摘要：分析了本单位220kV南徐变电所110kVGIS设备在交接进行串联谐振耐压试验时发生的击穿故障，从试验方法及设备安装等方面分析产生故障的原因，并据此提出相应的对策措施。
关键词：GIS；串联谐振；盆式绝缘子；放电
0引言
GIS设备以其故障率低、免维护及占地面积小等优点，广泛应用于城区的变电站中。由于GIS结构紧凑，承受的工作场强往往很高，因此对GIS设备的绝缘性能有很高的要求，交流耐压试验是现场检验GIS设备绝缘的有效方法，主要目的是通过耐压检验被试设备的运输和安装是否正确，被试设备内部是否有异物及内部洁净度和绝缘是否达到规定要求，对检查是否存在杂质（如自由导电微粒）比较敏感。通过现场交流耐压试验和完善的交接验收可起到预防故障的作用，目前在GIS交流耐压试验中多采用变频串联谐振的方法，以减小试验电源的容量并防止出现大的短路电流及恢复过电压。
1故障情况
2018年5月9日，利用变频串联谐振装置对220kV南徐变110kVGIS设备进行交接耐压试验时，发生了放电现象，GIS产品厂家及型号为常州西电帕威尔电气有限公司生产的ZF7G－126型。
1.1变频式串联谐振设备的选择
变频式串联谐振试验装置适应大容量试品，具有试验电源电压低、功率小（仅需提供试验回路中的有功功率）、试验电压波形良好的特点。
1）谐振频率。试验频率范围在10～300Hz之间，应根据GIS的电容量和电抗器的电感量计算谐振频率，可按式(1－1)计算。
(1－1)
式中f0—谐振频率，Hz；L—电抗器电感量，H；C—被试品和分压器电容，μF。
2）试验容量。试验容量等于电抗器或被试品两端的试验电压乘以流过它们电流，可按式(1－2)计算。
(1－2)
式中PS—试验容量，kVA；UL—电抗两端的试验电压，kV；UC—被试品两端的试验电压，kV；IL、IC—流过电抗器、被试品的电流，A。
3）励磁变压器容量。励磁变压器容量应大于式(1－3)。
(1－3)
式中P—励磁变压器容量，kVA；Q—试验回路品质因数。
1.2试验接线图
1）加压过程。耐压试验从1号间隔出线套管开始，断路器、隔离开关断口间及母线分相对地耐压标准184kV／l分钟，先在73kV电压下老练5min（电压互感器或避雷器，应在73KV电压下老练5min后退出，并且老练时雷击计数器要短接），然后再将试验电压升至126kV下老练3分钟，最后将电压升至184kV耐受1min。
2）试验接线图(图1) 。
3）母线耐压试验。首先进行母线耐压试验，所有刀闸及断路器处于合位并拉开接地刀闸，耐压试验从110kVGIS1号间隔出线套管开始，首先进行A相耐压，试验状况为B、C相短路接地，合上所有刀闸及断路器，拉开所有接地刀闸，对母线上的绝缘盆子进行耐压试验。73kV老练5分钟后，电压互感器、避雷器退出，并且老练时雷击计数器要短接，再126kV老练3分钟后，以184kV／l分钟通过耐压试验，然后B、C相同样也通过了母线耐压试验。
4）断路器断口及刀闸断口耐压试验。母线试验结束后，逐级拉开刀闸或断开断路器并合上相应接地刀闸，分别检验刀闸断口及断路器断口耐压。首先进行了A、B相断口耐压试验，在进行C相耐压时，当电压升至95kV左右时，试验装置再次保护动作跳闸，初步分析气室内部有放电。
5）故障点查找。通过逐段加压和放电声音说明了该放电情况不属于自恢复放电，现场分析后认为可能是气隔某部分绝缘发生击穿，进一步加压试验明确了了放电位置在3号间隔断路器气室与II段母线气室的隔离盆子处。
图1 耐压试验接线图
2故障原因及分析
试验后，对故障段进行了解体分析，绝缘盆子表面的缺陷（如污秽等）有助于表面电荷的增加，可能会形成表面放电，导致绝缘子表面的绝缘劣化，甚至击穿。
绝缘子在出厂时已经进行过出厂试验，在出厂试验时交流耐压为460kV，在出厂前存在缺陷的可能性较小。因此，故障的产生可能为绝缘子在运输或者安装过程中受损造成的。如果盆式绝缘子在运输或安装中受机械力作用出现损伤，或在通过试验电压时由于电动力的振动产生细微裂痕缺陷，这些缺陷在试验电压下会扩大，放电，就可能发生击穿现象。
该绝缘盆子在运输或者安装过程中可能存在缺陷，在盆式绝缘子造成裂缝，在耐压试验中放电沿着盆式绝缘子绝缘的薄弱地带发展，在多次施加高压后放电击穿。在盆式绝缘子上有明显的爬电过程，说明该盆式绝缘子缺陷的扩大是逐渐发展的。这是因为在当日的耐压试验中C相出现了几次放电现象，加压间隔的C相短时间内反复加压，绝缘的累积效应对绝缘产生破坏作用，加剧了设备中缺陷的发展，直至击穿。
3缺陷处理
厂家将问题间隔返厂并更换放电的绝缘盆子，同时仔细检查该间隔内所有其他绝缘件、导电部分、壳体内壁有无放电现象。更换损坏的盆式绝缘子后，进行了出厂耐压试验，在南徐变重新安装完毕后，对GIS设备进行了交接试验，在试验过程中所有间隔耐压试验均一次通过，耐压合格。
4结论和建议
4.1结论
220kV南徐变110kVGIS设备耐压试验中出现了绝缘盆子放电现象，这在我们单位以往耐压试验的过程中是不多见的。GIS设备在运行时所需要的维护很少，但是对于制造及安装工艺的要求也更高。总结这次耐压试验中出现的放电故障，既有产品质量问题，也有在现场安装中由于安装不当而造成的缺陷。
4.2建议
要合理选择产品生产厂家并加强设备的出厂验收，同时，在交接验收时要注意全面考验设备的状况，在串联谐振耐压试验时需要针对不同的情况选择合理的试验方法，在进行试验时应避免一处绝缘反复承受高压使得设备的部分绝缘由于累积效应影响而发生击穿。
参考文献
[1]侍海军.王光前.张少炎.GIS现场绝缘试验技术.[J].高压电气, 2005，41(1):55-58.
[2]现场绝缘试验实施导则第4部分:交流耐压试验.DL/T474.4-200
论文作者:梁永新,刘婧,孙艳,董龑,陈璐
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：耐压论文; 绝缘子论文; 谐振论文; 电压论文; 设备论文; 母线论文; 断口论文; 《电力设备》2018年第26期论文;