黎海凡

(中國(guó)長(zhǎng)江電力股份有限公司，湖北 宜昌 443002)

回路電阻是高壓、特高壓GIS設(shè)備(GIS指Gas Insulated Switchgear，氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備)的重要技術(shù)參數(shù)，它表征導(dǎo)電回路的聯(lián)接是否良好，各類型產(chǎn)品都規(guī)定了一定范圍內(nèi)的值[1]。大容量GIS設(shè)備額定電流較大，若是主回路的回路電阻增大，會(huì)造成電能損耗，并可能導(dǎo)致局部過熱。

按照電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)規(guī)程[2-3]等規(guī)定，設(shè)備主回路電阻一般采用直流壓降法測(cè)試，測(cè)試原理如圖1所示，對(duì)被試回路施加一個(gè)穩(wěn)恒的直流電流I(按照相關(guān)規(guī)定，其值一般大于100 A)，再測(cè)量被試回路兩端電壓U，根據(jù)歐姆定律，R=U/I，即可測(cè)得設(shè)備主回路電阻R。當(dāng)前市場(chǎng)上的回路電阻測(cè)試儀器基本上采用此測(cè)量原理。

圖1 回路電阻測(cè)量原理圖

GIS設(shè)備由斷路器、隔離刀閘、接地刀閘、母線等組成，在設(shè)計(jì)、制造中，其主回路電阻控制值是不同的，一般來說，接地刀閘的電阻控制值會(huì)大于其余設(shè)備。例如，某220 kV GIS設(shè)備，其斷路器單相回路電阻控制值為50 μΩ，隔離刀閘為40 μΩ，母線為48 μΩ/m，接地刀閘為150 μΩ。

在生產(chǎn)實(shí)踐中，在GIS設(shè)備交接或是預(yù)防性試驗(yàn)過程中，一般是從設(shè)備就近的接地刀閘處通入電流進(jìn)行回路電阻測(cè)量。

下面，本文將介紹在3種特殊情況下，利用直流壓降法測(cè)量GIS設(shè)備主回路電阻。

1 查找GIS設(shè)備主回路電阻缺陷部位

如圖2所示，為葛洲壩二江220 kV GIS站一段主接線圖，在測(cè)量AC之間的回路電阻時(shí)，合上刀閘S1、S2、S3和接地刀閘SF、SF1、SF2、SF3、SF4，并解開SF、SF1、SF2、SF3、SF4、SF5接地刀閘的接地連片，使其與地網(wǎng)斷開。

圖2 某GIS設(shè)備測(cè)量示意圖

此時(shí)，測(cè)量HZDET段三相回路電阻，所得值分別如表1。

表1 HZDET段三相回路電阻測(cè)量值

由表1數(shù)據(jù)可以看出，B相回路電阻明顯異常，經(jīng)查詢出廠文件，HZDET段各零件回路電阻控制值與出廠平均值與如表2。

表2 各零件控制值與出廠平均值

注：控制值是指廠家提供的理論計(jì)算值，出廠平均值是指廠家出廠實(shí)測(cè)值的平均值。

由表2，按照控制值計(jì)算，該段B相電阻需不大于380 μΩ，并未超標(biāo)，但按照出廠平均值計(jì)算，該段B相電阻需不大于120 μΩ,該段A、C兩相均滿足要求，故必須查明B相偏差過大的原因。

此時(shí)，試驗(yàn)人員靈活利用直流壓降法的原理，查找主回路電阻缺陷的元件。

如圖3，測(cè)量S2的電阻，合上斷路器S和刀閘S4，將儀器的電流線接在HZDW回路上，通以100 A直流電流。將儀器的電壓測(cè)量線接在G、T點(diǎn)上，此時(shí)，測(cè)得的電壓僅為ZD兩點(diǎn)間(即S2隔離刀閘)的電壓，故儀器最終測(cè)得的回路電阻值為S2的電阻。

同理，試驗(yàn)電流經(jīng)WDET通過、試驗(yàn)電壓由H、K點(diǎn)測(cè)量時(shí)，可測(cè)得S3的回路電阻(圖4)，試驗(yàn)電壓由K、T點(diǎn)測(cè)量時(shí)，可測(cè)得SF4的回路電阻。試驗(yàn)電流由HZET流過，試驗(yàn)電壓由G、H點(diǎn)測(cè)量時(shí)，可測(cè)得SF2的回路電阻(圖5)。

圖3 測(cè)量S2隔離刀閘回路電阻

最終測(cè)得的數(shù)據(jù)如表3。

根據(jù)表3的結(jié)果可以得出，SF2接地刀閘B相阻值偏大，其余零件測(cè)試值均合格。

廠家人員對(duì)SF2接地刀閘B相進(jìn)行了處理，再次對(duì)圖2所示的HZDET以同樣方法進(jìn)行測(cè)量，三相數(shù)據(jù)平衡且接近出廠平均值。

圖4 測(cè)量S3隔離刀閘回路電阻

圖5 測(cè)量SF3接地刀閘回路電阻

表3 各零件單獨(dú)測(cè)量值 μΩ

需要指出的是，本方法一般適用于查找回路電阻值出現(xiàn)問題的GIS設(shè)備。大多數(shù)時(shí)候，GIS設(shè)備只有部分回路停電檢修，可能達(dá)不到動(dòng)用多組接地刀閘的條件。為保證歷次測(cè)試數(shù)據(jù)的一致性，在一般交接性試驗(yàn)或是預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)[4]，建議試驗(yàn)電流、電壓測(cè)試線均置于被試回路兩端接地刀閘處。

2 在強(qiáng)感應(yīng)電情況下測(cè)量出線回路電阻值

如圖6，該220 kV GIS廠房建設(shè)在架空線下，其一回出線主接線見圖1。經(jīng)測(cè)量，其出線套管導(dǎo)體上感應(yīng)電高達(dá)1 000余V，若按照正常方法測(cè)量在測(cè)量其出線回路電阻，試驗(yàn)人員有觸電的危險(xiǎn)，故測(cè)量時(shí)，SF1接地刀閘必須合上，其接地連片不允許斷開。

圖6 GIS設(shè)備在架空線下

按照直流壓降法原理，試驗(yàn)人員用圖7所示接線。

測(cè)量出線回路MX間的回路電阻，在MF間施加試驗(yàn)電流，在M、G兩點(diǎn)測(cè)量電壓，如此，既能保證安全試驗(yàn)，又能夠測(cè)得所需數(shù)據(jù)。

3 測(cè)量超長(zhǎng)母線回路電阻

在GIS站投入運(yùn)行前，或是母線檢修期間，需要測(cè)量主母線回路電阻。該220 kV GIS站為雙母線雙分段結(jié)構(gòu)，每回分段母線長(zhǎng)約140 m。回路電阻測(cè)試儀電流試驗(yàn)線一般為30 m，截面積為35 mm2，若試驗(yàn)線過長(zhǎng)，線路電壓降低明顯，受儀器容量限制，試驗(yàn)電流值將明顯下降，達(dá)不到試驗(yàn)規(guī)程要求。

圖7 架空線下出線回路電阻測(cè)量示意圖

GIS母線截面積大，而且導(dǎo)電質(zhì)量?jī)?yōu)良，可以利用其來作為電流導(dǎo)線。將母線兩端接地刀閘合上，接地連片解開，將其中一端接地刀閘三相短路銅排拆開，另一端則不拆如圖8所示。測(cè)量A相母線回路電阻時(shí)，在X、Y兩點(diǎn)間通入試驗(yàn)電流，此時(shí)電流路徑為圖8中加粗部分。將電壓測(cè)試線分別置于X、Z兩點(diǎn)，測(cè)得的電阻為XM段即A相母線回路電阻值。同理，在X、Y點(diǎn)間通入電流，測(cè)量Y、Z點(diǎn)間電壓，即可得B相母線回路電阻值；在Y、Z點(diǎn)間通入電流，測(cè)量X、Z點(diǎn)間電壓，即可得C相母線回路電阻值。

圖8 超長(zhǎng)母線回路電阻測(cè)量示意圖

4 結(jié) 語

當(dāng)前大型高壓GIS站主接線較為復(fù)雜，在GIS主設(shè)備安裝調(diào)試和日常預(yù)防性試驗(yàn)中，靈活運(yùn)用直流壓降法，能夠有效查找高壓GIS設(shè)備導(dǎo)電回路電阻缺陷部位，能夠創(chuàng)造條件測(cè)量強(qiáng)感應(yīng)電下的導(dǎo)電回路電阻，也能夠便捷測(cè)得整段超長(zhǎng)母線回路電阻值。