一、GIS盆式绝缘子裂纹的危害 GIS设备（气体绝缘金属封闭开关设备）因具有占地面积小、维护工作量小、检修周期长等优点，广泛应用于电网系统。但GIS设备一旦发生故障或缺陷，维修时间长、停电损失大，将严重影响电网安全可靠运行。 GIS设备主要缺陷形式是泄漏，据统计，2020年某公司范围内GIS设备危急和严重缺陷中，泄漏占比高达51.0%。
GIS设备（气体绝缘金属封闭开关设备）因具有占地面积小、维护工作量小、检修周期长等优点，广泛应用于电网系统。但GIS设备一旦发生故障或缺陷，维修时间长、停电损失大，将严重影响电网安全可靠运行。
GIS设备主要缺陷形式是泄漏，据统计，2020年某公司范围内GIS设备危急和严重缺陷中，泄漏占比高达51.0%。
图1 某公司组合电器危急、严重缺陷类型统计结果
盆式绝缘子是GIS设备关键组部件，如果盆式绝缘子产生严重裂纹，甚至开裂，将引起GIS设备泄漏。近年来，部分变电站盆式绝缘子排查出裂纹高发现象，给电网安全运行带来了风险。盆式绝缘子裂纹一般表现形式如图2所示。
图2 盆式绝缘子在运行中产生裂纹
盆式绝缘子在运行中产生裂纹主要原因是绝缘子制造质量不良：
在产品设计环节，绝缘子防水结构设计不合理，未充分考虑盆式绝缘子螺孔积水问题，雨水渗入盆式绝缘子螺孔内部，由于法兰下端也装有防雨帽，渗入的水分无法轻易排出，造成内部积水，侵蚀盆式绝缘子，甚至在低温环境下结冰膨胀，自内而外挤压盆式绝缘子螺孔导致破裂。
图3 PT法兰对接面内存有大量水珠
在制造环节，盆式绝缘子制造材质不良，绝缘材料特性较脆，长时间运行后，在气室压力差和户外环境急剧变化过程中，易发生开裂故障。
在装配工艺环节，盆式绝缘子、跨界片、机构安装板均在厂内总装车间装配，螺栓紧固时，未正确执行力矩预紧，力矩分布不均匀，造成盆式绝缘子部分位置应力集中。安装时的预紧力及温度变化时的热应力产生的合应力，可能超过盆式绝缘子螺孔薄弱位置的抗拉强度限值。
在出厂试验环节，相关标准主要依据能源行业标准NB/T 42105-2016《高压交流气体绝缘金属封闭开关设备用盆式绝缘子》，部分质量管控较差的生产厂家甚至缺失部分试验项目，有质量问题的盆式绝缘子不能及时被检测发现。
在设备投运前的交接试验环节，因交接试验仅能开展绝缘耐压试验和局部放电带电检测，无法全面考核绝缘子质量，难以防范运行中绝缘子裂纹缺陷的发生。
一是优选设计、工艺可靠的盆式绝缘子。 加强盆式绝缘子的抽样检测，筛选出设计合理、制造质量优良、装配工艺先进的盆式绝缘子。组织主流组合电器生产厂商，研讨形成统一的盆式绝缘子规范化防水密封设计与工艺，包括防水胶涂抹工艺、螺栓垫片种类、螺栓孔硅脂填充要求等。
图4 盆式绝缘子材料性能检测和X射线检测
二是加强户外组合电器中盆式绝缘子的安装验收检查。 强化新建户外组合电器的现场安装工艺控制，规范执行盆式绝缘子的安装作业。如跨接片的安装须满足国网十八项反措12.2.1.5“如需采用跨接片，户外GIS罐体上应有专用跨接部门，禁止通过法兰螺栓直连”要求；防水胶涂抹工艺须满足反措12.2.1.6“户外GIS在安装螺孔、跨接片接触面周边部位涂防水胶”要求。
图5 法兰螺栓和跨接片连接方式
三是加强GIS设备的日常巡视。 运维单位应在冬季和夏季来临前，对户外组合电器的盆式绝缘子开裂情况开展外观特殊检查，对已开裂盆式绝缘子，加强气室压力的监测，做好补气和停电检修的预案。
