GIS断路器就地合闸引发越级跳闸的事故分析

GIS断路器就地合闸引发越级跳闸的事故分析

徐文虎

（国网江苏省电力公司检修分公司南京运维分部）

摘要：按照绝缘结构划分，高压组合电器分为敞开式和全封闭式的两种。全封闭式组合电器（gasinsulatedsubstation）是由断路器、母线避雷器、电流互感器等8种高压电器，按照正确的接线要求组装而成的高压配电设备，简称GIS。作为电气发展的重要工具，全封闭式组合电器，尤其是20世纪60年代后出现的SF6全封闭组合电器，具有占地面积小、安全隐患小、可靠性高等优点，是电力系统现阶段不能离开的高效能电力设备。本文以一起全封闭式组合电器就地合闸而引起的越级跳闸事故为范例，具体分析其原因，并提出相关的改进措施与完善方案，供相关工作人员和理论学习者参考。

关键词：全封闭组合电器；变电运行；越级跳闸；二次回路

18世纪60年代，人类进入了第一次工业革命，生产力发生巨大变化，进入了蒸汽时代。一百多年后，第二次工业革命到来，生产力又一次出现巨大飞跃，人类由此进入了电气时代。我们使用的电灯电话即是电力所产生的工具。汽车和飞机的出现即是第二次工业革命的重大成果，这些重大成果的出现都离不开电力系统。因此电力系统的发展是推进人类还会进步的重大动力。随着电力系统发展进步所产生的全封闭式组合电器更是人类电力工具不可或缺的重要组成部分。作为一种全新的电力设备，全封闭式组合电器具有很多优点，例如体积小、重量轻、开合容量大、安全性能高等，因此被应用在各大电气设备中。然而在GIS断路器的应用过程中却经常发生越级跳闸的事故以及二次回路等情况，这个对变电站设备来说是具有很大危险性和破坏性，严重的可能导致整个变电站陷入瘫痪，更有甚者造成人员伤亡等。因此本文主要针对某城镇220KV变电站的110KVGIS断路器就地合闸引发的越级跳闸事故作出必要的研究分析，找出设备中存在的设计缺陷以及维护管理中的不周到问题，以期研究出可行的整改方案，力争减小电力设备的损失和增加相关工作人员的工作安全性。

一、GIS断路器越级跳闸事故重要性

随着我国社会主义建设事业步入全新的社会发展时期，在这一时期内，我国的社会发展需求将会更大，社会的工业现代化程度将会进一步提高，国民人均GDP也将会更加的高，在这样的基础上全封闭式组合电器故障处理技术就显得更加的重要了。现在无论是在电力系统上GIS断路器的大量应用还是农业自动化过程中GIS断路器的使用，又或者是在军工业上武器制造上的GIS断路器的普及，都可以看出来GIS断路器在我们的生活中发挥着越来越重要的作用，成为我们生活中无可替代的一部分。而今GIS断路器作为最先进的电力系统应用设备之一，具备高度自动化和智能化的特点，可是在电力系统中GIS断路器在应用的时候会经常发生就地合闸引发越级跳闸的事故，这种事故的发生对于整个变电站的电路有十分的严重的损害，导致其他变压设备的故障，引发更严重的事故发生，因此对于GIS断路器越级跳闸的事故要做好完善的整改措施，减少事故发生的概率，保证电力系统稳定持续的运行。

二、事故发生环境描述

某城镇22KV变电站的110KVGIS在一般情况下，通过主控制室的后台遥控器可以控制GIS汇控柜相关操作。事故发生过程：2017年6月30日09时02分，天气晴朗。GIS故障线路跳闸，重合失败。10时32分，经过多次操作无效后，113开关设备转入检修。14时30分，故障线路检修工作完毕，准备线路继续送电。但是在送电过程中，后台突然死机，值班员将汇控柜上的“远方/就地切换”开关切换到“就地”位置，导致主变中后备跳开1号主变，引起甲段母线失压，造成部分对外停电，没有造成人员伤亡和财产损失等不良社会影响。

三、事故发生原因解析

很多地区规定GIS断路设备可以通过后台遥控操作，禁止在汇控柜实地操控。GIS在正常运行时，允许主控室进行操作，但在非正常情况下，应先考虑到生命的安全性问题，再查明原因、修理维护。当GIS开关切换到“就地”的时候，遥控连接就会断开，无法操作分、合闸功能，与此同时，保护跳闸回路也断开了。此时如果发生线路故障问题，断路器就不动了，致使变压器产生后备保护行为，越级跳闸。在这次事故经过中，值班人员在变电站后台司机的情况下，擅自到汇控柜进行就地操作，将“远方/就地切换”调到“就地”的位置，跳闸回路无法进行，主变后备产生保护动作，跳开主变断路器，导致甲母线失压，造成此次电力事故。

四、整改措施以及维护方案

4.1分析控制回路

在遇到GIS断路器越级跳闸事故的情况的时候，操作人员一定要谨记不可随意的进行拆卸，以免故障位置发生改变，问题损坏更加严重。正确的步骤应该是首先对故障进行必要的分析，对故障有一个初步清晰的判断，当面对故障断路器的时候，首先要初步了解的使用情况和发生的异状，对这些的了解可以增加对故障的分析判断。另外在实际动手拆卸之前，还需要对电路回路的内部构造有一定的了解，只有在科学合理的拆卸步骤下才能保证整个断路器故障处理的有效性，保证整个维护过程的成功。借助电路内部原理图纸和可能故障点的分析，可以增加对越级跳闸故障诊断的成功率。

4.2故障检测方案

故障的检查方法有很多，其中使用较多的是直观检测法、电压电流检查法、比较法。所谓直观尖刺法，主要是用来检测外观部件的故障，对于断路器外观上明显的问题可以很快的作出判断，进而进行故障处理。电压电流法主要是用于检测断路器内部很多肉眼不可见的故障，通过对某一零件两端的电压或者电流大小的检测，进而判断该零件是开路或者是短路，从而确认故障的发生位置，进而采取替换或者维修的办法进行处理。比较法主要是用于故障位置较难判断的断路器越级跳闸故障。这些断路器的故障通过直观检测法和电压电流法都不能很好判断的时候，可以通过一个良好的断路器和故障断路器进行比较，通过分析每一部分的差别，来进行故障检查。

4.3故障处理

对于GIS断路器越级跳闸事障的处理大多数情况下，采取的是元器件替换的方法进行维修处理，通过同型号的零部件的更换达到故障处理的结果。对于损坏不严重的元器件也可以采取维修的方式进行处理。对于频繁发生越级跳闸电力线路还需要对线路的检查，对于电力线路设计的合理性进行必要的检测，还需要检测变电站GIS设备的适配度，断路器的跳闸还可能是因为闭锁功能的失效，需要检测闭锁设备的完整性。为了避免GIS断路器汇控柜的操作风险，二次回路的改造需要结合停电检修进行。

五、结语

综合全文观点，通过对这次事故的具体分析研究，我们充分意识到全封闭式组合电器“远方/就地切换”开关在设备中的重要性，通过对后台控制回路的具体分析，发现GIS的设计在控制回路问题时存在一定不足。只有把手动回路和保护回路相分开，才能从设备上彻底根除这一设计上的弱点。另外，对于新的设备，要强烈要求工厂对“远方/就地切换开关”进行加锁处理，并添加防误管理等。此外，对于设备还要加强运维管理，对相关工作人员进行更为紧密的专业培训，从社会管理的方面来减少此类事件的发生。

参考文献

[1]白云庆,王勇.SF_6断路器缺陷例析[J].电工技术,2001(01):11-12.

[2]张志鹏,王维,郭朝云.智能变电站新型断路器转换开关及控制回路设计分析[J].河北电力技术,2015,34(02):20-24.

[3]朱韬析,史志鸿,郭卫明,何杰.断路器操作箱和就地操作机构内合闸回路的配合问题[J].电力系统保护与控制,2010,38(08):115-119.

[4]彭业,马军,欧阳力.保护控制回路与三菱断路器操作机构的配合[J].电力系统保护与控制,2009,37(04):95-100.

[5]江敬周,廖海亮.关于断路器“远方/就地”切换控制回路设计的探讨[J].广西电业,2011(08):82-83.