兰州东变电站750kV GIS母线筒缺陷原因分析

1、兰州东变电站750kV GIS母线筒缺陷原因分析李海波，万荣兴，方 勇西北电网有限公司兰州输变电运行公司，兰州 730050The defect analysis of the 750kV GIS busbar tube of the Lanzhoudong Substation Li Hai-bo ，Wan Rong-xing, Fang yongNorthwest Lanzhou Operation company, Lanzhou 730050.ABSTRACT: Lanzhoudong Substation 750kV change a selection of GIS equipme

2、nt, products, currently the I paragraph 750kV busbar for domestic GIS devices to run up the closed bus, install a number of bus after the end of tube connection, such as surface leakage fault. In this paper, running from the transformer point of view, the cause of the failure analysis and problems f

3、or the transformation of the corresponding recommendations.KEY WORD: 750kV GIS busbar tube; anchors ; bellows; Failure analysis摘要：兰州东变电站750kV一次设备选用GIS产品，目前其I段母线为国内750kV运行GIS设备中最长的封闭母线，安装结束后多次发生母线筒连接面漏气等缺陷。本文从变电运行角度出发，对缺陷原因进行分析，并针对存在问题提出了相应的改造建议。关键词：750kV GIS母线筒；固定支架；温补伸缩节；缺陷分析 二级标题0引言兰州东变750kV一次设备选用

4、GIS产品，接线方式为3/2接线，整体布置选用简化一字形布置（直列式布置）方案。截止目前，I段母线长度为国内750kV最长GIS封闭母线。GIS母线筒自2008年7-8月安装完毕后，多次发生连接面漏气、内部盆子及支柱绝缘子损坏、盆子防水胶开裂等缺陷，存在安全隐患。因此，研究和分析缺陷原因，提出解决办法成为保证设备安全运行的当务之急。1兰州东变母线筒设计概述兰州东变I段母线筒总长约255米，设有12组温补伸缩节，固定支撑点13个，可动支撑点24个。固定支撑点中，有11个为固定支架，有2个为垂直母线筒底座与地基相连；II母线筒总长131.98米，设有6组温补伸缩节，19个支撑点，其中固定支撑点7个

5、，可动支撑点12个。固定支撑点中，有5个为固定支架，有2个为垂直母线筒底座与地基相连。在该布置方案中，母线筒较长，为了消除热胀冷缩对母线筒造成的影响，在母线筒上间隔20米左右设置了一组温补伸缩节，同时在伸缩节两侧设置了固定支架，这样就将长母线筒划分为若干个相对独立的母线筒段（由固定支架划分开，一个单元由两个固定支架、一段母线筒、一个温补伸缩节组成）1。母线筒布置见图1。图1 母线筒布置方案图在支架设计上，支架主要承受的载荷为母线筒重力、伸缩节推力、风压作用力（由于作用较小，可以忽略不计）。当固定支架处于完全固定的理想状态，伸缩节推力主要有位移力、端盖力变化值组成。位移力为母线筒随温度变化伸缩节

6、产生形变，会产生一定的推力；端盖力变化主要为温度变化时，母线筒气压变化对母线筒端盖力产生变化，大小等于20时的端盖力与实际温度下端盖力的差，方向与位移力相同2。2母线筒缺陷经过概述母线筒安装完毕后，连续发生漏气、盆子及绝缘子破裂、盆子防水胶开裂等缺陷，现将缺陷情况汇总如下：缺陷1、2008年11月26日，在环境温度突降的气象条件下，750kV GIS母B相B18支柱处母线筒盆式绝缘子和罐体法兰对接处发现明显漏气点。缺陷2、2008年12月4日，750kV GIS母B、C相西侧端头垂直母线筒下法兰处听到明显漏气声并发现明显漏气点。缺陷3、2008年12月10日，750kV母B相西侧端头垂直母线筒

7、下法兰处发现明显漏气点。缺陷4、2008年12月31日，进行750kV GIS母母线耐压试验。B相母线在试验电压570kV进行1分钟时发生放电，经过开罐检查，母线筒单元1232-1236气室内发现紧邻温补伸缩节的一个母线筒支持绝缘子破裂并放电击穿。缺陷5、2009年1月14日，750kV GIS II母B相母线筒2213单元盆子出现裂纹。缺陷6、2009年1月16日，在进行750kV GIS母B相B19-B20支柱间温度补偿器调整时，母B相避雷器与主母线筒连接垂直母线筒下法兰面发生SF6气体泄漏。缺陷7、2009年3月16日，750KV GIS II母C相避雷器垂直母线筒下法兰面靠西侧漏气。缺

8、陷8、2009年4月8日，竣工验收中发现750kV GIS I、II母西端垂直段与7117、7217刀闸连接的水平母线筒盆子两侧防水胶均有明显裂缝。且I母B相盆子固定螺栓均有明显的位移痕迹，方向为逆时针方向（面向盆子北侧）。3母线筒各类缺陷原因分析根据运行观测结果，以及对上述存在缺陷进行初步分析，认为主要原因归结于母线筒温补伸缩节及固定支撑两方面。温补伸缩节出现的问题分为两类，包括伸缩节预压力调整不当和现场调整方法不正确；固定支撑出现的问题也分为两类，包括固定支架强度不足和固定垂直母线筒强度设计不足。现将分析情况汇总如下：分析缺陷1：当气温骤变时，I母母线筒B相B18支柱处盆式绝缘子出现漏气，

9、随后制造厂技术人员对母三相12组温补伸缩节的标尺尺寸进行了检查。现场安装人员反馈，此母线筒是在7-8月份进行安装的，当时壳体的温度可达40，安装时，温补伸缩节的调整长度为10421045mm，但从以上测量结果来看，温补伸缩节长度变化较小，未完全起到在此时降温条件下的补偿作用。对漏气母线筒进行受力分析，根据报告的计算结果可知，调整前伸缩节碟簧组预压力为44.56T，比20时的计算值偏差了27.76T，造成母线筒中存在较大的内力，导致伸缩节未发挥补偿作用，造成盆子漏气。后制造厂对I、II母所有温补伸缩节碟簧释放了35mm左右。分析缺陷4、缺陷6：现场安装人员在处理缺陷过程中，进行该段母线筒气室回收

10、气体时，伸缩节碟簧筒的锁紧螺母没有拧紧，当母线筒回收完气体，由于内压的失去，伸缩节的压力失去平衡，在碟簧预压力的作用下，碟簧缩短并带动两端母线筒向中间移动，当伸缩节缩短量大于40mm时（伸缩节内导体两端的间隙为40mm），导体顶到伸缩节两侧的支持绝缘子上，导致绝缘子产生破坏性裂纹。分析缺陷7：在进行750kV GIS母B相B18-B19支柱间温补伸缩节调整时，母B相避雷器与主母线筒连接垂直母线筒下法兰面发生SF6气体泄漏缺陷。在避雷器与B18支柱间，设计B17固定支柱，按照设计原理，此处母线筒在调整伸缩节时不应产生位移影响到避雷器法兰面漏气，但在调整过程中却发生了漏气缺陷，证明固定支柱随母线筒

11、也产生了倾斜。2009年4月11日，运行人员对I母A相固定支柱及垂直母线筒的垂直度进行了测量，此次测量在温补伸缩节调整后进行，环境温度为28。测试结果表明，所有固定支柱均有不同程度的倾斜。（1）通过固定支架垂直度测试结果分析分析缺陷2、3、8、9：在母线筒设计中，垂直母线筒起固定支撑作用共有2处，分别为母线筒两个端头。根据表1测试结果，绘制出图2曲线。图4 I母A相固定支架位移测试曲线图曲线数据显示，母线筒东侧垂直段处垂直度偏差为30mm，西侧垂直段处偏差为34mm，偏差较大，表明温补伸缩节在温度变化时，由于垂直母线筒强度不足，造成温补伸缩节起不到相应的补偿作用；其余固定支架垂直度偏差较小，表

12、明温补伸缩节在发生温度变化时，起到了一定的作用。（2）通过温补伸缩节变化数据分析将整条母线筒作为研究对象较为复杂，针对缺陷发生现象，取2段具有代表性的母线筒单元进行研究，分析受力情况，提出应对措施。通过1-4月份运行人员抄录温补伸缩节位移变化，取A1-A2支柱、A18-A19支柱间伸缩节位移量进行研究，其中A1-A2支柱间伸缩节为西侧母线垂直段处，A18-A19支柱间伸缩节位于I母线A相中段。根据温补伸缩节标尺数据记录，绘制出1-4月A1-A2,A18-A19支柱间伸缩节位移量变化趋势图，可以明显看出当温度变化1-15左右时，A1-A2支柱间伸缩节位移量变化很小，A18-A19支柱间伸缩节位移

13、量变化较为明显。表明A1-A2支柱间伸缩节随着温度变化，补偿效果不明显，主要原因为西侧垂直母线筒强度不足，产生较大的轴向位移；A18-A19固定支架间温补伸缩节经过调整后，随温度变化，补偿效果较为明显。4结论按照上述缺陷原因分析，兰州东变GIS母线筒缺陷主要是固定支架设计及温补伸缩节安装调整存在问题，为了消除运行设备存在的隐患，提出以下几点建议：（1）针对母线两端垂直母线筒强度不足的情况，需制造厂设计部门重新核算垂直母线筒强度，必要时增设高刚度的固定支架，以便有效限制母线筒两端因温度变化引起的轴向位移，从而完全避免母线筒漏气缺陷的发生。（2）针对固定支架垂直度测试结果均有倾斜情况，需制造厂设计部门重新核算固定支架强度，重点对支架上部与母线筒连接螺栓、支