摘要：为了减少开展220kVGIS现场交流耐压试验时可能出现的问题，立足于近年来国内220kV变电站GIS现场试验积累的经验，从220kVGIS的结构特点、试验方案的选择、试验频率和加压程序的考虑、试验接线中的注意事项及试验判据等各个方面对220kVGIS现场交流耐压试验技术进行了系统性的介绍。并详细地分析了试验过程中的关键点，给出了试验参数估算的算例，为设备配置和试验电源选取提供依据。220kVGIS交流耐压试验电压高、设备容量大、套管高度高，给现场试验带来诸多难题，应提前做好充足的准备。
关键词：GIS；现场交流耐压试验；试验设备配置；试验技术
中图分类号：TM855 文献标识码：A
1 引言
GIS是气体绝缘金属封闭开关，它是把断路器（GCB）、隔离开关（DS）、接地开关（ES或HES）、互感器（VT及CT）、避雷器（LA）和母线等各种控制和保护电器，全部封装在接地的金属壳体内，壳内充以一定压力的SF6气体作为相间及对地的绝缘介质，国内称之为封闭式组合电器。GIS现场全部安装完毕后进行的交流耐压试验是检验GIS设备绝缘性能的重要试验之一，通过试验能有效发现零部件的缺陷、安装工艺不良、运输中的损坏等造成的绝缘缺陷及是否存在异物等，以便及时处理和消除隐患，防止GIS设备投运后发生电气事故，保证设备的长期安全运行。
2 220kV GIS结构特点
220kVGIS绝缘水平进一步提高、开断容量进一步增大、抑制过电压要求进一步提升，绝缘配合更为紧密。受机械强度、断路器操作功、制造成本等因素的制约，220kV GIS的产品尺寸不能无限制增大，为在相对合理的尺寸内，满足更高的绝缘性能和机械性能要求，给220kV GIS的设计、制造、安装带来了更多的难题，也对其制造、安装中工艺控制和试验提出了更高的要求。220kVGIS各气室内部对电场分布有着更为严格的控制要求，对于绝缘缺陷也更为敏感，现场交流耐压试验对于发现绝缘缺陷、保障220kVGIS投运质量有着更为重要的意义。
3 GIS现场耐压试验重点
3.1 现场试验装置参数
现场试验采用变频式串联谐振耐压试验装置，各元件具体参数如下：①变频电源：输入电压380V，输出电压0-350V，电压频率范围30-300Hz。②励磁变压器：输入电压0-350V/550V，副边输出电压0-40kV/80kV。③2台高压电抗器：每台电感200H，额定电流5A，额定电压300kV。④电容分压器：额定电压450kV，电容量1000pF。
3.2 特高频法
特高频法(Ultra High Frequency,UHF)是利用特高频电磁波信号对局部放电进行监测和诊断的一种方法，因其灵敏度高、抗干扰性强等优点得到了广泛的认可和应用。在放电定位方面，因电磁波传播速度近似为光速，故能够实现放电位置的精确定位，理论上误差可达到厘米级。然而在实际应用中，该方法对示波器等硬件的要求很高。为了达到10cm以内的定位准确度，需要高达0.1ns的时间分辨率。此外，传感器接收信号波形中对第一个明显峰值上升沿的读取与辨识直接关系到特高频信号到达传感器时刻的确定。而由于GIS内部复杂的谐振以及电磁波的折反射，信号起始点往往很模糊，常难以读取，故要得到准确的时间差是很困难的。当时间差较大时，在时域内想要高准确度地处理信号非常困难。因此，利用特高频法定位在实际应用中存在一定的限制。
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3.3 一次接线
(1)试验回路中暴露在空气中的部分应与临近的避雷器、架空母线、构架等其他设备设施保持足够的空气绝缘距离(建议不小于10m)，并确保临近的金属导体可靠接地。由于220kV GIS试验加压引线较长，应特别注意加压线的摆动是否会导致与周边物体的安全距离不足。(2)建议试验加压套管临近的电压互感器、避雷器在耐压试验通过后安装，特别是交接试验耐压值选取220kV时，电压互感器、避雷器的安装极有可能导致加压引线安全距离不足。(3)从线路侧套管加压时，道路宽度较小，而试验设备均压环尺寸较大，可能导致同临近避雷器等设备的均压环距离过近，应提前评估，必要时预先拆除相关设备。(4)经验表明，Φ500~Φ800mm的加压用无晕导线即可满足220kV电压等级耐压试验要求(不同地区受地理、气候条件有所影响)。(5)220kV GIS套管较高，需要按照工程要求合理设置道路距离，同时，推荐选用金属编织工艺的无晕导线，以提高强度。同时，在试验接线过程中应注意避免对无晕导线的挤压、弯折，以防无晕导线断裂，这点在两侧接头固定处应特别注意。(6)无晕导线内的承力拉线应具备足够强度，特别是在受潮较重且主回路接触不佳的情况下，加压时拉线上有泄漏电流流过，可能会烧断拉线，推荐选用直径不小于20mm的尼龙绳。另外，宜准备充足的备品导线，以免应导线断裂影响试验。
3.4 试验判据
在规定的整个试验过程中，没有发生击穿放电和绝缘遭到破坏的现象，且局放测试无异常，则认为试验通过。一旦试品发生击穿，即判定为试验未通过。同时，根据超声局部放电测试定位结果及放电引起的声、光、电、化学(气体)等各种效应，分析故障性质和故障位置，并采取必要的修复措施(如解体检查等)，处理完毕后再重新进行相关试验，禁止直接再次加压。为准确定位试验中可能发生放电的故障气室，试验前宜提前布置无线击穿定位装置，击穿定位装置一般采用超声波振动传感器，试验时，应保证每一气室至少有1个有效的定位传感器。220kV GIS试验加压时间较长，使用电池作为电源的传感器，应注意提前充电。
3.5 注意事项
GIS设备永久布置及运行维护的需要外,还应考虑GIS现场耐压试验的以下需要：1)土建布置应考虑试验设备的运输、布置及试验所需电气距离要求；2)GIS招标应考虑试验时GIS对外连接/可拆断口/封堵元件：GIS与变压器、电缆的可拆断口及断口处导体端部屏蔽罩；主变压器分期安装时，与后期安装变压器连接的管道母线末端试验堵头。3)对于电缆层+GIS层+出线场布置的情况，220kV电缆耐压试验一般通过GIS加压，在招标时应提出GIS设备满足220kV电缆试验程序。
4 结束语
调频式串联谐振现场耐压装置具有体积小、重量轻、电源能耗小、易满足现场耐压试验值等优点，可用于大容量GIS现场耐压试验。现场试验时，应根据GIS的电压等级和间隔数目估算所需电抗器及分压器容量，选择试验变压器输出电压等级。同时，为保证装置输出效率，应尽量减小试验回路中的电晕损耗引起的等效电阻，以提高回路品质因数，确保试品两端电压满足要求。
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论文作者:曾力 肖云 黄穗雯
论文发表刊物:《中国电业》2019年22期
论文发表时间:2020/4/7
标签：耐压论文; 现场论文; 电压论文; 导线论文; 设备论文; 避雷器论文; 装置论文; 《中国电业》2019年22期论文;