GIS交接试验讲义.ppt

1、GIS交接试验,主讲人：邰超,6.1 GIS设备试验,1、以SF6作绝缘介质的气体绝缘金属封闭开关设备简称GIS。是将断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接管和过渡元件（如电缆头、空气套管和油套管）等全封闭在一个接地的金属外壳内，壳内充以SF6气体作为绝缘和灭弧介质。 2、GIS优越性 （1）GIS的尺寸比常规电气设备小得多 （2）缩短建设工期 （3）可以避免水雾对设备得影响从而提高设备运行得可靠性。,占地面积和空间少,安装方便,3、劣势 （1）所有设备完全封闭，不能发现故障的早期症状 （2）设备之间距离紧凑，易于互相影响，导致故障扩大 （3）故障定位较难进行，增加处理故障的困

2、难度及时间 4、GIS绝缘故障原因 （1）固体绝缘材料如环氧树脂的浇铸件内部缺陷损伤造成 （2）由于制造工艺不良、触头烧损等引起的放电 （3）高压导体表面的突出物引发的电晕放电 （4）触头接触不良、金属屏蔽罩固定处接触不良造成浮电位而引发重复的火花放电。,6.1 概论,5、GIS的交接试验项目 （1）测量主回路的导电电阻 （2）主回路的交流耐压试验 （3）密封性试验 （4）测量六氟化硫气体的含水量 （5）封闭式组合电器内各元件的试验 （6）组合电器的操动试验 （7）气体密度继电器、压力表和压力动作阀的检查 其中，SF6气体微水含量和检漏试验基本原理与敞开式SF6断路器一致。,6.1 概论,GI

3、S各元件安装完成后，一般在抽真空充SF6气体之前进行主回路电阻测量。 测量主回路的电阻，可以检查主回路中的联结和触头接触情况，应采用直流压降法测量，测试电流不小于I00A。 若GIS有进出线套管，可利用进出线套管注入测量电流进行测量。若GIS接地开关导电杆与外壳绝缘，引到金属外壳的外部以后再接地，测量时可将活动接地片打开，利用回路上的两组接地开关导电杆关合到测量回路上进行测量；若接地开关导电杆与外壳不能绝缘分隔时，可先测量导体与外壳的并联电阻R0和外壳的直流电阻R1，然后按式换算回路电阻R,6.2 主回路电阻的测试,基于直流压降法时，可采用直流电源、分流器和毫伏表测量回路电阻，也可采用回路电阻

4、测试仪来进行测量。二者基本原理一致。 测量时应注意接线方式带来的误差，电压测量线应在电流输出线的内侧，且电压测量线应接在被测回路正确的位置，否则将产生较大的测量误差，接线方式如图所示。,6.2 主回路电阻的测试,在GIS母线较长间隔较多，并且有多路进出线的情况下，应尽可能分段测量，以便有效地找到缺陷的部位。 现场测量的数据应与出厂试验数据比较，当被测回路各相长度相同时，测得的各相数据应相同或接近。测试结果不应超过产品技术条件规定值的1.2倍（ 150u ？）。,6.2 主回路电阻的测试,例如，测量图示GIS的主回路电阻时，可以首先测量A1一A2之间的电阻，若三相测量数据与出厂数据差别较大或三相

5、数据差别较大，应对测量回路分段，以找到有安装缺陷的部件。如从B、C两点通电测量，可以判断断路器QF1的接触情况；从D、E两点通电测量回路电阻，可以准确判断断路器QF2的接触情况。,一、现场耐压试验的必要性和有效性 GIS在工厂整体组装完成以后进行调整试验，在试验合格后，以运输单元的方式运往现场安装工地。运输过程中的机械振动、撞击等可能导致GIS元件或组装件内部紧固件松动或相对位移。 安装过程中，在联结、密封等工艺处理方面可能失误，导致电极表面刮伤或安装错位引起电极表面缺陷； 空气中悬浮的尘埃、导电微粒杂质和毛刺等在安装现场又难以彻底清理； 国内外还曾出现将安装工具遗忘在GIS内的情况。 这些缺

6、陷如未在投运前检查出来，将引发绝缘事故。,6.3 GIS现场交流耐压试验,一、现场耐压试验的必要性和有效性 由于试验设备和条件所限，早期的GIS产品多数未进行严格的现场耐压试验。事故统计表明，虽然不能保证经过现场耐压试验的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共识，GIS必须进行现场耐压试验。 GIS的现场耐压可采用交流电压、振荡操作冲击电压和振荡雷电冲击电压等试验装置进行。交流耐压试验是GIS现场耐压试验最常见的方法，它能够有效地检查内部导电微粒的存在、绝缘子表面污染、电场严重畸变等故障；雷电冲击耐压试验对检查异常的电场结构(

7、如电极损坏)非常有效。 由于GIS导电部分对外壳的等值电容较大，现场一般专用振荡雷电冲击电压试验装置进行；操作冲击电压试验能够有效地检查GIS内部存在的绝缘污染、异常电场结构等故障，现场一般也采用振荡型试验装置。目前，由于试验设备和条件所限，现场一般只做交流耐压试验。,6.3 GIS现场交流耐压试验,二、现场交流耐压试验设备 目前，GIS的现场交流耐压试验一般采用三种试验设备，即工频试验变压器、调感式串联谐振耐压试验装置和调频式串联谐振耐压试验装置。 工频试验变压器由于其设备庞大笨重，现场运输困难，一般仅适宜于在现场进行110kV电压等级的GIS，且试验过程中若被试品发生闪络或击穿，短路电流极

8、易烧伤被试品。自从有了串联谐振耐压试验装置邕言，现场已很少再使用工频试验变压器作耐压设备。,6.3 GIS现场交流耐压试验,二、现场交流耐压试验设备 调感式串联谐振耐压试验装置采用铁芯气隙可调节的高压电抗器，其缺点是噪音大、机械结构复杂、设备笨重、运输困难，但试验电压频率一般为工频。 调频式串联谐振耐压试验装置采用固定的高压电抗器，试验回路由可控硅变频电源装置供电，频率在一定范围内调节，其特点是尺寸小、质量轻、品质因数高，可带电磁式电压互感器同时试验，无“试验死区”，但试验电压频率非工频，且由于变频电源装置内电子元器件很多，其可靠性稍差。随着电子技术的进步，其可靠性已大大提高。 IEC517和

9、GB7674均认为试验电压频率在10300Hz范围内与工频电压试验基本等效。 目前国内外大多采用调频式串联谐振耐压试验装置进行GIS现场交流耐压试验。,6.3 GIS现场交流耐压试验,T励磁变压器；Uex励磁电压；L电感；R限流电阻；Ucx被试品上的电压；Cx被试品电容；C1、C2电容分压器高、低压臂；PV电压表图 串联谐振回路原理接线图,三、现场交流耐压试验程序 1被试品要求 GIS应完全安装好，SF6气体充气到额定密度，已完成主回路电阻测量、各元件试验以及SF6气体微水含量和检漏试验。所有电流互感器二次绕组短路接地，电压互感器二次绕组开路并接地。 交流耐压试验前，应将下列设备与GIS隔离开

10、来： (1)高压电缆和架空线； (2)电力变压器和大多数电磁式电压互感器(若采用调频式串联谐振耐压试验装置，试验回路经频率计算不会引起磁饱和，且耐压标准一样，也可以与主回路一起做耐压)； (3)避雷器和保护火花间隙。 GIS的每一新安装部分都应进行耐压试验，同时，对扩建部分进行耐压时，相邻设备原有部分应断电并接地。否则，对于突然击穿给原有部分设备带来的不良影响应采取特殊措施。,6.3 GIS现场交流耐压试验,三、现场交流耐压试验程序 2试验电压的加压方法 试验电压应施加到每相导体和外壳之间，每次一相，其他非试相的导体应与接地的外壳相连，试验电压一般由进出线套管加进去，试验过程中应使GIS每个部

11、件都至少施加一次试验电压。同时，为避免在同一部位多次承受电压而导致绝缘老化，试验电压应尽可能分别由几个部位施加。 现场一般仅做相对地交流耐压，如果断路器和隔离开关的断口在运输、安装过程中受到损坏，或已经过解体，应做断口交流耐压，耐压值与相对地交流耐压值可取同一数值。若GIS整体电容量较大，耐压试验可分段进行。,6.3 GIS现场交流耐压试验,三、现场交流耐压试验程序 3交流耐压试验程序 GIS现场交流耐压试验的第一阶段是“老练净化”，其目的是清除GIS内部可能存在的导电微粒或非导电微粒。这些微粒可能是由于安装时带入而清理不净，或是多次操作后产生的金属碎屑，或是紧固件的切削碎屑和电极表面的毛刺而

12、形成的。“老练净化”可使可能存在的导电微粒移动到低电场区或微粒陷阱中和烧蚀电极表面的毛刺，使其不再对绝缘起危害作用。“老练净化”电压值应低于耐压值，时间可取数分钟到数十分钟。 第二阶段是耐压试验，即在“老练净化”过程结束后进行耐压试验，时间为1min。 试验程序可选用如图所示三种，现场的具体实施方案应与制造厂和用户商议。,6.3 GIS现场交流耐压试验,三、现场交流耐压试验程序 3交流耐压试验程序,6.3 GIS现场交流耐压试验,三、现场交流耐压试验程序 4现场耐压试验的判据 (1)如果GIS的每一部件均已按选定的完整试验程序耐受规定的试验电压而无击穿放电，则认为整个GIS通过试验。 (2)在

13、试验过程中如果发生击穿放电，则应根据放电能量和放电引起的各种声、光、电、化学等各种效应以及耐压试验过程中进行的其他故障诊断技术所提供的资料进行综合判断。遇有放电情况，可采取下述步骤： 1)施加规定的电压，进行重复试验，如果设备或气隔还能经受，则该放电是自恢复放电。如果重复试验电压达到规定值和规定时间时，则认为耐压试验通过。如果重复试验再次失败按2)项进行。 2)设备解体，打开放电气隔，仔细检查绝缘情况。在采取必要的恢复措施后，再一次进行规定的耐压试验。,6.3 GIS现场交流耐压试验,三、现场交流耐压试验程序 5GIS耐压试验击穿故障的定位方法 若GIS分段后进行耐压试验的进出线和间隔较多，而

14、试验过程中发生非自恢复放电或击穿，仅靠人耳的监听以判断故障发生的确切部位将比较困难，且容易发生误判而浪费人力、物力和对设备造成不必要的损害。 目前国内外一般采用基于监测耐压试验过程中放电产生的冲击波而引起外壳振动的振动波的原理研制的故障定位器，以确定放电间隔。 每次耐压试验前，将探头分别安装在被试部分，特别是断路器、隔离开关、母线与各间隔的连接部位绝缘子附近的外壳上。若有的间隔由于探头数量有限未安装，但有放电或击穿发生而监测装置未预报，则应根据监听放电的情况，降压断电后移动探头，重新升压直到找到放电或击穿部位。,6.3 GIS现场交流耐压试验,一、GIS元件试验 GIS各元件试验应按GB350

15、15091电气装置安装工程电气设备交接试验标准或DLT 5961996电力设备预防性试验规程进行。在条件具备的情况下，应尽可能对GIS各元件包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器和避雷器等元件多做一些项目的试验，以便更好地发现缺陷。 试验前，应了解试品的出厂试验情况、运输条件及安装过程中是否出现过异常情况，以便确定试验的重点，决定是否需要增加某些试验项目。 由于GIS各元件直接联结在一起，并全部封闭在接地的金属外壳内，测试信号可通过进出线套管加入；或通过打开接地开关导电杆与金属外壳之间的活动接地片，从接地开关导电杆加入测试信号。,6.4 GIS元件试验及连锁试验,一、GIS元件

16、试验 各元件试验项目的试验原理与敞开式设备一致。本节仅列出各元件一般在现场应做的试验项目. 1断路器 (1)测量断路器的分、合闸时间及合分时间，必要时测量断路器的分、合闸速度； (2)测量断路器分、合闸同期性及配合时间； (3)测量断路器合闸电阻的投入时间； (4)测量断路器分合闸线圈的绝缘电阻及直流电阻； (5)进行断路器操作机构的试验； (6)检查断路器操作机构的闭锁性能； (7)检查断路器操作机构的防跳及防止非全相合闸辅助控制装置的动作性能； (8)断路器辅助和控制回路绝缘电阻及工频耐压试验。,6.4 GIS元件试验及连锁试验,一、GIS元件试验 2隔离开关和接地开关 (1)检查操作机构

17、分、合闸线圈的最低动作电压； (2)操作机构的试验； (3)测量分、合闸时间； (4)测量辅助回路和控制回路绝缘电阻及工频耐压试验。 3电压互感器和电流互感器 (1)极性检查； (2)变比测试； (3)二次绕组问及其对外壳的绝缘电阻及工频耐压试验。 4金属氧化物避雷器 (1)测量绝缘电阻； (2)测量工频参考电压或直流参考电压； (3)测量运行电压下的阻性电流和全电流； (4)检查放电记数器动作情况。,6.4 GIS元件试验及连锁试验,二、连锁试验 GIS的元件试验完成后，还应检查所有管路接头的密封，螺钉、端部的连接，以及接线和装配是否符合制造厂的图纸和说明书。应全面验证电气的、气动的、液压的

18、和其他连锁的功能特性，并验证控制、测量和调整设备(包括热的、光的)动作性能。 GIS的不同元件之间设置的各种连锁应进行不少于3次的试验，以检验其功能是否正确。现场应验证以下连锁功能特性： (1)接地开关与有关隔离开关的相互连锁； (2)接地开关与有关电压互感器相互连锁； (3)隔离开关与有关断路器的相互连锁； (4)隔离开关与有关隔离开关相互连锁； (5)双母线接线中的隔离开关倒母线操作连锁。,6.4 GIS元件试验及连锁试验,6.5 密封性试验,密封性试验可采用下列方法进行： （1）采用灵敏度不低于110-6（体积比）的检漏仪对各气室密封部位、管道街头等处进行检测时，检漏仪不应报警； （2）

19、必要时可采用局部包扎法进行气体泄漏测量。以24h的漏气量换算，每一个气室年漏气率不应大于1%； （3）泄漏值的测量应在封闭式组合电器充气24h后进行。,SF6气体中的水分含量是通过水分仪来确定的。测量过程严格按照水分仪使用说明书进行。测量前，首先检查气室内SF6气体是否为额定压力，测量时间应在充SF6气体24h后进行。 要求： （1）交接和大修后不大于150 L/L，运行中不大于300 L/L； （2）其他设备内部（无电弧分解的气室），交接和大修后不大于250L/L，运行中不大于500L/L。 （3）气体含水量的测量应在封闭式组合电器充气48h后进行。,6.6 测量SF6气体含水量,在充气过程

20、中检查气体密度继电器及压力动作阀的动作值，应符合产品技术条件的规定。对单独运到现场的设备，应进行校验。,6.7 GIS诊断实例分析,GIS安装工艺要求比较严格，国内资料上很少见到通过预防性试验发现故障的事例。 已报道事例大多都是安装工艺不佳，在GIS内部有运动杂质造成。,案例1：GIS间隔内有沙土 故障现象: 在对110kVGIS进行工频耐压试验时，当电压升至165kV左右时，有很响的不连续的“啪啪”声，试变电流指针抖动，但电流不大。 当电压升高，声音由不连续变为连续，电流仍然不大。对GIS进行分段试验，发现故障在110kV主变进线间隔，对该间隔分解后发现靠近套管一侧盆式绝缘子有电击麻点，进一步仔细检查后发现该间隔底部有颗粒状沙土。清除沙土，更换盆式绝缘子后，再做工频耐压试验通过。,故障分析: