何琦

摘 要：交流耐壓試驗是直接、有效并嚴(yán)格地鑒定絕緣強度的試驗方法，它的試驗數(shù)據(jù)關(guān)系到電力設(shè)備是否可以投入運行。GIS可通過交流耐壓試驗檢查在設(shè)備運輸或安裝過程中是否出現(xiàn)異常。對于傳統(tǒng)的工頻試驗變壓器，其體積較大，重量很重，對試驗電源要求較高，同時若出現(xiàn)擊穿放電將對設(shè)備產(chǎn)生損害，采用串聯(lián)諧振技術(shù)做耐壓試驗?zāi)軌虮苊膺@些問題。該文闡述了基于串聯(lián)諧振技術(shù)的交流耐壓試驗裝置的原理及其優(yōu)點，給出了GIS交流耐壓試驗中應(yīng)當(dāng)注意的細(xì)節(jié)，并對可能出現(xiàn)的問題做出分析。

關(guān)鍵字：交流耐壓 GIS 串聯(lián)諧振

中圖分類號：TM8 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（b）-0053-01

GIS在變電站中的應(yīng)用很常見。由于GIS對其組成部件的聯(lián)接、密封、潔凈等具有較高要求。為防止投運前因振動、撞擊或刮傷等情況給GIS埋下安全隱患，在現(xiàn)場安裝后的驗收工作中，GIS必須經(jīng)過交流耐壓試驗。

交流耐壓試驗就是在被試驗電氣設(shè)備上施加一定大小的交流電壓，維持一段時間后設(shè)備不出現(xiàn)閃絡(luò)或絕緣擊穿等情況。近年來，基于串聯(lián)諧振技術(shù)的交流耐壓試驗裝置得到廣泛應(yīng)用，根據(jù)調(diào)節(jié)方式的不同其類型包括調(diào)容式、調(diào)感式以及調(diào)頻式。其中，調(diào)頻式的串聯(lián)諧振裝置由于其電壓波形的正弦性良好，輸出電壓穩(wěn)定，當(dāng)出現(xiàn)閃爍時無過電壓，并且沒有運動的機械部件，具有較高的使用壽命。以上優(yōu)點使得變頻式串聯(lián)諧振交流耐壓試驗裝置得到最廣泛的應(yīng)用。

1 調(diào)頻式串聯(lián)諧振裝置的工作原理

調(diào)頻式串聯(lián)諧振交流耐壓試驗裝置通常包括變頻電源、變壓器、電抗器以及電容分壓器，其接線圖如圖1所示。

其工作原理為變頻電源VF將380 V交流電轉(zhuǎn)換為頻率和幅值都可調(diào)節(jié)的電壓，再將調(diào)節(jié)后的電壓送給變壓器T的低壓側(cè)升壓后，進入由電抗器L、電容分壓器CF以及被試驗設(shè)備CS成的串聯(lián)諧振回路。根據(jù)諧振的原理，此回路的諧振頻率與電抗器的電感L、分壓電容器的電容C以及被試驗設(shè)備的電容CS相關(guān)。其試驗過程為使裝置輸出較小的電壓，調(diào)整頻率至串聯(lián)諧振回路發(fā)生諧振；再加大電源的輸出電壓，觀測試驗設(shè)備上施加的電壓大小，當(dāng)此電壓達到目標(biāo)值時停止增大電壓。此串聯(lián)諧振裝置接線方式的等值電路圖如圖2所示。

圖2中，U為變壓器高壓側(cè)輸出的電壓，R為回路的等效電阻，L為回路的等值電感，C為回路的分壓器電容與測試設(shè)備電容之和。因此，串聯(lián)諧振回路中電流I的大小以及測試設(shè)備上施加的電壓UCX大小如下式所示。

（1）

（2）

當(dāng)串聯(lián)諧振時，，此時，測試設(shè)備的試驗容量S大小如下式所示。

（3）

由式（1）、式（2）、式（3）可得，在諧振的情況下，測試設(shè)備的被施加的電壓是變壓器高壓側(cè)電壓的Q倍，測試設(shè)備的試驗容量同樣是變壓器輸出容量的Q倍。若試驗時出現(xiàn)測試設(shè)備被擊穿，則串聯(lián)諧振回路的諧振條件將不存在，回路電流在瞬間降到了試驗電流的1/Q倍以下，故障電流只是測試設(shè)備的儲能放電，對測試設(shè)備造成破壞的可能性較小。

2 GIS的交流耐壓試驗

該文以某型號GIS試驗為例做出說明，此試驗將老練試驗與交流耐壓試驗相結(jié)合。設(shè)備的出廠試驗值為230 kV，則交流耐壓試驗值為出廠試驗值的80%，對三相分別進行對地交流耐壓試驗，耐受時間設(shè)為1 min。用1.15倍的額定相電壓帶電壓互感器老練5 min。之后拆開電壓互感器，在額定的相電壓下老練5 min。接著升壓至0.8倍試驗電壓老練1 min。若試驗全程沒有出現(xiàn)閃絡(luò)或擊穿，則說明老練試驗合格。再使用串聯(lián)諧振裝置，在低電壓的條件下調(diào)節(jié)頻率，使頻率逐漸接近至諧振點，接著按照試驗程序進行升壓試驗。在耐壓試驗中沒有出現(xiàn)閃絡(luò)或擊穿，并且設(shè)備在耐壓試驗前后，其絕緣電阻阻值沒有出現(xiàn)明顯變化，則說明耐壓試驗通過。

在現(xiàn)場做GIS設(shè)備的耐壓試驗時，可能會出現(xiàn)當(dāng)串聯(lián)諧振回路達到諧振狀態(tài)時，變壓器的輸出電壓已經(jīng)達到設(shè)定值，但Q值較低導(dǎo)致施加到設(shè)備上的電壓值沒有升到要求值。對此，通常可以采取降低雜散電容以及試驗電路中的損耗電阻的方法。試驗時，應(yīng)當(dāng)盡量使引線長度短一些。同時，在試驗時應(yīng)當(dāng)使一次引線以及斷路器的導(dǎo)電部分具有良好的屏蔽，最大程度地降低電暈損耗，使損耗電阻最小，這樣就能保證Q值能夠滿足試驗要求。

3 結(jié)論

由于GIS的結(jié)構(gòu)特點，其耐壓試驗尤其重要。該文敘述了調(diào)頻式串聯(lián)諧振裝置的優(yōu)越性能，對其原理做出了深入分析。串聯(lián)諧振耐壓裝置在一次設(shè)備的交流耐壓試驗中取得廣泛應(yīng)用，檢修專業(yè)應(yīng)當(dāng)深入了解其原理及試驗方法，以提高作業(yè)的安全性。

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