摘要：近年来，由于GIS设备进行封闭与组合，大大降低了设备的带电距离，减少了设备之间的固有安装距离，浓缩设备布局，所占设备占地面积小，变电站征地面积也少。因此GIS设备在变电站中得以广泛应用，但有关GIS设备运行中许多缺陷故障仍然存在。
关键词：GIS设备；故障定位；避雷器
引言
变电站中的GIS设备已逐步替代传统设备，成为电力系绕的主流开关设备。当前，电力系统内GIS投故障率较高，新设备虽然通过了产品出厂考核和现场交接试验，但仍有设备在投运不久便发生事故，有的在启运时便发生事故。而且，在运行过程中，由于GIS电场强度很高，设备只要一出现细微的缺陷，就会逐步蔓延，损坏设备，造成大的经济损失。
1避雷器故障综合检测方法
由于空间电磁干扰和外界环境的影响，避雷器的带电测试容易产生误判。因此，可采取红外热成像、运行电压下泄漏电流与直流泄漏试验分别开展普测、复测和诊断的检测思路，综合试验情况更能真实反映出避雷器运行工况，检测流程如图1所示。
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图1避雷器故障综合检测方法
2常用故障检测手段
（1）红外测温：检查避雷器是否发热异常；
（2）持续电流检测：检查避雷器持续电流是否正常；
（3）泄露电流和绝缘电阻检测：在U1mA和0.75U1mA下检测氧化锌避雷器的漏电流和绝缘电阻；
（4）阻性电流及全电流测量：在带电状态下检测电阻电流分量Ir，同时检测全泄漏电流Ix。
3故障检查情况
对故障间隔进行现场检查，初步确定故障位置在21间隔出线分支气室。经进一步开盖检查，确认故障位置在21间隔出线避雷器上方十字罐上，如图2所示。放电故障发生后，生产厂家对发生故障的21间隔出线隔离开关、套管、三通壳体装配单元等进行解体检查。
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图2故障位置
4声电联合诊断定位
4.1声电同源比对
现场为判断异常信号的来源，将特高频传感器放置在如图3所示位置。根据声电定位测试图谱（如图4所示）可判断该位置超声波、特高频共源。盆子浇注孔位置特高频信号不明显，测试过程中特高频时差定位法受到约束，为此需考虑声电联合定位法结合超声波时差定位法，由图5可知，超声波单个脉冲幅值大于其它脉冲，且脉冲间时间差变化较大，超声波、特高频共源，信号源不止一处，需进行定位确定。
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图3 图4 图5
4.2声电联合定位
为确定异常信号的具体位置，超声波传感器放置如图6所示，特高频传感器位置不变。由图7可知，通道2对应传感器AE2的超声波信号超前通道4对应传感器AE4，通道1对应传感器AE1趋势不明显；根据图7可知，通道2对应信号明显超前通道1。通过比较，判断通道2最接近信号源。通道2超声波与特高频信号比对，声电时延14.5μｍ，根据声电时延估计法判断信号源距通道2超声波传感器非常近，若超声波沿壳体传播，则信号源距超声波传感器87cm，具体位置需根据避雷器尺寸进行计算。
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图6 图7
5解体情况及故障分析
5.1解体检查情况
打开避雷器气室，检查发现盆式绝缘子B、C相附近有爬电的痕迹，气室底部散落着氧化锌电阻片的碎片、粉尘较多，特别是B相附近。拆除避雷器的环氧绝缘桶后，发现B相避雷器的氧化锌电阻片第7、8、9片已严重破损。
由此可见，避雷器明显已存在严重的缺陷，开室检查证实了之前判断正确。避雷器解体后，发现氧化锌电阻片支撑绝缘杆从上端部至第8片电阻片有一段连续碳化的痕迹，支撑绝缘件第6片电阻片的位置处有电击穿的孔洞。
B相避雷器电阻片绝缘支撑管绝缘存在严重缺陷，初步诊断为出厂时绝缘支撑杆内部存在气隙、空穴或水分等，运行过程中存在局部放电，不断累积后形成放电通道，内部绝缘被击穿并从绝缘薄弱处穿孔（绝缘支撑管内部从上端部至第7片电阻片位置有一段连续的碳化痕迹、第6片电阻片的位置处有电击穿的孔洞）。因绝缘支撑杆的部分绝缘被击穿，电场、电位的分布发生改变，避雷器电阻片承受的电压发生改变，部分电阻片承受电压过高，导致电阻片劣化破损。
5.2避雷器故障原因分析
结合带电测试数据和开室检查的结果显示，该组避雷器B相的氧化锌电阻片绝缘支撑杆绝缘缺陷，发生部分绝缘内部击穿，导致避雷器的第7片电阻片变为高压端，使第7片及往下的电阻片承受极大的荷电率，在出现瞬间大的过电压情况下，造成高压端的几个电阻片先行击穿，故第7、8、9片电阻片发生了劣化破损。盆式绝缘子B、C相附近出现爬电的痕迹，由电阻片劣化形成的粉尘附着引起的。
结论
在本次对110kV避雷器故障的分析和判断过程中运用了避雷器带电测量、红外测温、常规电气试验等多种试验方法对该110kV避雷器进行诊断。由于避雷器在保护电力设备方面的重要作用，应该密切关注避雷器的工作状况。瓷套密封不良内部绝缘受潮，是避雷器出现故障的重要原因，应该密切关注避雷器的运行工作情况，注意其性能的改变。
参考文献
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