550kV GIS隔离开关绝缘拉杆故障原因分析

550kV GIS隔离开关绝缘拉杆故障原因分析

李靖，许毅

山东电工电气日立高压开关有限公司，山东，济南 250132

摘要：绝缘拉杆主要用于控制高压隔离开关，对于隔离开关的使用性能有着直接的影响。本文对550kV的GIS隔离开关中的绝缘拉杆进行了详细分析，针对550kV GIS隔离开关绝缘拉杆的具体故障情况，来对550kV GIS隔离开关绝缘拉杆的故障进行进一步的排查和探究，在找到故障原因的基础上，提出相应的措施。

关键词：隔离开关；绝缘拉杆；故障原因

引言：一直以来，绝缘拉杆在GIS隔离开关的实际运行过程中，都发挥了十分关键的作用，同时也是变电工程中必不可少的部件。但在实际的工作过程中，绝缘拉杆常常会出现一些故障，影响了后续的运行工作。基于此，需要对550kV GIS隔离开关绝缘拉杆的故障原因进行深入分析，进而探索出更加有效的优化对策。

1 550kV GIS隔离开关绝缘拉杆的故障情况

在目前大部分变电站的实际运行过程中，I、II母线会在温度、气候和工作环境良好且稳定的情况正常运转，断路器处于合闸的状态。当550kV GIS隔离开关绝缘拉杆产生故障时，II母线所连接的断路器将会产生跳闸的现象。同时，在对故障现场进行检测时，可以检测出GIS各个气室内都存在六氟化硫的气体分解物；同时，II母线周围气室内的硫化氢、二氧化硫等气体的含量也在不断增加。基于此，技术人员可以通过对气体浓度的检测，来进一步判断出550kV GIS隔离开关绝缘拉杆产生故障的位置。

此时，对550kV GIS隔离开关的气室进行解体，可以发现绝缘拉杆以及动触头屏蔽罩出现严重的灼烧现象。造成这种现象的主要原因，是绝缘拉杆的动触头屏蔽罩以及盖板之间产生了闪络，导致电弧对绝缘拉杆造成了灼烧，使得绝缘拉杆盖板中的螺栓融化；同时，将产生故障的绝缘拉杆在强光下进行照射，能够发现其内部存在斑点式的阴影，切片观察后能够判断出绝缘拉杆中产生了裂隙。

2 550kV GIS隔离开关绝缘拉杆的故障排查

一方面，根据550kV GIS隔离开关绝缘拉杆在产生故障之后的气压和微水值，可以判断550kV GIS隔离开关绝缘拉杆并不是由于天气变化以及人为操作的原因而产生的故障，并且与六氟化硫气体泄漏或是隔离开关机构的问题也不相符。因此需要在此基础上进一步对550kV GIS隔离开关绝缘拉杆的故障进行排查。此时，技术人员需要对绝缘拉杆的生产和出厂测试环节进行探究，查看550kV GIS隔离开关是否能够在产生故障之后，依旧处于灵活运行的状态，进而排除由于装配和操作机构异常所导致的放电故障，进而损坏绝缘拉杆。最后，由于550kV GIS隔离开关绝缘拉杆在产生故障时，故障模块处于II母线附近，因此技术人员需要对母线进行工频耐压、局部放电以及雷电冲击等检验环节，如果母线并未存在异常，就需要对550kV GIS隔离开关的电场轻度进行检查，结合整个变电装置的产品情况，进一步排除由于产品设计不合理而导致的550kV GIS隔离开关绝缘拉杆故障。除此之外，对于隔离开关气室分解物的成分来说，可以通过对有关部件的表面质量进行检查，进而表明550kV GIS隔离开关绝缘拉杆的故障，并不是由于屏蔽罩、盖板等部件的缺陷所造成的。

基于此，可以通过对550kV GIS隔离开关绝缘拉杆故障模块的排查，来分析出，在这种情况下，550kV GIS隔离开关绝缘拉杆产生故障，主要是由于绝缘拉杆中存在裂隙，从而导致绝缘拉杆产生局部放电，在长时间的运行过程中，造成绝缘拉杆的绝缘能力下降，使得隔离开关整体的电场不均匀，进而造成550kV GIS隔离开关绝缘拉杆闪络而形成的故障。

另一方面，为了进一步保障550kV GIS隔离开关绝缘拉杆故障原因的准确性，可以对该绝缘拉杆的同批次产品进行试验。首先，是对同批次绝缘拉杆进行工频耐压、局部放电以及雷电冲击试验，如果各项指标均合格的话，技术人员还需要进行更加深入的探究。比如说，技术人员可以将与故障绝缘拉杆同批次的产品，和全新的不同批次的绝缘拉杆进行对比试验，包括热重分析、偏光分析、宽带介电谱测试等环节，如果同批次绝缘拉杆与全新的绝缘拉杆之间并不存在差异，那么就可以进一步判断，导致550kV GIS隔离开关绝缘拉杆产生故障的原因，为绝缘拉杆内部存在裂缝^[1]。

3 550kV GIS隔离开关绝缘拉杆的故障原因

首先，导致550kV GIS隔离开关绝缘拉杆产生故障的原因为，对于绝缘拉杆的质量缺乏严格的把控。通常情况下，大部分对于绝缘拉杆的验收工作只是针对绝缘拉杆的外包装、尺寸、规格等方面进行检验，而忽视了对于绝缘拉杆质量的把控，使得质量不过关的绝缘拉杆依旧能够应用到实际的变电工作当中。与此同时，许多厂家在对绝缘拉杆进行装配工作之前，都不会对绝缘拉杆进行绝缘试验，而是在装配工作完成之后在进行绝缘试验的，这样将会导致绝缘拉杆的整体性能存在不确定性，很容易在后续的运行过程中产生故障；并且这种检验方式对于绝缘拉杆的电气性也无法做到有效的监控，无法将质量不合格的绝缘拉杆及时剔除。除此之外，在装配工作之前对绝缘拉杆进行绝缘试验，其试验标准与装配工作完成之后在进行绝缘试验的标准之间也存在着差异。例如：在装配工作之前对绝缘拉杆进行绝缘试验，需要绝缘拉杆工频耐压时间保持在3分钟，局部放电的电量要达到3pC；而装配工作结束之后再对绝缘拉杆进行绝缘试验时，其标准达到工频耐压时间1分钟。局部放电的电量不超过10pC。基于此，通过试验标准能够发展，在装配工作进行之前对绝缘拉杆进行绝缘试验的精准度更高，能够更好地把控绝缘拉杆的质量。

其次，如果没有对绝缘拉杆进行规范的装配工作，将会导致绝缘拉杆受到机械损伤，进而在后续的运行过程中产生故障和问题。通常情况下，对于550kV GIS隔离开关绝缘拉杆进行的装配工作都是在工厂中完成的，将隔离开关的气室完整地进行装配进而运输到变电站当中。如果绝缘拉杆存在机械损伤，那么这些机械损伤的部分将会成为后续运行过程中，产生局部放电的主要原因，并且随着机械损伤的位置不断扩大，局部放电也将会持续增加。一方面，导致绝缘拉杆产生机械损伤的原因为绝缘拉杆本身就存在着机械损伤。这类情况主要是由于在对绝缘拉杆进行加工时，尤其是绝缘拉杆两端的豁口，很容易在车铣的过程中造成损伤，进而出现细小的裂纹，如果没有被工作人员及时发现，将会绝缘拉杆的性能产生影响，进而导致550kV GIS隔离开关绝缘拉杆在运行的过程中产生故障。另一方面，绝缘拉杆还会在装配的过程中产生机械损伤。这主要是由于在对绝缘拉杆、触头座以及端盖连轴进行安装时，缺乏相应的安装标准，导致无法保证绝缘拉杆装配的可靠性。而且绝缘拉杆在装配的过程中，很容易发生碰撞，导致绝缘拉杆产生机械损伤，进而在后续的运行过程中产生故障^[2]。

4优化550kV GIS隔离开关绝缘拉杆的有效对策

绝缘拉杆质量不合格，以及装配工作不规范，是造成550kV GIS隔离开关绝缘拉杆产生故障的主要原因。因此，为了保障550kV GIS隔离开关绝缘拉杆运行的稳定性，在实际的工作过程中，必须要严格按照标准来进行。

首先，就是要对绝缘拉杆进行严格的入场检验，确保绝缘拉杆的质量，并且在装配之前按照标准进行绝缘试验。例如：某变电站在对550kV GIS隔离开关绝缘拉杆进行更换时，按照标准在更换之前对绝缘拉杆进行了单独的绝缘试验，让绝缘拉杆在740千伏的电压下，保持3分钟的工频耐压试验，在整个的试验过程中出现了多次绝缘拉杆闪络的问题。一般情况下，由于绝缘拉杆表面不够清洁，或是试验误差，将会导致绝缘拉杆出现闪络的问题，但如果在整个试验过程中出现3次以上的闪络现象，则意味着绝缘拉杆的质量存在着问题。基于此，可以明确在装配工作开展之前对绝缘拉杆进行绝缘试验的重要性，及时找出存在问题的绝缘拉杆并剔除，可以更好地防止550kV GIS隔离开关绝缘拉杆在后续的运行过程中产生故障。其次，必须要保证绝缘拉杆装配工作的规范性，在对绝缘拉杆进行装配时，需要工作人员拖住绝缘拉杆，保证绝缘拉杆的稳定性，然后再让绝缘拉杆豁口与连接部件的凸筋对齐，慢慢地完成装配工作^[3]。

结论：综上所述，导致550kV GIS隔离开关绝缘拉杆产生故障的主要原因，包括绝缘拉杆质量不过关、装配不合格、管理工作不到位以及工作环境较差等因素。基于此，需要对550kV GIS隔离开关绝缘拉杆的质量进行严格把控，为其提供良好的工作环境，并加强管理和维护工作，确保绝缘拉杆在实际工作中的稳定性。

参考文献：

1. 刘芹,程建伟,纪哲夫.550kV GIS隔离开关绝缘拉杆故障原因分析与应对措施[J].广西电力,2019,42(03):45-50+61.

2. 邓建青,白晓萍,邱吉庆,等.GIS隔离开关用绝缘拉杆的放电研究分析及防范措施[J].高压电器,2019.

3. 赵琳,叶丽雅,杨勇,等.550kV GIS隔离开关操作引起特快速瞬态过电压仿真研究[J].浙江电力,2018,037(012):86-92.