GIS耐压试验问题的探讨

【摘 要】GIS设备检验合格出厂之后，仍然会存在一系列的问题。由于运往现场过程中采用的是间隔或单元运输的方式，在整个安装过程中，容易受到现场环境的干扰，比如说现场空气中的悬浮尘埃，毛刺和电微粒杂志等等又难以得到彻底的清理，从而难以查出。在联结、密封等工艺的处理方面也存在失误，造成了电极表面的挂上或者是安装错位都会引起电极表面的缺陷，引发绝缘等事故。本篇论文就针对GIS耐压试验问题及其处理方法进行了探讨，与相关从业人员互相借鉴。

【关键词】GIS；耐压试验；问题探讨

近段时间以来，GIS即气体绝缘金属封闭开关设备越来越广泛地应用于电力系统当中。但是，这类设备在运输以及安装的过程中仍然存在许多的问题，类似于安装工艺不达标，自由微粒易侵入、电极表面有损伤、运输途中有损坏和绝缘器件有缺陷等等。为了确保设备能够安全可靠地运行，GIS设备重新、扩建和检修等部分必须按标准进行现场耐压试验。

1 耐压试验的要求

根据相关规定， GIS的现场交流耐压试验的电压值设定为出厂值的80%，，设备频率应设定在10Hz至300Hz的范围中。在每相导体及外壳之间施加试验电压，并且要分相进行，其他的非试相和外壳连接接地，在现场除非怀疑隔离开关和断路器在运输安装过程中遭到损坏，一般只做相对地交流耐压试验。试验一般分为老练试验和耐压试验两个过程，有多种加压方案，具体实施要根据生产厂家和自身要求一同商定。

2 耐压试验实例分析

2.1 试验设备和程序

首先，我们以辽宁省某220KV变电站的GIS现场耐压的试验过程举例说明耐压试验的原理以及相关参数的确定和计算。然后，根据相关的规定和章程，了解到现场耐压试验的电压值为出厂值的80%，计算后耐压值是368kV，加压的程序经过共同的商定选择为：145kV电压老练10分钟，252KV电压老练5分钟，然后电压升到368kV耐压1分钟。最后，确定耐压试验的设备仪器。我们选择的是武汉泛科的调频串联谐振试验装置。额定电压为500V的励磁变压器、额定输出为30KV；每节额定电压为200kV的高压电抗器、电感量为120H、额定电流为6A；分压电容器电容量1000pF、额定电压为800KV。

2.2 耐压试验原理

我们应用的是调频式的串联谐振装置，它的试验原理如下接线图所示：

谐振频率和品质因数都可根据电路常识求出。高电压的大小与变频串联的谐振装置输出的效率有直接关系。

2.3 经过计算确定试验参数

为了使试验的开展更加规范，工作的效率更高，试验装置的损坏率更低，在试验之前应该针对相关试验对象的参数进行确定。进而计算出相关的数据。以下是相关的分析：

（1）谐振型电抗器的电感量确定。一般的变频式谐振型耐压成套的装置配套的电抗器所配备的电感量都是固定的，试验过程中只需要根据试验电流和试验电压确定出高压电抗器的具体连接方式：当试验电流比电抗器的额定电流大时，电抗器一般情况下要选用并联分流的形式。当试验电压的电压值比电抗器的额定电压大时，电抗器就要考虑采用串联分压的形式。

（2）回路电容量的确定。回路电容量的总量等于试品电容量加上分压器的电容量再加上附加的电容量。试品电容量的确定也是有标准的：110kV的每个间隔的电容量是600至800pF，而220kV的每个间隔的电容量是800至1000pF，而500kV的每个间隔的电容量是1000至1500pF；分压器的电容相对好获得，可以在铭牌上读出，附加电容值比较小，所以一般不考虑。

（3）等值电阻的确定。等值电阻等于电抗器的内阻，励磁变副边直流电阻和其他GIS试品有功分量及有功损耗的总和，其中包括了电晕，涡流损耗和电导损耗等等，这组数据一般只有在对品质因数进行分析的时候才会用到，不需要计算。根据相关公式可见，当电流和频率都在规定的范围内时，试验容量是不会超过设备的允许范围的。

3 耐压试验的加压

根据试验当天的天气情况以及湿度，如果都合理，在确定安全的距离下可以对试验现场进行合理的布置。本次耐压试验从套管加压，共4个标准间隔，当调节试验回路至谐振点以后，谐振的频率变为131Hz，与计算值f=1/（LC）1/22Π=1/（360×4200×10-12）1/2×2Π=129Hz差不多，接着调整电压到老练电压值145KV，10分钟后升高电压到252KV，5分钟老练后升高电压到368KV耐压1分钟。

4 耐压试验注意事项

（1）在试验进行之前，一定要进行相关的数据计算：根据GIS设备的电压等级和间隔的数量等等预先选择正确的电源，然后计算出试验的高压电流和谐振频率，满足规定条件即小于电抗器和励磁变压器的额定电流。保证试验过程中设备操作准确，现场准备，操作时间短，工作效率高。

（2）GIS设备安装完毕后，各气室的SF6气体的压力已经保持在了一个额定值，已经完成了主回路电阻的相关测量，24小时后SF6气体微水含量和检漏试验都已合格，所有的电流互感器二次绕组都能保证短路接地。断开电压互感器和避雷器的刀闸，而且，电压互感器和避雷器的相关试验应该在安装好之前就全部完成。

（3）为了达到获得较高品质因数的目的，从回路等值电阻和等值电容两方面考虑：电容量越小，Q的值越大，也就是说，回路的电容量和Q值成反比。必要的情况，可以采取将GIS分段处理的方法减小电容量；应该尽量地将高压引线的长度缩短，增加其与地面和其他零位体之间的相对距离，以减小附加的电容；等值电阻和Q值之间也是成反比，为了更好地降低电晕以及损耗，我们采取降低电阻的方式，我们还应该选择晴天或是比较干燥的天气进行GIS的相关耐压试验。

（4）在进行耐压试验的过程中，如果发生了放电的现象，一定要认真仔细地分析问题出现的原因，特别是一定要区分放电现象出现的原因，到底是由于电导微粒的存在还是其他杂质颗粒的出现，或者是由于它元件存在某些质量方面的问题，这样才能够对症下药，正确地处理问题，这样才能够真正地提高效率，减少弯路，节约能源。

5 结束语

在GIS耐压试验的整个测试过程中，一定要特别注意在试验之前进行参数的计算和确定，毕竟，GIS现场串联的谐振型耐压试验也是一个比较大型的试验项目。

在整个的安装过程中，一定要特别注意安装的环境，必要时采取防尘等措施，试验人员应该掌握熟练的操作工作。了解原理，懂得技巧，遇到问题能够灵活地解决。应该经过全面细致地计算、估算和测试选择合理的试验方案、科学合理地安排和布置试验的现场，尽最大的努力提高品质因数，全面充分地挖掘谐振装置的总容量，综合细致地考虑各个方面包括，环境因素，人为因素，天气因素，器械误差，和计算误差等等的各种干扰，只有这样，才能够提高工作的效率，保证现场的耐压试验能够顺利地进行。

参考文献：

[1]李建明，朱康.高压电气设备试验方法[M].北京：中国电力出版社.2001.

[2]陈化钢.电力设备预防性试验方法及诊断技术[M].北京：中国科学技术出版社，2001.

[3]DL/T 555-2004 气体绝缘金属封闭开关设备现场耐压及绝缘试验导则.国家发展和改革委员会.2008.