GIS（Gas Insulated Switchgear）气体绝缘组合开关设备就是将变电站中除变压器外的所有电气设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器等等，密封于以SF6气体作为绝缘介质、以环氧树脂绝缘体作支撑和隔板的接地金属外壳内。由于其占地少、运行可靠性高、不受环境影响等优点，近年来在新建变电站中被大量采用。

由于设备制造缺陷、安装工艺等原因，GIS设备发生故障的事件也时有发生]，并且由于GIS设备所有元件均处于密闭金属壳体内，运行人员无法直接观察设备运行状态，导致无法准确定位故障点，给电网调度事故处理带来很大难度。随着GIS设备在电网中的比重逐年增加，出现事故的几率也越来越大，将对电网调度运行带来较大影响。

1 220kV母线故障的事故处理

对于电网调度人员，事故处理的基本要求是准确性和及时性，并坚持保人身、保电网、保设备的基本原则。通常的事故处理分为三个阶段：

第一阶段：采取各种手段保持无故障系统及设备的正常运行，消除设备过载，抑制事故发展和扩大，调整电网潮流及电压、频率参数，使电网具备承受再次故障冲击的能力。

第二阶段：通过保护动作情况以及其他事故现象尽快查找并隔离故障点。

第二阶段：选取最佳恢复策略，尽快恢复网架结构，尽可能保持对用户的连续供电。

母线故障是较严重的电网故障，涉及多个元件跳闸，对电网的影响较大，事故后的恢复操作也比较复杂。目前我国220kV变电站主要为双母线接线方式，本文也主要对该接线方式的母线事故进行分析。

对于双母线接线常规变电站的单母线失压事故，在经历事故初期的电网调整，保持无故障系统及设备的正常运行后，一般都能在故障设备区找到事故痕迹，如瓷瓶闪络痕迹、飘浮物放电等，并判断失压母线是否可以试送电。

若能试送电则可进行恢复送电操作，只需将跳闸开关按一定顺序合上即可；若不具备试送条件，在用隔离开关对故障点实施隔离后，可将跳闸元件直接倒至正常母线恢复运行，即先拉开失压母线侧母刀闸，再推上正常母线侧母刀闸，然后合上开关恢复送电。

对于双母线接线GIS变电站的单母线失压事故，在完成第一阶段的事故处理后，由于GIS母线处于密闭金属壳体内，无法观察设备运行情况，难以准确找到故障位置并进行有效隔离，从而给后续的事故处理带来困难。若处理不当还可能造成另一段母线失压而导致事故扩大。

由于GIS变电站无法直接观察设备状况，发生事故后只能通过继电保护动作情况初步判断故障范围。图1为双母线接线220kVGIS变电站一次主接线示意图，GIS设备一般在开关两侧均装有CT，近母线侧CT为线路或主变保护用，远母线侧CT为母差保护用，保护之间有重叠区域，可以避免出现死区。

图1 220kVGIS变电站一次主接线示意图

如图所示，Ⅰ区内发生故障仅线路（主变）保护动作，Ⅱ区内发生故障母差保护、线路（主变）保护均动作，Ⅲ区内发生故障仅母差保护动作。本文只讨论Ⅱ区、Ⅲ区内故障。

若事故时母差保护、线路（主变）保护均动作，此时根据保护动作情况仅能判断故障在Ⅱ区内，即某间隔内两个CT之间。此时故障点范围较小，相对容易处理。可立即将该间隔开关两侧刀闸拉开以隔离故障点，然后对失压母线进行试送，试送成功后即可恢复各跳闸元件。

若事故时仅有某段母线母差保护动作，此时根据保护动作情况仅能判断故障在Ⅲ区内。存在两种可能：一种可能是故障点在该段母线及其连接线上，另一种可能是故障点在某间隔两个母刀闸公共部分，如图中的a点。

如果是第一种情况，则可直接将跳闸元件倒至正常母线送电。如果是第二种情况，若故障在a点，若试图将线路1倒至正常母线送电，会导致将正常母线通过刀闸合到故障点上使正常母线失压，从而导致事故扩大。由于无法确定故障点的确切位置，为了避免新的故障冲击和事故扩大，既不能对失压母线送电，又不能直接将跳闸元件倒至正常母线。

通常若跳闸元件停运对电网运行的影响在可以接受的范围内，不急于送电，可待对各气室气体取样分析缩小故障点范围后再安排送电方案。

若跳闸元件停运对电网安全影响较大，需要立即送电，应先将该元件母线侧刀闸拉开，用对侧电源对母刀闸公共部分进行试充电，试充电时须有可靠速断保护，对于线路间隔可利用线路对侧的距离Ⅱ段手合加速保护，对于主变间隔应将相应后备段保护改短延时后进行试充电。充电成功后方可推上将该元件的正常母线侧母刀闸，将该元件倒至正常母线送电。

2 典型案例分析

2009年8月29日02时00分，河南电网郑东新区康盛热电厂升压站（GIS设备，双母线布置，ZF11-252(L)型，平高集团2006年6月出厂安装）220千伏北母失压，双套母差保护正确动作，选相C相，造成康220开关、Ⅱ康滨线、康高备变跳闸。因事故前康盛电厂两台机组均在检修状态，事故对电网影响不大。

事故后立即将厂用电倒至备用电源带，后运行人员发现母联北刀闸气室补气报警发，就地检查SF6气体压力由0.45MPa下降至0.2MPa，并在几分钟后下降至零，初步确定故障在此气室内。因事故后跳闸元件影响较小，为确保安全，未进行倒母线对Ⅱ康滨线、康高备变进行送电。

后将康220kV升压站全停转检修，经厂家解体设备检查发现，康220北刀闸与CT之间的C相绝缘隔板垫子有明显放电痕迹，检修处理完毕并经耐压试验合格后恢复送电。

2010年7月18日19时54分，河南电网洛阳地区220kV铁门变东母失压，母差保护动作，选相AB相，事故造成铁220开关、Ⅰ砥铁-2开关、Ⅰ顺铁-2开关、牡铁-2开关、铁223开关跳闸。19日01时，运行人员检查发现Ⅰ砥铁-2、Ⅱ顺铁-2间隔之间母线段外壳上有拳头大掉漆。

由于Ⅰ顺铁线、牡铁线、铁#3主变的停运对洛阳地区电网影响较大，若不及时加入运行将导致减供负荷和电网结构薄弱，根据运行人员的发现可判断故障点在母线段上的可能较大，于是对上述三个元件采用上文所分析的方法对各间隔母刀闸公共部分试充电正常后将三个元件倒至220kV西母加入运行，使事故的影响降到最低。

后将铁门变220kVGIS东母线转检修，解体设备检查发现220kVGIS东母线GM13气室段A、B两相静触头与导体接触处烧损， GM13气室与GM14气室之间盆式绝缘子有烧痕，其他间隔气室设备正常。至7月25日抢修工作结束全部恢复送电。

3 结论及建议

由于GIS设备与室外设备的运行特点有较大差异，事故情况下无法直观、快速查找出故障点，传统的母线事故处理方法对GIS设备不完全适用，甚至有可能造成事故扩大。根据本文的分析，对于220kV双母线接线方式GIS母线故障的事故处理主要结论如下：

1） GIS母线故障一般为永久性故障，若事故时仅有母差保护动作，一般不考虑对失压母线进行试送电（充电到故障点上对电网冲击太大且可能进一步损坏设备）；

2）母线失压后应尽快通过各种直接或间接的手段查找或排除故障点，为后续事故处理提供参考；

3） 若母线失压后某跳闸元件对网架结构影响较大，必须尽快恢复运行，可将该元件倒至正常母线恢复送电。但需用外部电源对该元件间隔母刀闸公共部分进行试充电，确认该元件间隔母刀闸公共部分无故障后方可进行倒母线操作。

鉴于GIS设备的特点及其对事故处理的影响，建议今后对于重要GIS变电站应研究配备设备在线监测系统，对GIS气室内气体参数以及内部设备情况进行在线监测分析，目前已有相关的研究和应用[3] [4]。这样在正常运行情况下可以提早发现和处理缺陷，在事故情况下可以迅速确定故障点，加快事故处理和恢复进程。

目前，河南省电力公司已针对本文所分析的情况出台了相关运行规定，并在调度规程修编中补充相应条款。

（编自《电气技术》，作者为陈楷、王卉。）