摘要：针对临沂供电公司的一起GIS 组合电器事故，运用常规与非常规化学、电气试验手段，对GIS SF6 CT 气室中闪络故障前后气体成份及CT 气室内的材料进行排查试验，分析了事故原因，指出事故是由内置式CT 气室内的丁腈橡胶板中的腐蚀性硫与气室内触头等镀银件反应形成硫化银，最终形成导电通道，引起CT 气室闪络击穿。对此类典型故障进行了详细的分析总结，具有典型的指导意义。

0 引言

GIS 组合电器以其结构紧凑、绝缘性能良好、维护量小等优点，在近年城市电网建设中被广泛采用。但GIS 组合电器发生事故时处理难度较大，恢复供电慢[1]，事故处理费用高，为GIS 组合电器的使用带来了隐患。临沂电网2007 年间投产的平顶山高压开关厂生产的LW105—252W 型GIS 设备，于2008 年7 月间1 个间隔的CT 气室出现闪络击穿故障，母差保护动作。事故的过程、现场调查结果、事故原因分析值得重视和借鉴。

1 设备试验及投运情况

1.1 故障前试验情况

2007 年，220 kV 甲变电站(简称甲站)由电建公司完成了全部电压等级GIS 组合电器的安装工作，电建试验所对组合电器的SF6 气体压力、微水量、泄漏量、密度控制器检测合格，电气单元设备试验合格，老练试验、耐压试验执行220 kV 的电器设备标准，其中耐压试验使用电压为395 kV，时间为1 min，各项试验全部通过。甲站2007 年3 月投运。

2008 年3 月11 日(春检)，故障间隔所有气室微水试验数据合格且压力无异常变化。

1.2 故障后试验情况

故障后，经检查各气室SF6 气体压力正常，录波仪记录事故前运行电流80～140 A，故障电流10～13 kA，对检出SO2、H2S 气体的CT 气室解体后发现CT 气室内有大量白色粉末物，靠断路器侧绝缘盆子上附着大量黑色粉末物，电连接变黑，电连接基座有少量金属灼伤痕迹。

(1)SF6 微水测试

故障气室微水严重超标，达800 ppm 。

(2)SF6 气体SO2、H2S 检测故障后对故障间隔用SO2、H2S 进行定量检测,结果两次故障均在检出SO2、H2S 的SF6 CT 气室中，解体后找到故障闪络部位。

(3)CT 气室气体成分组份分析

动态离子分析仪迁移波谱峰值差与样气杂含量及污染等级关系见表1[2]。本次试验采用GAS 动态离子分析仪进行试验，试验果见表2。

表 1 迁移波谱峰值差与样气杂质含量及污染等级关系

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动态离子对SF6 气体杂质总含量及污染情况检测结果表明：

1)1 母线#1#2 气室均无杂质污染;

2)甲乙一线断路器，1 号主变下位 CT，1 号主变断路器气室，丙甲一线断路器低度污染;

3)甲乙一线上位 CT，1 号主变上位CT，丙甲一线下位 CT 气室中度污染;

4)甲乙一线下位 CT(故障后)，丙甲一线上位CT 气室高度污染。解体检修时发现，丙甲一线上位CT 气室(未发生故障)断路器侧绝缘盆子上附着少量黑色粉末物，电连接变黑，该气室已处在将要发生事故的临界状态。

黑色固体粉末成分为Ag2S，故障后黑色固体粉末主要成分为硫化银、碳等。

2 故障原因分析、腐蚀机理与验证

2.1 故障原因分析

平高CT 互感器气室与母线刀闸气室相通(CT 内置)，在该气室内触头、绝缘子、电连接、基座等处均采用镀银工艺(Ag)，其电连接杆采用铝合金材料(AL)，SF6气体中含有元素S。SF6在常温常压下具有高稳定性[3]，只有在有局放、电晕放电、电弧放电等情况下，才可能分解形成化学性质不稳定的具腐蚀性的硫化物，进而最终与SF6气室中镀银件形成硫化银。

常规CT 气室中使用的化工材料如化学脂、漆包线、聚脂薄膜(或绝缘纸)、酚醛层压板等均不应含腐蚀性硫，与平高厂沟通后确认在CT 气室内还使用了2张硫化橡胶板(又名无油橡胶、丁腈橡胶)。最终确定CT 气室中的腐蚀性硫应来自于橡胶板中未胶链好的硫磺。

2.2 腐蚀性硫化银形成机理

CT 气室中主要金属材料除了有镀银件外，还有铝合金导电杆及其他金属成分，当气室中所有镀银层全部被腐蚀并饱和后，其他金属成分会进一步腐蚀。银可与很微量的硫离子或硫化氢气体，发生下列化学反应：

2Ag++S2--Ag2S(黑色产物)

产生灰黑色硫化银，随着反应加剧，硫化银增多增厚，银表面颜色便逐步由白变黄变灰最后变黑。

2.3 机理验证

针对2006-2007 年间投产的平高生产的LW105—252W 同型号GIS 设备，进行监督排查。结果发现220kv220kv 丙站丙午二线下位 CT 气室高度污染，解体检修时发现，其下位 CT 气室(未发生故障)断路器侧绝缘盆子上附着少量黑色粉Ag2S 末物，电连接变黑，该气室已处在将要发生事故的临界状态。

3 结论与建议

220 kV GIS CT 气室在运行1 年后频繁闪络故障是由于使用了丁腈橡胶板而引起。建议使用电工绝缘纸板代替丁腈橡胶板，并对运行设备的CT 气室进行SF6 分解气体产物试验，并对设备检修后运行情况进行跟踪。

(1)带电检测故障气室的SO2,H2S 气体的含量。

(2)在故障气室的SO2,H2S 气体的含量，不严重超标的情况下，带电检测故障气室SF6 气体的污染物含量。

(3)根据以上两项的检测数据分析，可以引进专用气相色谱技术进行进一步故障诊断及处理。SF6 气体设备运行中，由于载流体接触不良、绝缘老化等原因，会出现过热、局部放电等故障。便便携式SF6 专用气相色谱仪可快速、准确、可靠地进行在线气体样品分析，通过检测SF6 分解物总量及SO2、H2S、CO、CO2 、HF 等特征气体含量，判断内部故障的性质及准确的故障定位。

参考文献

[1] 梁之林,时朱大铭, 张英杰, 等. 两起GIS 组合电器事故原因分析及建议[J]. 电力设备, 2007(7)：68-70.

[2] IEC 60480-2004, Guidelines for the Checking and Treatment of Sulfur Hexafluoride (SF6) Taken from Electrical Equipment and Specification for Its Re-use[S].

[3] 张晓星, 姚尧, 唐炬, 等. SF6 放电分解气体组分分析的现状和发展[J]. 高电压技术，2008(4): 37-42，120.

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