章涛，梁年柏，王智娇，刘崧，刘昊，王云飞

（广东电网有限责任公司佛山供电局，广东 佛山 528001）

1 研究背景

随着数字电网建设的加速推进，变电一次设备加装了各种用于运行状态量监测的设备，以获取一次设备的运行状态，进而获得设备的健康状态，为设备运维提供决策支持。GIS 设备局部放电在线监测系统就是通过监测GIS 设备局部放电量来实时监测GIS 设备的运行状态。GIS 设备局放在线监测系统故障将导致GIS 设备运行健康状态监测失真，进而影响GIS 设备的运维决策。

某站GIS 局放在线监测系统投产2 年来，每1 ～2个月就会出现某些监测点数据为0 的状况。经现场检查发现，采集装置电源模块电路板的L（火线）与G（地线）之间的压敏电阻烧损，其烧损情况如图1 所示，进而导致该采集装置无法正常工作。在更换电源模块和加装稳压电源后，发现仅正常运行半个月左右，又会出现相同的状况。在运行维护过程中发现，该站的采集装置故障并非个例，同样的故障在现场5 台采集装置上均有发生。而其他站同批次设备却运行正常。针对该站的采集装置故障，运维人员开展了故障原因分析和故障处理。

2 故障原因分析

某变电站GIS 局放在线监测系统由监测系统屏，就地综合柜和采集装置组成，详见如图2 所示的GIS 局放监测系统结构图。监测系统屏主要负责数据的就地分析、展示以及将数据上送电科院，就地综合柜的功能是汇集采集装置的数据并上送至监测系统屏和通过电源分配来管理采集装置的电源，采集装置主要负责采集传感器获得的数据。现场电源取自二次交流电源配电屏。

图2 GIS 局放监测系统结构图

采集装置的压敏电阻烧损不是短时间立即烧损，而是可以运行15 天左右。因而原因可能为压敏电阻两端电压过高多次超过其动作值导致其频繁动作，次数多后导致其烧损失效。

该压敏电阻的型号为14D471K，可承受电压423～470V，启动电压300V，通流容量4500A，静态电容420pF。

装置电源为引自二次交流电源配电屏的220V 站用电源，而压敏电阻启动电源为300V，是什么原因导致电源模块电压升高呢？

由于烧损的压敏电阻为L（火线）与G（地线）之间的压敏电阻，考虑是接地不良的原因。现场测得L 与G 之间的电压为205V，N(零线)与G（地线）之间的电压为15V。根据上述数据发现N 与G 之间的电压偏高，可能是该站接地网阻值偏高或N 与G 回路接触不良。

同时，鉴于L 与G 之间易产生共模干扰，导致电路板L 与G 之间电压升高并超过300V，使得压敏电阻频繁动作，最终导致压敏电阻烧损失效。现场整个系统使用的电缆虽然是3 芯电缆，但实际在使用中的仅有两芯，剩余一芯闲空未被投入使用。虽电路板电源G端有经其他设备外壳接地，但由于电源端悬空，外部干扰易通过导线电容耦合进入电路，各点采集装置接地电压不一样，形成地电位差引入共模干扰，导致电压升高。当电压超过300V 时，压敏电阻动作，反复动作后，导致其烧损失效。

该站建在半山腰上，开山而建。底层为花岗岩质地，上面覆盖回填土，整个变电站接地电阻较高且不均匀，易导致各点采集装置接地电压出现差异。

经上述分析，可确定压敏电阻失效故障是由共模干扰所致。

3 故障处理

根据上述第三节的分析，明确了压敏电阻烧损失效的原因是共模干扰导致的电压升高。消除共模干扰的处理方法一般有四种：一是采用屏蔽双绞线并有效接地；二是布线时远离高压线；三是采用线性稳压电源或高品质的开关电源；四是强电场的地方采用镀锌管屏蔽。从保障压敏电阻不被烧损的角度，可以采用提高压敏电阻启动电压的方式，通过选择更高启动电压的压敏电阻，使压敏电阻不动作或少动作。

该站开山而建，底层为花岗岩质地，上面覆盖回填土，整个变电站接地电阻较高，降低接地电阻降低施工量大，且需要立项和施工，耗时长。为了快速消除该故障，综合考虑施工难易度和经济性后，选择采取有效接地和线性稳压电源相结合的方法。一是将电路板电源G 端有效接地，G 端直接接入外壳，并在综合就地柜将电源端的接地线均与接地端子排相连接，消除易通过导线电容耦合进入电路的外部干扰。二是在综合就地柜处加装一台UPS 装置，提高电源端的稳定性。

4 结语

（1）变电站运维中应重视接地网状态评估，适时关注接地网运行状态，发现问题应及时处理，防止因接地网状态不良导致二次设备运行故障的发生。

（2）处理措施经过运行检验，在线监测装置未发生任何故障，数据正常，提高了监测设备运维的稳定性。

（3）提高电源端稳定性和采取有效接地方式消除电源回路中的耦合干扰相结合的处理措施能有效消除共模干扰，具有良好的经济性和实时性。

（4）此次电源模块共模干扰的处理措施对GIS 设备局放监测系统的运行维护具有一定的借鉴意义。