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故障案例

案例一、2018年12月7日，某AT所271断路器电调端远动操作，开关拒动。经检修车间人员检查后发现电压互感器与GIS高压开关柜连接插座部位处有放电烧伤痕迹，现场测量271断路器气室压力为0.009 bar，远低于正常值的0.06 bar。后续检查发现电压互感器内锥绝缘橡胶体处烧损严重，同时GIS高压开关柜电压互感器插座损伤严重，此损伤破坏了断路器气室的密封，最终导致断路器气室漏气，使得压力低于标准值，详见下图故障现场示意图的案例一。另外对电压互感器本体进行电气预防性试验发现，其绝缘电阻、绕组直流电阻、交流耐压和励磁特性等试验项口符合国家和铁路总公司相关要求。但因GIS高压开关柜本体设备损坏程度较大，现场不具备修复条件，返厂维修后该所设备已恢复正常运行。

案例二(实物见下图),2018年12月22日3时30分，某牵引所馈线开关213断路器在天窗点结束后送电失败，距离I段保护动作，故障公里标指向其供电臂上的某分区所。经检修车间人员检查，发现此分区所271 GIS高压开关柜的电压互感器与开关柜连接插座部位处有显著放电烧伤痕迹，GIS高压开关柜气室压力正常。后续拆解检查发现电压互感器内锥绝缘橡胶体处和GIS高压开关柜电压互感器插座烧损严重，但电压互感器本体电气预防性试验符合相关要求，详见下图故障现场示意图的案例二。由设备厂家现场对此GIS高压开关柜进行处置后，设备恢复正常运行。此故障非正常供电状况时间持续45个小时。

案例分析

结合故障案例中的案例一和案例二可以得出以下几个特点:

1）故障的起因并非由于电压互感器和GIS高压开关柜本身的电气参数不符合技术条件，或现场电气环境参数超过设备允许值而造成的设备损坏，故障发生后单体设备的电气参数仍然符合国家相关标准和铁总要求;

2）故障的主要原因都是由于电压互感器高压接头处的橡胶绝缘体与高压开关柜插座处的连接部位发生了绝缘击穿导致了故障的发生;

3）此故障有可能会造成设备事故扩大化，从而造成更加恶劣的影响。

综上所述，可以判断导致故障的起因应该为电压互感器与GIS高压柜连接部位存在长期的电树枝现象。电树枝是指任何固体类介质在高强度电场作用下，其绝缘部位的某一区域会形成树枝状的局部损坏，在此电场的长时间作用下，此树枝通道会顺着电场的方向贯穿于整个绝缘，最终形成绝缘击穿破坏。

故障发生的大致经过如下:电压互感器在与GIS高压开关柜插座安装时会形成气体的压缩，此压缩气体不会因施工中采取任何限制措施或改进施工工艺而消失;由于施工工艺和设备厂家作业指导书的要求，电压互感器橡胶绝缘体部位会涂抹一定量的绝缘硅脂油，以保证安装的顺畅，并起到填补二者之间空隙的作用，并起到尽量减少电树枝现象发生的可能性;但在施工中，绝缘硅脂油的均匀涂抹以完全避免电树枝现象的操作根本无法达成，因此电树技现象的存在具有必然性，但发展的速度是有明显区别的，且在施工中如果不对压缩气体进

行限制，即在安装过程中没有采取放气的措施，大的压缩空气压力，会促进电树技现象的发展，最终的结果就是加速导致绝缘部分的击穿;击穿过程会产生大的短路电流，同时产生较大的热量释放，会促进压缩空气的压力快速发展，当超过柜体允许限定值，有可能会破坏GIS高压开关柜的柜体，造成故障扩大;短路电流随着对应断路器的跳闸而结束，整个故障结束。

基于面向智能电网的3D-GIS平台研究与构建

智能电网是我国电力系统新时期发展过程中的主流方向，我国电力系统在发展过程中旨在结合国内电网发展的现实状况，联系我国实际经济实力、技术水平和发展水平构建具有中国特色的电网系统。为此需要国家电网企业尽快建设骨干网架，促进各级电网实现协调发展，创建互动化、自动化和信息化的智能电网，为我国社会稳定发展奠定良好基础。

1、 3D-GIS平台的建设需求

智能电网卞要特征之一便是信息化，以智能电网为基础目标创建3D-GIS平台是促进电网各个环节智能分析能力、信息集成能力以及电网数字化程度全面深化，提高电网管理、经营、生产实力的重要手段之一。

1.1智能电网研究

智能电网主要是在原有物理电网基础上，融入现代领域中先进的控制技术、计算机技术、信息技术、通讯技术、传感测量技术，和物理电网进行高度集成后所诞生出来的新型电网模

式。当下和智能电网相关的研究主要包括三种层面:

（1）对智能电网相关概念及其国内外发展现状进行集中探讨。

（2）针对智能电网实施过程、核心技术、主要特征以及电网原动力等层面实施合理评述。

（3）对我国智能电网相关技术实际发展状况进行回顾，展望我国智能电网未来主要发展趋势。

我国智能电网的相关信息平台建设工作依然处于一种探索阶段，而可视化、动态、三维电网呈现技术是智能电网未来发展过程中的主要方向，属于技术发展重点环节。为此需要信息平台为后期智能电网管理提供图像化无缝接口，把从各种渠道传输过来的实时信息通过动态拓扑模型进行有效的集成处理，从而将其完整地呈现出来。

1.2 3D-GIS平台发展需求

实际上电网也属于一种跨区域多维动态实时系统，而在数据处理和数据分析过程中， 二维GIS也具有突出的应用功能。但其本质依然属于一种抽象符号系统，无法为人们提供合理的人性化视觉感受。

3D-GIS平台通过立体造型技术为广大用户展现出一种全面的地理空间形象，不但能够准确描述出各种空间平面关系，同时还能够表达出空间对象的垂向联系，帮助用户了解电网规划过程中相关环境特点，比如通讯线路、架空线路、建筑物、水域状况、道路信息以及山脉分布等内容，同时还能够提供各种基础数据信息以及三维空间信息，提升设备管理、应急指挥、电网调度的人性化水平与可视化程度，为智能电网发展奠定良好管理基础。