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浅谈 GIS 设备的现场交流耐压试验

发布人:www.whgdmk.com发布时间:2018-10-31

        随着电力科学技术的发展 ,气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)在电力系统中应用越来越广泛 ,特别在 110 kV 至 500 kV 电压等级的电网中 ,它所具有的结构紧凑、安装方便、节约土地、防污防雾、检修周期长等优点逐渐体现出来。GIS 交流耐压试验是检验 GIS 设备绝缘性能的重要试验之一 ,它对反应设备在制造及安装过程中可能遗留的绝缘缺陷直观灵敏 , 本文主要介绍 GIS 的现场交流耐压试验。
1 、交流耐压试验的必要性。交流耐压试验是 GIS 现场交接试验规程中规定的重要项目 ,主要是针对新安装的设备 ,试验能够有效地发现 GIS 设备内部的绝缘污秽、安装错误、几何尺寸偏差 ,以及在包装、运输、安装调试过程中损坏和遗留异物等缺陷 ,所以是一种最严格、最有效和最直接的试验方法 ,对于判断设备能否投入系统运行具有绝对性的意义 ,是保证设备绝缘水平 ,避免发生绝缘事故的重要方法。事故统计表明 ,虽然不能保证经过耐压的 GIS 不会在运行中发生绝缘事故 ,但是没有进行现场耐压试验的 GIS 却大都发生了事故 ,因此国内外近年来已取得了共识 ,GIS 必须进行现场耐压试验。
2 现场交流耐压试验的方法
      GIS耐压试验一般采用三种试验设备 ,即YD系列工频试验变压器调感式串联谐振耐压试验装置,工频试验变压器由于体积庞大笨重 ,运输困难且试验过程中如果发生闪络或击穿 ,短路电流很可能对GIS 装置造成伤害 ,所以在现场很少使用 ,调感式试验设备体积也比较庞大 ,结构复杂 ,一般也很少用 ,目前 ,使用比较多的是TKBPXZ型调频式串联谐振装置 ,这种设备体积小 ,质量轻 ,使用方便 ,得到了广大试验技术人员的普遍认可。但由于试验频率是可调的 ,这与工频试验还是有区别的 ,通过相关理论和研究可知 ,频率对气体击穿电压的影响主要有:①在均匀电场中 ,300 Hz 以下的频率对 SF6 气体击穿电压的影响是甚微的。在稍不均匀电场中 ,随着电压频率的变化 ,击穿电压有较大的变化。②在极不均匀电场中 ,当 SF6 气体的密度大于 0. 4 MPa 的情
况下 ,交流电压的频率在数百 Hz 以内 ,击穿电压值基本不随频率的变化而变化。③在电场中存在导电微粒时 ,在一定的电压下 ,微粒的跳动高度与电压的频率有关 ,频率低 ,跳得高 ,频率高 ,微粒在电场的作用下产生的加速运动尚未达到较高的速度时 ,电场方向使微粒改变运动方向 ,因而达不到一定的高度。当频率上升到一定数值 ,微粒难以穿越气隙时 ,使击穿电压偏高。试验频率的选择对耐压的效果是有影响的 ,但影响不大 ,IEC517 和 GB7674 均认为试验电压频率在 10~300 Hz 范围内与工频电压试验基本等效 ,所以规程[4]规定 ,试验电压的频率一般在 10~300 Hz的范围内。对于串联谐振试验装置的原理 ,相关文献均有详细介绍 ,这里就不再赘述。
耐压试验程序
     GIS 交流耐压试验集高压试验、起重作业、登高作业于一体 ,涉及面广 ,施加电压高 ,具有一定的危险工程管理性 ,同时 ,它又是一种破坏性试验 ,为保证试验有序安全顺利地进行 ,试验前应制定详细的试验方案 ,根据规程规定 ,一般试验方案的基本内容是:试验分为老练试验和耐压试验两个阶段 ,其中第一阶段老练试验应在耐压试验之前进行 ,它通过施加的电压并停留一段时间 ,可将设备中可能存在的活动微粒迁移到低电场区域 ,或通过放电烧掉细小的微粒或电极上的毛刺、附着的尘埃等。“老练净化”时间为 10 min ,电压值为 1. 0 倍设备额定相对地电压 ,试验范围包括避雷器、电压互感器在内的所有 GIS 电器设备。第二阶段为耐压试验 ,首先升压至 1. 73 倍额定相对地电压 ,并保持 3 min ,无异常后上升到现场交流耐压额定值(为出厂试验电压值的 80 %) ,保持 1 min ,然后降压至零 ,其试验范围不包括避雷器、电压互感器等不允许耐压的设备。对于避雷器、电压互感器与母线之间若无隔离开关连接 ,则该部分设备需在耐压试验后才可安装。试验分相进行 ,被试相加压 ,其余两相短接接地。如 GIS 的每一部件均已按选定的试验程序耐受规定的试验电压而无击穿放电则认为 GIS 通过耐压试验。根据近几年安徽省相关 GIS 工程现场耐压试验的经验并结合文献[4] ,征集了许多设备厂家及用户单位的广泛意见 ,制定了比较统一的试验流程:(1) 现场准备: ①认真阅读相关图纸及厂家出厂试验数据 ,制定试验方案。②检查 GIS 设备全部安装完毕 ,各单体元件试验合格 ,SF6 气体压力和湿度测量合格。③安全技术措施交底与学习;人员组织与分工 ;施工场地熟悉。④ 检查安全措施落实情况。(2) 试验前准备: ①试验仪器仪表准备、检查;安全用品和起吊用具准备、检查。②对 GIS 设备巡视 ,检查各断路器及隔离开关位置正确。③断开高压电缆、架空进线、变压器与 GIS 的连接 ,并保持足够的安全距离。④短接所有电流互感器的二次绕组并接地 ,电压互感器二次绕组接地。⑤测试 GIS 主回路绝缘。⑥确定试验仪器的现场位置。(3) 试验仪器布置、接线: ①合理布置电抗器、电容器、试验变、操作台及高压引线位置 ,保证安全距离。②检查试验仪器及设备的接地线绝对可靠。
(4) 进行试验: ①检查试验接线必须准确无误。②进行老练试验。③操作断路器及隔离开关 ,进行耐压试验。④记录试验数据。
(5) 收尾工作: ①拆除试验接线 ,整理试验仪器。②复测 GIS 主回路绝缘。③恢复试验中的拆线及安全措施。④填写试验记录。

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