體上的尖銳突起、異物刮傷或安裝錯(cuò)位引起的造成的事故，占5%，此類絕緣故障如圖(c)所示；

4）殼體內(nèi)部件遺落、絕緣子外來(lái)顆粒污染：占15%，此類絕緣故障如圖(d)和(約所示；

5）絕緣子缺陷：由于絕緣子裂紋、氣隙或其它缺陷而產(chǎn)生的絕緣事故，占10%，此類絕緣故障如圖(e)所示；

6）接觸不良：占11%，此類絕緣故障如圖(g)和(h)所示。

通過(guò)出廠和現(xiàn)場(chǎng)的工頻耐壓、交流局部放電檢測(cè)以及沖擊耐壓試驗(yàn)，能夠檢驗(yàn)出含有上述大多數(shù)缺陷類型的GIS設(shè)備，但實(shí)際中仍有相當(dāng)比例存在潛在絕緣缺陷的GIS雖能夠通過(guò)常規(guī)的出廠試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)而投入運(yùn)行，但在投入運(yùn)行后不久發(fā)展為絕緣
故障，導(dǎo)致電力事故。

GIS設(shè)備具體絕緣故障實(shí)例照片

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