吳 楠，陳 武，馮望榮

0 引言

隨著國(guó)內(nèi)制造技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，氣體絕緣全封閉組合電器（GIS）已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，110 kV及以上電壓等級(jí)的變電站日益普及。

GIS在工廠整體組裝完成后需進(jìn)行調(diào)試，試驗(yàn)合格后是以單元的方式運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)安裝。而運(yùn)輸過(guò)程中的機(jī)械振動(dòng)、撞擊導(dǎo)致某些器件松動(dòng)及位移，安裝過(guò)程中出現(xiàn)連接、密封等工藝方面的失誤，在現(xiàn)場(chǎng)難以徹底解決且難以檢查空氣中塵埃、導(dǎo)電微粒和毛刺，都將引發(fā)絕緣事故。美國(guó)、加拿大等國(guó)對(duì)GIS現(xiàn)場(chǎng)事故統(tǒng)計(jì)表明：沒(méi)有經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)的GIS大約2/3發(fā)生了事故，因此GIS必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)，以便發(fā)現(xiàn)GIS系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題。

由于GIS的電容量大（絕緣不能認(rèn)同為高壓開(kāi)關(guān)），現(xiàn)有的工頻交流耐壓設(shè)備（指試驗(yàn)變壓器）造價(jià)高、體積大、運(yùn)輸困難，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)不易實(shí)現(xiàn)，而釆用串聯(lián)諧振試驗(yàn)方法安全、容易實(shí)現(xiàn)，是現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的必然趨勢(shì)。

下文介紹釆用調(diào)頻式串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置對(duì)廣珠線金塘110 kV變電所安裝的110 kV GIS設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的情況。

1 耐壓試驗(yàn)的過(guò)程及結(jié)論判定

1.1 耐壓試驗(yàn)

經(jīng)過(guò)分析并與設(shè)備生產(chǎn)廠家協(xié)商，針對(duì) GIS組合電器的特殊性確定試驗(yàn)分為2個(gè)階段。

（1）凈化試驗(yàn)。勻速升壓（3～4 kV/s）到64 kV，保持5 min，同時(shí)檢查電壓互感器二次側(cè)電壓以及避雷器運(yùn)行電流的正確性，無(wú)異常后降壓歸零，將電壓互感器和避雷器從主回路斷開(kāi)。然后重新調(diào)頻并勻速升壓至92 kV，保持30 min。其目的是清除GIS內(nèi)部存在的導(dǎo)電微粒和毛刺（在電場(chǎng)力的作用下，導(dǎo)電微粒將向低場(chǎng)強(qiáng)區(qū)移動(dòng)，同時(shí)燒蝕電極表面毛刺）。

（2）耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)人員應(yīng)在凈化試驗(yàn)無(wú)異常后勻速升壓至現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)值184 kV，并保持1 min，然后降壓。

耐壓試驗(yàn)的加壓方法采用將試驗(yàn)電壓施加到每相導(dǎo)體和外殼之間，另外兩相應(yīng)可靠地與 GIS外殼連接，試驗(yàn)分相進(jìn)行。

試驗(yàn)中應(yīng)使 GIS每個(gè)部件都至少施加一次標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)電壓，現(xiàn)場(chǎng)僅作相對(duì)地交流耐壓。斷路器和隔離開(kāi)關(guān)斷口耐壓試驗(yàn)應(yīng)合理安排，盡量減少加壓次數(shù)，降低對(duì)絕緣危害的累積效應(yīng)。若GIS整體電容量較大，現(xiàn)場(chǎng)條件許可時(shí)可分別選擇進(jìn)線側(cè)和出線側(cè)進(jìn)行加壓，將耐壓試驗(yàn)分段進(jìn)行。

1.2 結(jié)論判定

（1）如果GIS每個(gè)部件均按試驗(yàn)程序承受規(guī)定的試驗(yàn)電壓而無(wú)擊穿放電，則該設(shè)備通過(guò)試驗(yàn)。

（2）若在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生擊穿放電，則根據(jù)聲、光、電以及其他試驗(yàn)結(jié)果（指除交流耐壓外其它試驗(yàn)項(xiàng)目）進(jìn)行綜合判斷。具體判斷步驟：施加規(guī)定電壓進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，如果設(shè)備還能承受，則該放電是自恢復(fù)放電；電壓加到定值并保持到規(guī)定時(shí)間，則認(rèn)定該試品合格，否則應(yīng)將設(shè)備解體，打開(kāi)放電氣隔，仔細(xì)檢查絕緣情況，采取必要恢復(fù)措施后，進(jìn)行下一次耐壓試驗(yàn)。

2 耐壓試驗(yàn)注意事項(xiàng)

2.1 耐壓試驗(yàn)存在問(wèn)題

2010年6月底，中鐵電氣化局集團(tuán)第二工程有限公司在廣珠線金塘牽引變電所進(jìn)行了 110 kV GIS耐壓試驗(yàn)。

試驗(yàn)中使用的210 kV變頻諧振交流耐壓試驗(yàn)裝置對(duì)高壓開(kāi)關(guān)、電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)一切正常，而在進(jìn)行GIS試驗(yàn)時(shí)，首次電壓只能升到120 kV，同時(shí)電抗器出現(xiàn)“吱吱”的放電聲，諧振變壓器也發(fā)出“嗡嗡”聲，電流明顯增大，試驗(yàn)電壓卻不同步上升；為了查找造成該現(xiàn)象的原因，試驗(yàn)人員還分別進(jìn)行了兩相并聯(lián)和四相并聯(lián)的極限輸出升壓驗(yàn)證試驗(yàn)（見(jiàn)表 1），表 1數(shù)據(jù)顯示，單相加壓試驗(yàn)時(shí)諧振頻率最高，試驗(yàn)設(shè)備的輸出能力最小，隨著所帶負(fù)荷相增加，頻率有所下降，變頻諧振交流耐壓試驗(yàn)裝置的輸出能力反而增大，四相并聯(lián)時(shí)高壓輸出電壓已達(dá)141 kV。

表1 耐壓試驗(yàn)極限升壓試驗(yàn)一覽表

以上分析可以得出：現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境如大氣濕度、設(shè)備表面的污穢程度等對(duì)高壓試驗(yàn)有較大的影響；電源或試驗(yàn)設(shè)備容量偏?。辉囼?yàn)設(shè)備的最終輸出能力和諧振頻率有關(guān)，諧振頻率太高不利于設(shè)備容量的發(fā)揮。

2.2 解決方法

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)分析及與試驗(yàn)裝置和 GIS設(shè)備生產(chǎn)廠家的商討，采取如下措施：

（1）公司試驗(yàn)人員對(duì)GIS設(shè)備進(jìn)行全面清掃，并進(jìn)行干燥處理（當(dāng)時(shí)正趕上廣州悶熱、潮濕季節(jié)）；檢查所有試驗(yàn)接線，高壓引線盡可能粗短，引線表面無(wú)毛刺并保證牢固；保證非升壓相可靠接地，避免接地不良懸浮電位放電；電流互感器二次側(cè)在GIS本體上的端子箱內(nèi)完成短接接地；高壓測(cè)量分壓器盡可能靠近被試品，以保證測(cè)量電壓為被試設(shè)備耐壓實(shí)際值。

（2）增加電抗器數(shù)量，增大變頻電源和勵(lì)磁變壓器容量、增強(qiáng)設(shè)備的絕緣性能。GIS耐壓試驗(yàn)裝置的品質(zhì)因數(shù) Q值在陰天或空氣濕度較大的情況下，將會(huì)減少30%左右，這使得勵(lì)磁變壓器輸入電壓增大，電流增大，試驗(yàn)設(shè)備制造廠家進(jìn)一步加大勵(lì)磁變壓器輸出電壓30%。

采取上述措施后，重新進(jìn)行單相耐壓試驗(yàn)，系統(tǒng)諧振頻率基本在45～55 Hz之間，系統(tǒng)工作穩(wěn)定正常。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，GIS耐壓試驗(yàn)是一項(xiàng)大型試驗(yàn)，由于試驗(yàn)電壓高、危險(xiǎn)點(diǎn)多、過(guò)程復(fù)雜，因此，要求試驗(yàn)人員清楚了解串聯(lián)諧振的原理和方法，試驗(yàn)流程，并能夠分析試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)中出現(xiàn)非正?，F(xiàn)象時(shí)，需先排除試驗(yàn)設(shè)備、接線等外部因素的影響。

試驗(yàn)中，對(duì)GIS設(shè)備試驗(yàn)結(jié)果要仔細(xì)分析，切勿貿(mào)然施加電壓，以免GIS設(shè)備多次承受試驗(yàn)電壓而造成不利后果。同時(shí)，如果具備條件，應(yīng)盡量使試驗(yàn)設(shè)備和被試設(shè)備的電氣參數(shù)匹配，讓系統(tǒng)的諧振頻率接近50 Hz，這樣有利于發(fā)揮耐壓設(shè)備的容量，同時(shí)也更符合GIS設(shè)備的工況。

另外，由于 Q值受天氣影響較大，應(yīng)對(duì)設(shè)備及時(shí)進(jìn)行清潔、干燥，盡量選擇干燥、晴朗天氣進(jìn)行試驗(yàn)以消除不利因素。

[1]DL/T 555氣體絕緣金屬封閉電器現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)導(dǎo)則[S].