变电站ZF10-126kV GIS(户外站)共7个间隔，内桥接线方式，已投入运行。正常运行中发生母差保护动作，距离保护显示故障点在GIS内部。通过阅读故障后综保故障录波图知：故障起始为C相接地短路，B相滞后约2~3ms,A相滞后约20ms持续20ms，故障电流约3700A。

图1 2#主进间隔平面图

故障后检修工区检查实验记录

经了解，故障后供电公司检修工区第一时间赶赴现场进行故障排查工作，后经供电工区现场检查试验排除了中低压系统故障的可能，判定问题为GIS内部原因。

对2#主变间隔套管至主进间隔、二段母线、1822-2隔离、1822开关下口进行相间及对地摇绝缘试验及50kV高压耐压试验均为合格。

厂家检查试验记录

随后我高压技术人员赶到现场，经对怀疑故障段位各气室SF6气体分解物的测试（2#主变间隔刀闸气室SO2指标为58.5ppm,已远远超出不大于2 ppm的经验值，其余气室均不大于1ppm）,判定故障点位于2#主变间隔刀闸气室内。如需进行精确故障点的定位需现场实施2#主变间隔刀闸气室的拆解检查。

随后厂家检查目前2#主进间隔各个开关位置状态为：1882分位，1822-2合位，1822-2KD分位，主进隔离开关合位，1822-BD分位；检查他们的外部位置定位符合操作到位要求。

厂家及检修工区对GIS疑似故障部位进行分解物复测、地租测量、回路电阻测试、微水测试，分解物复测试明确为2#主进间隔刀闸气室组分异常，地租测试无异常，回路电阻测试无异常，微水测试为65ppm正常。

厂家解体检查记录

经对1882-2（属于2#主进隔离气室）解体发现：1822-2KD动、静触头部分烧损，解体时1822-2KD位置为分闸到位位置，拆下后观察动触头导电杆顶端都基本在动触头屏蔽罩下，符合正常分闸时动触头低于屏蔽罩下3~5mm的要求。

观察导电杆动触头烧损位置为顶端下的侧面一区域（面积约为20*30mm左右不等，如图2）大部分烧损区域处于动屏蔽罩的下面，观察静触头烧损位置为屏蔽罩中间圆孔的侧面，而非处于静触头屏蔽罩的顶端面。

图2 故障烧损面及开关故障位置

初步分析

通过对1822-2KD接地开关动静触头的烧损情况及各方面检查了解分析可知：

1、解体位置不是故障时开关实际位置

导电杆动触头大部分烧损区域位置低于动屏蔽罩的下面，说明：解体时的位置不是故障实际发生的开关位置，因为如果在此位置下发生SF6的气体绝缘击穿（1822-2KD动、静触头间65mm的绝缘开距），击穿应发生于动屏蔽罩和静屏蔽罩之间的顶端面，绝不可能烧到屏蔽罩的里面，说明1822-2KD解体时的开关位置（分闸到位位置）不是故障发生时1822-2KD实际处于的位置。

2、 故障时开关应位于即将合闸位置

拔出接地开关动触头导电杆（相当于施与手动合闸动作）观察在导电杆的中部以下部位粘附有牢靠的喷溅物，进一步说明故障时1822-2KD不是处于完全分闸的位置，而是处于即将合闸到位的位置（静侧屏蔽罩烧损位置处于屏蔽罩圆孔的侧面而非顶面也印证了此点）。

如果1822-2KD在合闸到位（完全插入静触头内）则一投运即会引起接地跳闸，另外如动触头距离静触头屏蔽罩相当近则根本无法维持并承受64KV的运行电压而早已击穿（可进行模拟试验验证），如动触头导电杆顶端距离静触头屏蔽罩顶端稍远一些则击穿时应烧损静触头屏蔽罩的顶面而不是侧面。所以说：故障发生时1822-2KD应处于已开始即将插入静屏蔽罩而即将合闸到位的情况。

3.一次本体未发现异常

1822-2KD为外部机械传动，三相联动机构，三相均烧损说明三相是在相同的位置下发生的故障。厂家解体1822-2KD接地开关时检查外部传动连杆各紧固螺钉均已紧固，传动拐臂连接牢靠，解体后通过手动传动动触头发现内拐臂传动良好，解体后观察动触头导电杆的顶端滑痕约30~35mm说明目前装配动触头插入量符合要求不存在合闸后插入量不足的想象。

4、二次回路检查未发现异常

经了解知：该GIS所有接地开关位置变量均未传送至主控室，接地开关也无法实现主控室遥控，只能就地电动或手动操作。

（1） 厂家到现场后观察1822-2KD处于分闸到位情况，咨询检修工区及运行单位均答复事故前后未曾对该1822-2KD进行过任何操作，且承诺已调阅现场视频录像知事故时段无人员出现在该GIS附近，因此无人为误操作的可能，但没有见到实际监控录像资料。

（2） 在现场配合业主对1822-2KD进行了给予电动分合闸指令后（已造成电动机启动）随即人为断开1822-2KD电动机电源的空开然后再恢复1822-2KD电动机电源空开投入，经验证：电动机不存在记忆功能，在动作中途不会继续分合闸，只有再在外部施加合分闸指令后才会继续分合闸操作。说明1822-2KD在没有人从机构箱电机齿轮处施与手动操作的话，如果没有电气信号操作是不会自动分合闸的。

（3） 经现场打开1822-2KD机构箱对本机构箱内及汇控柜内属于1822-2KD的控制回路接线进行压接紧固情况检查，未发现虚接松脱现象。因此应该不存在电气操作过程由于线路虚接而导致的操作不到位，从而导致开关击穿的情况。

（4） 因开关正常分合闸操作，需满足开关联锁条件，哪怕有一个条件不满足，开关是不会执行分合指令的，也就说1822-2KD是在非正常情况下实现的分合闸操作的。

通过以上分析最终可断定：1822-2KD不是在厂家到现场时观察到的分闸到位的情况下发生的故障，而是处于即将合闸或合闸动作过程末端时发生的绝缘击穿，并且是1822-2KD接地刀闸在合闸造成故障后又人为电气分闸。

否则原因说不清，是不明的特小概率事件使1822-2KD电动恢复到了分闸到位的情况，不是由于该接地刀闸设备本体机械的原因，或是电气原因导致自由分合闸，从而导致1822-2KD刀闸出现故障。

故障问题反思

（1）由本次刀闸事故也反映出电站设计的弊端，该站GIS所有接地刀闸位置信号和控制方式均未传送至主控室，后台监控的SOE没有记录，具体刀闸故障时是否进行过分合操作不好确定，难断定是否人为在解除联锁的情况下误分合过刀闸。

由此，也给设计部门提个醒，接地刀闸是只在检修时才能用到，但刀闸位置信号应该采集，以便查看刀闸分合时间和分合次数，从而断定刀闸的使用寿命。

（2）由此接地刀闸的误操作出现的情况，充分说明了GIS金属封闭式组合电器开关的优越性，在高压带电正常工作情况下，接地刀闸故障，只是出现了触头烧损，并无大碍，也说明了GIS产品的质量。

（3）接地刀闸控制回路应独立并增加单独空气开关，这样仅在操作接地开关时将空气开关合上，完成操作后立即将空开拉下，从而避免因意外因素在设备运行过程中接地刀闸误动的情况。

（4）对汇控柜内易动元件如继电器、微动开关等加防护罩，并悬挂告示牌，以防误动和误操作。

（5）也提醒运行维护人员在高压开关操作过程中一定严格按照操作规程，牢记上电和断电操作次序，不要贪图省事盲目操作，一定做到安全第一。

本文编自《电气技术》，标题为“某变电站ZF10-126kV GIS接地开关故障问题分析”，作者为禹化彬、葛见钦。