GIS刀闸分合闸不到位原因及案例分析

GIS刀闸分合闸不到位原因及案例分析

摘要：针对GIS刀闸分合闸不到位的常见故障分析其在电网运行中的安全隐患，并对故障常见原因进行总结和分析。并以某220kV变电站一起GIS刀闸分合闸不到位的缺陷为例，介绍了缺陷排查过程和消缺方法，对缺陷原因进行简要分析，并提出整改及防范措施。

关键词：GIS；刀闸；隔离开关；分合闸不到位；缺陷分析

0前言

近年来，随着电网规模的不断扩大以及城市中心区用地紧张，供电负荷快速增长与变电站建设征地难的矛盾日益凸显。而气体全封闭组合电器GIS（Gas Insulated Switchgear，GIS）具有结构紧凑、占地面积小、受外界环境影响小、故障率低等特点，在现代电网建设中被广泛采用[1-3]。在实际运行中，由于GIS全封闭的结构特点，其内部刀闸可能发生分合闸不到位的情况而未能及时发现，由此会造成严重的电网运行安全隐患[4]。如2004年某变电站在进行220kV母线刀闸操作时，由于某条线路的其中一把母线刀闸的机构传动阻力增大，导致该把刀闸合闸不到位，同时拉开另一把母线刀闸，造成带负荷拉刀闸的情况，最终导致该站220kV母线全部失压。因此，对各类GIS刀闸分合闸不到位的现象进行总结以及原因分析，对于及时发现和处理刀闸分合闸不到位的缺陷具有重要意义。

1 GIS刀闸分合闸不到位原因分析

GIS隔离开关的故障主要分为绝缘故障、传动机构故障、操作机构及二次回路故障，通常机械方面的故障表现为拒分、拒合、误动、分合闸不到位等，其中拒分是发生频率最高的故障之一[5]。然而刀闸分合闸不到位会对电网运行造成严重的安全隐患，近年来该类缺陷越来越受到关注[6]。在GIS内部，刀闸分合闸是否到位往往难以准确判断，而后台监控对刀闸分合闸操作完成时的发信有时并不可靠，即有可能出现在刀闸分合并未到位的情况下二次回路已经发信，因此后台监控信号也无法成为刀闸分合闸到位的依据。

造成GIS刀闸分合闸不到位的原因有很多，大部分原因可归结为机械问题。在正常情况下，隔离开关分合闸到位是一个受力平衡和能量平衡的状态，即由回路得电、电机做功、传动至刀闸机构进行动作，到回路断电、电机停止、机构在惯性作用和机械阻力以及缓冲装置等阻力作用下走完剩余行程，刚好到达分合闸到位的位置。在这种情况下刀闸分合闸的操作功与阻力功是相匹配的。然而随着长时间运行和操作，由于机械部位磨损、机械阻力、部件卡涩、缓冲装置失效等原因，机构的分合闸操作功不足以抵消在刀闸完整行程中的阻力功，可能会导致GIS刀闸出现分合闸不到位的情况，即处于半分合位置。另外，由于控制回路异常，造成电机动作或结束时机不正确，导致刀闸行程过程中操作功与阻力功的不匹配，也是可能造成刀闸分合闸不到位的原因。

2 GIS刀闸分合闸不到位案例分析

以某220kV变电站发生的一起GIS刀闸分合闸不到位的实际案例为例，通过全面介绍该案例中的缺陷情况、排查经过、缺陷处理和总结分析等过程，分析了一种由控制回路异常造成的刀闸分合闸不到位的情况，并提出相应整改和防范措施。

（1）设备缺陷情况

在配合某220kV变电站110kV GIS倒母操作过程中，检修人员发现某110kV 线路一把母线侧刀闸出现合闸不到位情况。现场对刀闸机构进行详细检查，缓冲