1 000 kV特高压GIS一般采用分相式结构，由断路器、隔离开关、接地开关、快速接地开关、电流互感器、电压互感器、出线套管、母线等组成[1]。GIS主要元件都密闭在SF6气体中，由于SF6气体优良的灭弧性能和绝缘性能，内部元件能长期保持良好的状态。因而具有维护工作量小、故障率低等优点。

GIS设备故障可大体分为4个类型：绝缘故障、机械故障、二次回路故障、密封不良故障[2]。据统计，在新设备安装调试、试运行阶段绝缘故障占所有故障的一半以上；例如某特高压站在调试、试运行期间共发生开关操作异常故障1起，GIS内部放电故障5起，GIS壳体漏气2起，箱体受潮故障2起，其中绝缘故障导致的内部放电占比50%。而且GIS设备一旦发生绝缘故障，其检修工作繁杂、停电时间长、涉及范围广[3]。鉴于1 000 kV特高压变电站在整个电网系统中的重要性和特殊性，分析特高压GIS设备绝缘故障形成的原因及处置方法，有助于提高特高压设计、建设、运维水平，确保电网安全。

数据挖掘算法是实现数据挖掘的关键性技术，采取哪种数据挖掘算法会直接影响到数据挖掘的效果，以下即是介绍几种常见的数据挖掘算法：

1　一起1 000 kV GIS内部放电故障

2016年11月2日08∶13∶59，某特高压站在1 000 kV出线T041、T042开关由冷备用转热备用操作过程中，发生内部放电故障（电气接线见图1）。

1.1　故障情况

按调度命令在合上T0422开关63 s后，2号主变压器及三侧开关跳闸，1 000 kV出线T041、T042开关保护出口动作。

2017年11月，成都召开“新经济发展大会讲话”，四川省委常委、成都市委书记范锐平在大会讲话中明确指出：要提升新模式服务实体经济能力，结合国家制造强市、国家服务业核心城市、都市现代农业示范城市建设，以“互联网+”思维改造提升实体经济，积极探索发展众筹、定制服务、新零售等新模式，重塑产业链和价值链，构建基于新模式的经济新体系。

①仿真度高：优于真石漆，水包水喷涂出的建筑物仿大理石的效果逼真，纹理丰富，在视觉的界面内可以以假乱真并且水包水的表面平整不易积灰，能更久的保持外观效果，使用寿命长。

1.2　故障前运行方式

故障前特高压站1 000 kV设备区运行方式见图1。

  

图1　故障前1 000 kV设备运行方式

故障前运行方式：T011、T043开关为运行状态，T042开关正在由冷备用转为热备用状态（T0422合位，T0421分位），其余开关均为冷备用状态（图1中加粗部分为带电部分）。

1.3　故障检查情况

a、 一次设备检查情况：现场检查设备外观，未见明显异常。各气室SF6压力值正常，设备壳体、接地排无放电、烧蚀痕迹。

王维用色尚冲淡，在色彩意识上受到中国道家的“尚黑色、五色”的影响，作为水墨画创始者其画与诗在审美取向上表现出高度的契合。但王维也不排除“五色”的运用，在中国传统中，曾经有过以“错彩镂金”为美的时代，王维没有单纯摈弃，而是将它运用到了闲适愉快的田园风景描写中，给人明丽清新的感觉。在这点上王维表现出比芭蕉更丰富、包容力更强的审美感。

2　故障定位分析方法

GIS设备由于采用全密封结构，内部故障跳闸后一般不能从外观直接发现故障点。需要通过保护动作信息、设备带电情况、SF6气体组分测试情况、设备结构一步一步缩小故障范围，精确定位后进行解体检查、处理。

2.1　保护信息定位故障点

根据保护的动作原理主变压器保护范围为图2中①区域（只考虑1 000 kV设备区），线路保护范围为图2中②区域，开关保护范围为图2中③区域。在保护装置正常的情况下，若为单一故障，故障点必定在三套保护保护范围的重合区域；若有多个故障点，T041、T043及母线保护应有相应动作，实际检查T041、T043及母线保护未启动。

从上面的分析可以判断本次故障为单一故障，且故障点位于三套保护保护范围的重合区域，即图2中③区域。

  

图2　各保护的保护范围

2.2　设备带电情况定位故障点

根据保护动作情况，故障位置应为图2中③区域，根据图2中气室分布。图2中③区域共有G423、GCB422、G422、GCB421 4个气室，分别为T042左侧TA气室、T042开关合闸电阻气室、T042右侧TA气室、T042开关气室。根据故障前运行方式图1中所示，T042右侧TA气室（G422气室）不带电，其余3个气室均带电。

以上分析可以判断故障点限定在图2中③区域G423、GCB422、GCB421 3个气室之内。

2.3　SF6气体组分测试定位故障点

对放电盆子进行异物能谱分析，结果见表1。

根据保护信息、带电情况、SF6气体组分测试情况，可以判断故障点位于T042开关合闸电阻气室（GCB422气室）内。在合上T0422开关63 s后发生故障，此时T042开关在分位。根据合闸电阻气室结构图，T042开关在分位时合闸电阻断口左侧带电，因而故障范围在图3中①区域。

根据运行经验，判断电阻开关气室与本体之间水平布置的盆式绝缘子处放电可能性较大。

  

图3　合闸电阻气室结构

2.4　解体检查情况

据此判断放电由充氮气过程中带入的异物引起，异物在气室内部引起电场畸变、绝缘件性能降低，最终导致绝缘盆子沿面放电。

b、 二次保护动作信息：2号主变压器保护动作，判断故障相为W相，跳开T042、T043、5042、5043、1103、1104开关（5042、5043为2号主变压器500 kV侧开关，1103、1104为2号主变压器110 kV侧开关）。1 000 kV线路保护动作，判断故障相为W相，T041、T042开关保护出口。T042开关充电过流Ⅰ段动作，T042开关保护出口。

  

图4　绝缘盆子表面烧蚀痕迹

  

图5　触头屏蔽罩烧蚀孔

3　故障原因分析

左旋多巴对照品（上海Alfa Aesar公司，批号：10102261，纯度：98%）；酪氨酸酶（美国Worthingto Biochemical公司，批号：33K14431，活性：1 050 U/mg）；冰醋酸（分析纯）、甲醇（色谱纯）均购自天津市大茂化学试剂厂；水为杭州娃哈哈集团有限公司纯净水。

GIS设备经受故障电流后，故障气室会出现异常分解物，检测相关气室的SF6组分，可以定位故障气室[4]。现场检测上述3个气室的SF6气体组分，发现T042开关合闸电阻气室（GCB422气室）内SO2含量超过测试设备最大量程（大于100 μL/L），其余2个气室未见异常。

 

表1　放电绝缘盆子异物能谱分析

  

位置 放电异物主要成分盆子凸面 C、O、F、Al、S盆子屏蔽罩 C、 O、 F、 Al、 Si、 S盆子表面 C、 F、 Al、 S

放电异物主要成分及放电形式符合由异物引起的盆子沿面放电特征[5]。对产品装配、安装、辅消材料进行排查，工厂生产过程、现场装配过程符合工艺要求，未发现引入异物可能；进一步怀疑气体充装过程中引入杂质，T042开关合闸电阻气室所用到的气体包括N2和SF6，N2是在断路器现场安装之后为了快速完成 50 次操作而充入电阻和电阻开关气室的，50 次操作后放掉氮气抽真空，再充入SF6。

用内窥镜对气瓶内部进行了检查，SF6气瓶内部未见异常；氮气气瓶内部发现有异物。

对放电盆式绝缘子进行了 X 射线探伤试验，试验未见异常；将盆式绝缘子表面清理后进行工频耐压试验和局部放电试验：1 100 kV持续5 min、762 kV持续20 min，局部放电值为1.0 pC，试验未见异常。

解体检查发现电阻开关气室与本体之间水平布置的盆式绝缘子从触头屏蔽罩到电阻开关壳体法兰有放电痕迹，触头屏蔽罩根部在盆子嵌件附近烧蚀直径约 2 cm 的孔洞，盆子表面约 1/5 面积有烧蚀痕迹，电阻开关壳体内表面有烧蚀痕迹，壳体法兰与盆子连接的圆角处有放电烧蚀点。见图4、图5。

4　结束语

由于氮气制备方式较为简易，生产厂家众多，质量参差不齐，在无法确保氮气清洁度的情况下，合闸电阻气室不再使用 N2 气体，相关气室均使用SF6 气体。使用合格氮气气体时，操作完成后应再次开罐清理。 以上分析了特高压GIS设备绝缘故障导致内部放电的实例，此类故障在特高压GIS设备中非常典型，可作为特高压GIS设备故障定位、判断、分析工作的参考。

参考文献：

SpaN模型汇聚了背侧where知觉通路的机制，涉及运动知觉、空间注意、客体追踪等加工，它详细模拟空间数字线加工的神经机制，强调数字加工的空间特性。尽管动物也具备数量近似比较能力，但只有人类才能将内部心理数字线空间编码形式以抽象数字符号输出。为此，Grossberg发展了前期理论，提出了空间数字网络修正模型(ESpaN)。SpaN模型主要涉及了where通路，而ESpaN汇合了what和where通路。What通路负责言语获得，位于颞叶和前额的听觉皮层。ESpaN将空间数字类比和言语数量词汇分类结合起来，也将单维空间数字地图扩充为两维地图，增加了言语数量词汇地图。

[1] 王思华.全封闭组合电器结构分析及其存在的问题[J].电气开关，2009（3）：3-5.

[2] 刘　欣.超特高压GIS缺陷故障分类及成因的实例分析[J].江西电力技术，2015，174（3）：60-63.

[3] 左亚芳.GIS设备运行维护及故障处理[M].北京：中国电力出版社，2013.

随着我国社会经济的快速发展，对煤炭需求量会进一步上升，所以煤炭开采的深度会越来越深，这样矿井高温的问题就会十分普遍。目前，我国已经有超过数十对矿井开采深度超过900m，高地温问题越来越成为影响煤矿企业安全、高效生产的主要问题之一[3]。矿井制冷与矿井热量的收集在煤矿有着广阔的应用前景，要实现矿井制冷有质的飞跃，还需要进行更加深入的研究。

[4] 黄丽娇.一起126 kV GIS内部放电故障分析及处理[J].海峡科学，2012，68（8）：87-89.

目前,我国输电导线采用1999年颁布的GB 1179—1999《圆线同心绞架空导线》,该标准基本参照IEC相关架空线路导线标准编制的,在导线设计、制造和检验方面基本与国际接轨.导地线为四分裂钢芯铝绞线,其参数如表1所示,导线单元类型选用杆单元B31.

[5] 周文俊.GIS中盆式绝缘子沿面放电的新特征气体CS2[J].高电压技术，2015，41（3）：848-856.