一、 大型发电机组GIL概述及预维策略
500kV气体绝缘管道母线(Gas Insulated transmission Line)，简称“GIL”，是大型发电机组连接500kV主变和500kV GIS(Gas Insulated Switchgear)开关站间的电气主设备，主要包括筒体、导体、触头、盆式绝缘子等部件，为静态设备，其承担了汽轮发电机组电功率外送以及停机检修期间的厂用电优先电源供给功能。
500kV GIL为CC1设备，其预防性维修分为两类，第一类为外观清洁、紧固，SF6压力/微水/成分检查，周期为4C，包括：清扫外壳，并检查各外露部分腐蚀情况；检查外壳螺栓的紧固及各接地端子的紧固；检查气室气体压力，如必要则补气后需要测量纯度；测量气室微水含量；测量气室气体分解产物（抽检）；进行密度继电器检查试验。第二类为每6个月进行一次在线局放监测。因设备电压等级高，检修要求高。在机组安全稳定运行的前提下，其正常处于运行工况，无纠正性维修实施条件。
二、 GIL局部放电处理过程及类型分析
工作人员巡检发现某机组500kV GIL局放报警，维修人员使用手持设备进行特高频检查，同样发现局放信号。邀请外部专业单位进行复测，判断1号盆和2号盆之间存在局放信号，信号稳定、无放大趋势，同步安排厂家对疑似部位整体形态进行备件生产。厂家进厂进行复测，结果一致。邀请第三家外部单位进行复测，结果一致。电厂决策机组降功率解列，停运主变，开始GIL检修。
局部放电：是由于局部电场畸变、局部场强集中，导致绝缘介质局部范围内的气体放电或击穿造成的。GIL局部放电类型有：
（1）自由颗粒放电：金属颗粒和金属颗粒间的局部放电，金属颗粒和金属部件间的局部放电。特点：放电幅值分布较广，放电时间间隔不稳定，其极性效应不明显，在整个工频周期相位均有放电信号分布。
（2）悬浮电位体放电：松动金属部件产生的局部放电。特点：放电脉冲幅值稳定，且相邻放电时间间隔基本一致。当悬浮金属体不对称时，在工频周期正负半波的检测信号会出现极性差异。
（3）绝缘件内部气隙放电：固体绝缘内部开裂、气隙等缺陷引起的放电。特点：放电次数少，周期重复性低。放电幅值较分散，但放电相位较稳定，无明显极性效应。
（4）绝缘件沿面放电：绝缘表面金属颗粒或绝缘表面脏污导致的局部放电。特点：放电幅值分散性较大，放电时间间隔不稳定，极性效应不明显。
（5）金属尖端放电：处于高电位或低电位的金属毛刺或尖端，由于电场集中，产生的SF6电晕放电。特点：放电次数较多，放电幅值分散性小，时间间隔均匀。放电的极性效应非常明显，通常仅在工频相位的负半周出现。
根据DL/T 1630-2016《气体绝缘金属封闭开关设备局部放电特高频检测技术规范》中的典型图谱比对，本次测得的局放谱图特征符合典型的“悬浮电位体放电”。
三、 GIL局部放电故障点确认及原因分析
电厂工作人员及专家使用不同仪器在1号、2号、3号、4号盆式绝缘子测点处进行离线局放检测，发现4处测点均能检测到异常放电信号，所测局放谱图特征均符合典型的“悬浮电位体放电”且4家测量结果高度一致。根据测量结果显示，2号测点的信号幅值最大，信号源更靠近2号盆式绝缘子。
进一步分析，导致1号盆式绝缘子和2号盆式绝缘子之间导体存在悬浮放电的可能原因主要有以下三个：
1.产品装配时内部存在松动缺陷引起局放异常：
（1）在设备现场对过度气室进行检查，小室内无异物，目视无放电痕迹，对弯头屏蔽罩固定螺钉检查，未见松动；拆除屏蔽罩后，检查2号盆下口连接螺栓，未见松动，目视无放电痕迹；检查气室过滤器罩，未见螺丝松动，目视无放电痕迹，其上下口均未见异常。
（2）将设备返厂对传导部分是否存在接触不良可能引起局放异常进行检查，返厂后进行形态全面外观目视检查，检查结果未见异常；返厂后进行GIL形态拆解，对母线壳体、三通壳体、绝缘盆子、导体、触头装配等进行检查，并对1号盆子凹侧触头及2号盆子凸侧触头进行拆解检查，发现导体内部两侧均有黑色痕迹，1号凹侧触头座连接面表面有黑色痕迹，2号盆子凸侧触头弹簧触头凹槽上边沿有发黑，疑似放电痕迹，1号盆子凹侧触头弹簧触头凹槽上边沿有发黑异常痕迹，1号盆子凹侧触头解体弹簧触头凹槽上边沿有发黑异常痕迹。
2.触头弹簧槽边对导体放电引发局放异常：
弹簧触头和导体筒属于接触部位，弹簧触头和导体筒均位于高场强区，负责导通电流，凹槽上边沿与导体筒之间有一定的距离，正常情况，两者的电位是相同的，若有其它金属颗粒在此区域时，可能改变电场形态导致电荷集中，从而产生局部放电。厂内拆解时发现弹簧触头凹槽上边沿有发黑异常，对触头材质进行拆解取样，进行电镜检查对比分析。样品取样成份为镀银铝合金表面物料，与正常样块光谱比较分析，可确定该样件表面物料成分是正常工况迹象，无异常，电镜检查结果判断，该异常处非放电所导致。
3.绝缘件本身存在内部缺陷引起局放异常：
绝缘件本身存在内部缺陷引起局放异常，如气泡、裂纹等所产生的局部放电。绝缘子制造时造成的内部空隙和试验闪络引起的表面痕迹，还包括或是因电极的表面粗糙或是来自制造时嵌入的金属微粒。此外因环氧树脂与金属电极的收缩系数不同，也会形成气泡或空隙。这些的绝缘缺陷类型极有可能会产生局部放电。
（1）在原厂进行了GIL设备的复查故障形态的局放试验、对1,2号盆子进行了耐压及局放试验、GIL形态进行了整体耐压试验，耐压试验无异常。
（2）在原厂进行简单清理后，使用脉冲电流法和特高频法进行局放检查，但是在试验过程中未重现现场的局放异常信号。
（3）在原厂对1号盆子凹侧触头和2号盆子凸侧触头进行检查后设备进行了整体回装后进行了GIL整体形态的耐压局放试验，试验过程中无异常信号。
通过对绝缘件的X射线检测及电性能试验检查，初步判断结果合格，可排除由绝缘件本身存在内部缺陷引起局放异常，绝缘件本身存在内部缺陷引起局放异常不是本事件的原因，触头与导体连接位置的屏蔽内部有异物存在应为本事件的直接原因。本次局放异常的放电信号为能量较低的悬浮放电：特高频信号表明存在局部放电，且信号稳定、无放大趋势，同时未测到超声信号。另外，在现场拆解过程中目视检查，未发现明显异物。设备后运至厂家进行局放检查，试验过程中也未重现现场的局放异常信号。结合上述情况，分析认为设备现场安装过程和更换吸附剂的过程中可能带入微量异物，长期运行过程中异物移动至壳体内部电场敏感部位，发生局部细小的微粒悬浮放电，引起局放信号显示异常。
四、 结论
500kV气体绝缘管道母线故障近年来在国内发生多起，导致了绝缘子焊点开裂电网设备故障、电厂非计划停机停堆等后果，本文以某大型发电机组GIL局部放电处理为例，探讨局部放电的典型类型、故障点确认及原因分析，并总结了类似事件的经验教训，后续需要加强开关电气厂内装配过程控制，尤其对厂内装配环境、GIS气室内部清洁，绝缘件表面清理；加强安装现场装配过程的异物控制，在换吸附剂、导体内部检查时避免异物进入设备内部；在机组启停时电站需加强在线监测装置的巡检力度，避免类似事件再次发生。
参考文献：
[1] 王贺，牛晨光，程超. 500kVGIL特高频局部放电检测技术[J]. 中国新技术新产品，2017（03）
[2] 夏小飞.表面金属异物引起盆式绝缘子局部放电的研究[J]. 电气技术，2016（05）
