李 晨，王 黎，曹曉華

（青島供電公司，山東 青島 266002）

1 試驗(yàn)原理

串聯(lián)諧振試驗(yàn)原理如圖1所示，變頻電源VF提供頻率和幅值都可調(diào)節(jié)的電壓，由勵(lì)磁變壓器經(jīng)過(guò)初步升壓后，通過(guò)諧振電抗器L（試驗(yàn)時(shí)所使用的高壓電抗器組，它可以由兩個(gè)或者更多個(gè)高壓電抗器組成）和回路的電容C（即上面的電容分壓器CF和試品Cx）之間發(fā)生諧振，在試品上得到諧振電壓。諧振電抗器L可以并聯(lián)連接使用，也可以串聯(lián)連接使用，以保證回路在適當(dāng)?shù)念l率下發(fā)生諧振。通過(guò)改變變頻電源的輸出頻率，使回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)；調(diào)節(jié)變頻電源的輸出電壓幅值，使試品上的電壓達(dá)到試驗(yàn)所要求的試驗(yàn)電壓。其中，諧振頻率

在這個(gè)諧振頻率下試品上的電壓可以達(dá)到勵(lì)磁變壓器輸出電壓與品質(zhì)因數(shù)的乘積［1-2］。

圖1 串聯(lián)諧振試驗(yàn)原理圖

2 試驗(yàn)方法及注意事項(xiàng)

若進(jìn)行GIS耐壓試驗(yàn)，需要保證電流互感器二次短路并可靠接地，并在完成主回路電阻試驗(yàn)，GIS氣室壓力正常，微水測(cè)量合格后進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓加到每相導(dǎo)體和外殼之間（三相分別在三個(gè)氣筒內(nèi)）或者每相對(duì)其他兩相和外殼之間（三相在一個(gè)氣筒內(nèi)）。進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)母線上不應(yīng)接有高壓線路、電壓互感器或避雷器，且應(yīng)按照以下試驗(yàn)順序進(jìn)行［3］：

1）通電試驗(yàn)，加運(yùn)行電壓。通電檢查后若有避雷器或電壓互感器接在母線上需要甩掉。

2）老練凈化，目的是清除GIS內(nèi)部可能存在的導(dǎo)電微?；蚍菍?dǎo)電微粒、電極表面毛刺等。老練凈化可使可能存在的導(dǎo)電微粒移動(dòng)到低電場(chǎng)區(qū)域和燒灼電極表面毛刺，使其不再對(duì)絕緣起到危害作用。

3）耐壓試驗(yàn)。時(shí)間為1 min，考核絕緣強(qiáng)度。進(jìn)行電纜耐壓時(shí)，需要將電纜護(hù)套接地，所有非被試設(shè)備與被試電纜斷開(kāi)，保持足夠安全距離。如果電纜一頭在GIS內(nèi)，則需要將斷路器、隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。另外，規(guī)程規(guī)定，電纜耐壓試驗(yàn)為1 h，因?yàn)闀r(shí)間較短可能發(fā)現(xiàn)不了故障，若試驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)（1 h內(nèi)），則發(fā)現(xiàn)故障的可能性大大增加。

3 試驗(yàn)異常情況處理以及原因分析

3.1 找不到諧振頻率

諧振頻率的尋求是試驗(yàn)過(guò)程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，如果試驗(yàn)頻率尋求不當(dāng)，則試驗(yàn)電壓有可能不能升到我們所需要的幅值。在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，有時(shí)會(huì)遇到找不到諧振頻率的情況，根本原因是沒(méi)有形成諧振回路，達(dá)不到諧振條件。

對(duì)110 kV變電站110 kV GIS進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)，諧振頻率無(wú)法尋求。經(jīng)檢查母線有一條出線母線側(cè)的接地刀閘沒(méi)有拉開(kāi)，導(dǎo)致被試品接地，沒(méi)有電容與電抗器構(gòu)成諧振回路，將該接地刀閘拉開(kāi)后試驗(yàn)順利完成。

對(duì)用戶站110 kV GIS進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)，諧振頻率無(wú)法尋求，經(jīng)檢查GIS內(nèi)設(shè)備操作無(wú)問(wèn)題。懷疑試驗(yàn)設(shè)備存在問(wèn)題，對(duì)電抗器進(jìn)行直流電阻測(cè)試，發(fā)現(xiàn)直流電阻無(wú)窮大，在長(zhǎng)期的運(yùn)輸顛簸過(guò)程中電抗器內(nèi)部斷線導(dǎo)致開(kāi)路。更換電抗器后試驗(yàn)完成。另外在別的單位還有發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁變壓器繞組斷線情況。

對(duì)用戶站220 kV GIS進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)發(fā)生放電現(xiàn)象。發(fā)生放電前諧振頻率可以尋求，發(fā)生放電后找不到諧振頻率。懷疑試品內(nèi)部絕緣出現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試發(fā)現(xiàn)結(jié)果不合格，解體后發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)盆式絕緣子有放電通道，對(duì)外殼形成通路，被試品接地致使不能構(gòu)成諧振回路。

對(duì)110 kV電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)諧振頻率尋求不到。后在電纜溝內(nèi)檢查發(fā)現(xiàn)，電纜護(hù)套并未可靠接地。導(dǎo)致被試品電容一端并未可靠接地，不能與勵(lì)磁變壓器，試驗(yàn)電抗器構(gòu)成回路（勵(lì)磁變壓器輸出單端接地），將護(hù)套接地后試驗(yàn)順利完成。

3.2 試驗(yàn)電壓不能升到所需要數(shù)值

在諧振頻率可以尋求的情況下，試驗(yàn)電壓依然不能升到規(guī)程規(guī)定的幅值。由于電纜一般敷設(shè)于郊外，周圍很可能沒(méi)有電源，需要發(fā)電機(jī)對(duì)變頻諧振設(shè)備供電。電纜的電容量一般較大，試驗(yàn)電流也較大，因此對(duì)發(fā)電機(jī)容量要求較高。對(duì)110 kV電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)諧振頻率可以尋求，但是試驗(yàn)電壓始終達(dá)不到所要求的幅值。對(duì)電纜進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試，結(jié)果良好。后經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)當(dāng)試驗(yàn)電壓升高到一定程度后，發(fā)電機(jī)輸出電壓急劇下降，僅300 V左右，變頻電源的輸入電壓幅值不能維持穩(wěn)定（需要輸入三相380 V工頻交流電），導(dǎo)致輸出電壓，即加在試品上的電壓幅值不能滿足規(guī)程要求。后換用一臺(tái)容量大的發(fā)電機(jī)作為試驗(yàn)電源，試驗(yàn)順利完成。

在對(duì)220 kV變電站110 kV GIS耐壓試驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)在找到諧振頻率的情況下，試驗(yàn)電壓始終不能加到規(guī)程規(guī)定的幅值（規(guī)程規(guī)定最高電壓為184 kV，而實(shí)際只能加壓至140 kV左右）。后經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁變壓器的輸出繞組接線不適用于此項(xiàng)試驗(yàn)。勵(lì)磁變壓器的高壓有多個(gè)繞組，當(dāng)試品電壓等級(jí)較低或者試驗(yàn)電流較大時(shí)，可采用并聯(lián)連接法；當(dāng)試品電壓較高時(shí)，可采用串聯(lián)接法以提升輸出電壓。改變勵(lì)磁變壓器輸出繞組的接線方式，將幾個(gè)繞組串聯(lián)，輸出的試驗(yàn)電壓達(dá)到了規(guī)程規(guī)定的數(shù)值。

3.3 放電情況分析

GIS試驗(yàn)過(guò)程中，可能會(huì)由于制造工藝、絕緣內(nèi)部缺陷等原因引起放電。若放電是由于GIS內(nèi)的毛刺或金屬微粒引起的，發(fā)生發(fā)電時(shí)可能會(huì)將其燒掉，若放電后再進(jìn)行試驗(yàn)通過(guò)，則被試品可視為合格。但如果幾次試驗(yàn)都發(fā)生發(fā)電情況（一般不能超過(guò)3次，因?yàn)榉烹姇r(shí)會(huì)對(duì)試驗(yàn)設(shè)備造成損害），則說(shuō)明GIS內(nèi)部存在較嚴(yán)重絕緣缺陷，需要解體進(jìn)行檢查。

電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)放電的幾率相對(duì)較小，有時(shí)可能是其他原因引起的放電。例如在對(duì)送變電委托的某電纜進(jìn)行交接試驗(yàn)時(shí)，發(fā)生放電現(xiàn)象試驗(yàn)沒(méi)有通過(guò)。這種情況下可以對(duì)電纜進(jìn)行充放電定位，但這樣會(huì)對(duì)電纜頭造成損害。通過(guò)與送變電、廠家的積極溝通，詳細(xì)了解其施工情況，較快地?cái)喽娎|GIS側(cè)C相氣室逆止閥有故障，堵塞不通，無(wú)SF6氣體導(dǎo)致放電；A相找出故障點(diǎn)在GIS內(nèi)靠近3刀閘處的一個(gè)盆式絕緣子處，將GIS解體后發(fā)現(xiàn)盆式絕緣子表面有貫穿式放電通道，需要更換新的盆式絕緣子。確定問(wèn)題后經(jīng)過(guò)相應(yīng)處理電纜試驗(yàn)通過(guò)。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)近幾年青島供電公司應(yīng)用串諧設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析總結(jié)，有利于對(duì)試驗(yàn)的原理、試驗(yàn)條件等方面有更深入的了解，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能夠更快速、準(zhǔn)確找到問(wèn)題并解決問(wèn)題。