現(xiàn)場耐壓試驗的必要性和有效性

GIS在工廠整體組裝完成以后進(jìn)行調(diào)整試驗，在試驗合格后，以運(yùn)輸單元的方式運(yùn)往現(xiàn)場安裝工地。運(yùn)輸過程中的機(jī)械振動、撞擊等可能導(dǎo)致GIS元件或組裝件內(nèi)部緊固件松動或相對位移。

安裝過程中，在聯(lián)結(jié)、密封等工藝處理方面可能失誤，導(dǎo)致電極表面刮傷或安裝錯位引起電極表面缺陷:

空氣中懸浮的塵埃、導(dǎo)電微粒雜質(zhì)和毛刺等在安裝現(xiàn)場又難以徹底清理;

國內(nèi)外還曾出現(xiàn)將安裝工具遺忘在GIS內(nèi)的情況這些缺陷如未在投運(yùn)前檢查出來，將引發(fā)絕緣事故。

由于試驗設(shè)備和條件所限，早期的GIS產(chǎn)品多數(shù)未進(jìn)行嚴(yán)格的現(xiàn)場耐壓試驗。事故統(tǒng)計表明，雖然不能保證經(jīng)過現(xiàn)場耐壓試驗的GIS不會在運(yùn)行中發(fā)生絕緣事故，但是沒有進(jìn)行現(xiàn)場耐壓試驗的GIS卻大都發(fā)生了事故，因此國內(nèi)外近年來已取得共識，GIS必須進(jìn)行現(xiàn)場耐壓試驗。

GIS的現(xiàn)場耐壓可采用交流電壓、振蕩操作沖擊電壓和振蕩雷電沖擊電壓等試驗裝置進(jìn)行。交流耐壓試驗是GIS現(xiàn)場耐壓試驗最常見的方法，它能夠有效地檢查內(nèi)部導(dǎo)電微粒的存在、絕緣子表面污染、電場嚴(yán)重畸變等故障:雷電沖擊耐壓試驗對檢查異常的電場結(jié)構(gòu)(如電極損壞)非常有效。

由于GIS導(dǎo)電部分對外殼的等值電容較大，現(xiàn)場一般專用振蕩雷電沖擊電壓試驗裝置進(jìn)行:操作沖擊電壓試驗?zāi)軌蛴行У貦z查GIS內(nèi)部存在的絕緣污染、異常電場結(jié)構(gòu)等故障，現(xiàn)場一般也采用振蕩型試驗裝置。目前，由于試驗設(shè)備和條件所限，現(xiàn)場一般只做交流耐壓試驗。

試驗設(shè)備

IEC517和GB7674均認(rèn)為試驗電壓頻率在10~300Hz范圍內(nèi)與工頻電壓試驗基本等效。

目前國內(nèi)外大多采用調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置進(jìn)行GIS現(xiàn)場交流耐壓試驗。

1、被試品要求

GIS應(yīng)完全安裝好，SF6氣體充氣到額定密度，已完成主回路電阻測量、各元件試驗以及SF6氣體微水含量和檢漏試驗。所有電流互感器次繞組短路接地，電壓互感器二次繞組開路并接地。交流耐壓試驗前，應(yīng)將下列設(shè)備與GIS隔離開來：

(1)高壓電纜和架空線:

(2)電力變壓器和大多數(shù)電磁式電壓互感器(若采用調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置，試驗回路經(jīng)頻率計算不會引起磁飽和，且耐壓標(biāo)準(zhǔn)一樣，也可以與主回路一起做耐壓);

(3)避雷器和保護(hù)火花間隙。

GIS的每一新安裝部分都應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗，同時，對擴(kuò)建部分進(jìn)行耐壓時，相鄰設(shè)備原有部分應(yīng)斷電并接地。否則，對于突然擊穿給原有部分設(shè)備帶來的不良影響應(yīng)采取特殊措施。

2、試驗電壓的加壓方法

試驗電壓應(yīng)施加到每相導(dǎo)體和外殼之間，每次一相，其他非試相的導(dǎo)體應(yīng)與接地的外殼相連，試驗電壓一般由進(jìn)出線套管加進(jìn)去，試驗過程中應(yīng)使GIS每個部件都至少施加一次試驗電壓。同時，為避免在同一部位多次承受電壓而導(dǎo)致絕緣老化，試驗電壓應(yīng)盡可能分別由幾個部位施加。

現(xiàn)場一般僅做相對地交流耐壓，如果斷路器和隔離開關(guān)的斷口在運(yùn)輸安裝過程中受到損壞，或已經(jīng)過解體，應(yīng)做斷口交流耐壓，耐壓值與相對地交流耐壓值可取同一數(shù)值。若GIS整體電容量較大，耐壓試驗可分段進(jìn)行。

3、交流耐壓試驗程序

GIS現(xiàn)場交流耐壓試驗的第一階段是“老練凈化”，其目的是清除GIS內(nèi)部可能存在的導(dǎo)電微粒或非導(dǎo)電微粒。這些微粒可能是由于安裝時帶入而清理不凈，或是多次操作后產(chǎn)生的金屬碎屑，或是緊固件的切削碎屑和電極表面的毛刺而形成的。“老練凈化”可使可能存在的導(dǎo)電微粒移動到低電場區(qū)或微粒陷阱中和燒蝕電極表面的毛刺，使其不再對絕緣起危害作用。“老練凈化”電壓值應(yīng)低于耐壓值，時間可取數(shù)分鐘到數(shù)十分鐘。

第二階段是耐壓試驗，即在“老練凈化”過程結(jié)束后進(jìn)行耐壓試驗時間為1min。試驗程序可選用如圖所示三種，現(xiàn)場的具體實施方案應(yīng)與制造廠和用戶商議。

4、現(xiàn)場耐壓試驗的判據(jù)

(1)如果GIS的每一部件均已按選定的完整試驗程序耐受規(guī)定的試驗電壓而無擊穿放電，則認(rèn)為整個GIS通過試驗。

(2)在試驗過程中如果發(fā)生擊穿放電，則應(yīng)根據(jù)放電能量和放電引起的各種聲、光、電、化學(xué)等各種效應(yīng)以及耐壓試驗過程中進(jìn)行的其他故障診斷技術(shù)所提供的資料進(jìn)行綜合判斷。遇有放電情況，可采取下述步驟:

1)施加規(guī)定的電壓，進(jìn)行重復(fù)試驗，如果設(shè)備或氣隔還能經(jīng)受，則該放電是自恢復(fù)放電。如果重復(fù)試驗電壓達(dá)到規(guī)定值和規(guī)定時間時，則認(rèn)為耐壓試驗通過。如果重復(fù)試驗再次失敗按2)項進(jìn)行。

2)設(shè)備解體，打開放電氣隔，仔細(xì)檢查絕緣情況。在采取必要的恢復(fù)措施后，再一次進(jìn)行規(guī)定的耐壓試驗。

5、GIS耐壓試驗擊穿故障的定位方法

若GIS分段后進(jìn)行耐壓試驗的進(jìn)出線和間隔較多，而試驗過程中發(fā)生非自恢復(fù)放電或擊穿，僅靠人耳的監(jiān)聽以判斷故障發(fā)生的確切部位將比較困難，且容易發(fā)生誤判而浪費(fèi)人力、物力和對設(shè)備造成不必要的損害。

目前國內(nèi)外一般采用基于監(jiān)測耐壓試驗過程中放電產(chǎn)生的沖擊波而引起外殼振動的振動波的原理研制的故障定位器，以確定放電間隔每次耐壓試驗前，將探頭分別安裝在被試部分，特別是斷路器、隔離開關(guān)、母線與各間隔的連接部位絕緣子附近的外殼上。若有的間隔由于探頭數(shù)量有限未安裝，但有放電或擊穿發(fā)生而監(jiān)測裝置未預(yù)報，則應(yīng)根據(jù)監(jiān)聽放電的情況，降壓斷電后移動探頭，重新升壓直到找到放電或擊穿部位。