处理GIS设备故障引起母线失压的事故分析

处理GIS设备故障引起母线失压的事故分析

某电厂220kV开关站采用SF6封闭式组合电器(简称GIS)，它将一座变电站中除变压器以外的一次设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等，经优化设计有机地组合成一个整体。它具有小型化、安全性能好、可靠性高等诸多优点，所以现在新型变电站、电厂采用较多，但如果检修时考虑不周全，也可能出现事故。下面就是在检修一电流互感器时发生的母线刀闸对外壳放电导致母线失压的事故，此事故与GIS的内部结构有关，属于一种典型事故，可供有GIS设备的厂站借鉴。 1 事故经过

2004-12-03,4号机组开机并网后，报“4号发变组差动回路异常”，经运行检修多方排查，初步判断原因为4号发变组差动电流互感器4BA6 B相内部断线，发变组单元接线如图1所示。

12月6日对电流互感器4BA6 B相进行检查处理，票中的安全措施有断开204开关，拉开204C刀闸、204D刀闸，合204D 0 地刀等。 12月7日，检修持票将该间隔4BA6 B相气室内SF6气体抽至零表压后 (该气室内还有1个大气压的SF6气体 )，打开B相气室端盖，对断线进行处理后回装好端盖，在对气室抽真空时，报“220kV D母线复合电压动作”，“220kV D母线保护动作”，联接于D母线上的所有电气元件全部跳闸，D母线失压。

事故后立即停止4BA6断线处理作业面相应的工作，组织保护人员对D母线保护装置进行全面检查，经检查保护装置未见异常，保护动作正确，排除D母线保护误动的可能。同时，D母线转检修，组织人员对D母线保护范围内的所有设备外观、绝缘等进行检查试验，当打开204D刀闸的观察孔时，发现204D刀闸B相静触头屏蔽罩已击穿，其他地方未见异常，确定D母线保护动作的原因：220kV 204D刀闸B相静触头对设备外壳放电。 2 事故原因分析

(1)从图2可以看出，间隔内的SF6气体用盆式绝缘子分隔成不同的气室，电流互感器 4BA6、204D刀闸同处一个气室，204D刀闸的静触头直接连在D母线上，带有220kV电压。为了处理电流互感器4BA6 B相断线故障，必须抽出该气室的SF6气体开盖进行，处理过程中该气室一直保持 1个大气压的SF6气体 (即零表压的SF6气体 )，经厂家出厂前试验，此种情况可以耐受额定电压，因此204D刀闸静触头没有对外壳放电。故障处理完后回充SF6前，必须对该气室进行抽真空，抽真空的过程中绝缘强度不断降低，降至击穿强度时，204D刀闸静触头对外壳放电，造成触头屏蔽罩击穿，D母线失压，这是事故的直接原因。

(2) 检查处理断线故障前，检修人员对GIS开关站设备性能掌握不全面，特别是GIS各气室间隔位置不清楚，在制定安全技术措施时考虑不周全，没有将与之相连的D母线停电，是导致本次事件发生的主要原因。

(3) 厂内的技术管理不到位，至事故发生前GIS开关站各间隔气室位置图还没有整理成册，很多人还不知道GIS开关站各间隔气室的具体情况，是导致本次事件发生的一个重要原因，如果运行人员对GIS开关站各间隔气室位置图清楚，可能就不会许可此项工作。 (4) 厂内的安全管理不到位，对重大设备缺陷

的处理，在开工前没有组织各相关部门人员召开安全技术分析会，制定行之有效的安全技术措施，也是导致本次事件发生的一个重要原因。 3 暴露的问题

(1) 设备制造安装存在一定质量问题，类似的问题在2002年也发生过，当时2号发变组母线保护用电流互感器2BA5的B相断线(二次线圈引线与接线装置的线鼻子发生脱落)，后在制造厂技术人员的指导下处理正常。

(2) 对GIS设备检修经验不足，处理4BA6断线故障时，回收SF 6 气体至零表压，没有考虑到 SF 6 在开盖后逃逸造成绝缘强度降低，同一气室内的 204D刀闸静触头闪络危及人员和设备安全问题。 (3) 个人防护不到位，打开SF 6 气室端盖处理故障时，没有考虑气室内残留的 SF 6 气体对人体的毒害及气体中的少量氢氟酸和其他低氧化物对人体皮肤的刺激。 4 防止事故的措施和对策

(1) 请制造厂有关人员或专家到现场对GIS使用维护等进行讲授指导，使全厂进一步熟悉GIS设备内部结构，掌握设备的性能和设备的操作维护，避免类似事故重复发生。

(2) 加强技术管理工作，进一步修编和完善机电设备检修维护规程及其他设备检修维护规程，绘制GIS各间隔气室平面布置图，完善厂内相关图册。

(3) 加强安全管理，对重大缺陷的处理，在开工前一定要组织各相关部门人员召开安全技术分析会，制定出行之有效的安全技术措施和实施方案，特别是工作过程中预知的危险因素，必须在工作之前制定完善的危险点控制措施，然后再按制定的方案措施组织施工，确保安全生产。

(4) 强化职工的安全理念，牢固树立“安全第一”的思想，深入学习安全规程和设备检修规程等规程规范并严格执行，使职工的工作规范化、制度化，消除工作中人的不安全行为和物的不安全状态，保证正常的安全生产。

(5) 对于设备制造安装存在的质量问题，利用电厂一年一度的小修机会，按间隔对GIS进行检查性检修，排除设备制造安装过程中因质量问题带来的不安全因素。

(6) 在GIS设备检修时，如果需要打开SF6气室端盖，必须严格按规程回收SF6气体，排空气室内残留的 SF6气体，并用氮气进行至少2次的冲洗，方可进行作业。作业过程中，还必须保证GIS设备室内的通风装置投运，以保证工作区间空气中氧气的体积分数大于18%，SF6气体的体积分数不超过0.1%。如果因回收SF6气体可能危及到其他设备的运行，其相应设备也必须停电。本案例中处理 4BA6断线，排空SF6气体必将使处于同一气室内的 204D刀闸静触头出现闪络，所以与204D刀闸相连的220kV D母线也必须停电

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