220kV GIS设备耐压与局放试验方案

张磊 钱开一 仇文艺

摘 要： 本文介绍了GIS设备在漏气停电检修后需做耐压与局放试验的原因，并以500kV晋陵变220kV GIS设备为例，列举了试验前需具备的各种条件、耐压试验的原理以及实验接线，并计算出了谐振频率等相关参数。

关键词： GIS设备；耐压试验原理；试验接线

一、GIS设备简介

SF6气体封闭式组合电器，简称GIS（GAS insulated SWITCHGEAR）是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称，利用SF6气体优越的绝缘性和灭弧性所制成。GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器，简单来说即是通过SF6气体的绝缘将各部分集中在接地的容器内。

GIS是运行可靠性高、维护工作量少、检修周期长的高压电气设备，其故障率只有常规设备的20%～40%，但GIS也有其固有的缺点，由于SF6气体的泄漏、外部水分的渗入、导电杂质的存在、绝缘子老化等因素影响，都可能导致GIS内部闪络故障。由于GIS全封闭的特性，当发生内部故障后只能全部停电来处理，当消缺结束需以后根据相关规定和标准应进行交流耐压和局部放电检测试验，检查设备的绝缘性能是否完好，以保证检修后设备能正常投入系统运行。

二、试验设备参数与应具备的条件

本文以江苏省电力公司常州500kV晋陵变的220kV GIS设备为例，

1、设备参数为：

产品型号：SDA524 额定电压：252kV 额定频率：50Hz 额定电流：4000A

额定工频耐受电压：395kV 生产厂家：山东鲁能恩翼帕瓦电机有限公司

2、采用耐压试验的依据为：

GB 7674-2008 額定电压72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备

DL/T 555-2004 气体绝缘金属封闭开关设备现场耐压及绝缘试验导则

DL/T 617-2010 气体绝缘金属封闭开关设备技术条件

DL/T 618-2011 气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程

Q/GDW 1168-2013 输变电设备状态检修试验规程

3、试验前所有设备应具备的条件为：

a、所有被试GIS间隔气室内的SF6气体压力均为额定压力。

b、试验前被试GIS所有接地开关均为断开位置，试验回路内所有待试验设备均为关合位置

c、GIS的电流互感器二次绕组应短路，并可靠接地。

d、GIS被试间隔进出线套管三相的一次引线应拆除，保证足够的安全距离并可靠接地。

e、电压互感器、避雷器等不满足GIS耐压试验条件的设备耐压试验时应退出。

三、GIS耐压试验与局放试验方案

1、试验标准

在额定SF6压力下进行相对地耐压试验，最高试验电压为制造厂出厂额定工频耐受电压值的80%，即395×0.8=316kV，时间为1分钟。

2、试验方法

试验方式为主绝缘耐压试验。

主绝缘耐压试验时，GIS设备先在145kV下老练5分钟，然后试验电压升至252kV保持3分钟，随后试验升至耐压试验值316kV并保持1分钟。

主绝缘耐压试验程序为： 0 —145kV（5min）—252kV（3min）—316kV（1min）——0

3、试验设备与试验原理图

试验设备采用调频式串联谐振耐压装置（750kV、6A、调频25-300Hz）。耐压试验时电抗器采用两台串联布置。试验设备仪器的清单如下表所示。

耐压试验原理图如下：

四、试验接线与计算

本次耐压及局部放电试验范围为500kV晋陵变220kV GIS I、II段母线及2501、2502、2Y93、2Y94、4Y81、4Y82、2Y98开关间隔。

本次耐压试验在2501出线套管侧连接加压线，对A、B、C三相进行主绝缘耐压试验。

试验时，设备状态如下：

2Y93开关合闸，2Y931、2Y933刀闸合闸，2Y932刀闸分闸，2Y934、2Y935、2Y936接地刀闸分闸。

2Y94开关合闸，2Y941刀闸合闸，2Y942、2Y943刀闸分闸，2Y944接地刀闸合闸，2Y945、2Y946接地刀闸分闸。

2501开关合闸，25011、25013刀闸合闸，25012刀闸分闸，25014、25015、25016接地刀闸分闸。

4Y81开关合闸，4Y811、4Y813刀闸合闸，4Y812刀闸分闸，4Y814、4Y815、4Y816接地刀闸分闸。

4Y82开关分闸，4Y821刀闸合闸，4Y822刀闸分闸，4Y825接地刀闸合闸，4Y826接地刀闸分闸。

2Y98开关合闸，2Y981刀闸合闸，2Y982、2Y983刀闸分闸，2Y985、2Y986接地刀闸分闸，2Y984接地刀闸合闸。

25021、25022刀闸分闸，25026接地刀闸合闸。

24015刀闸分闸，24016接地刀闸合闸，24017接地刀闸分闸。

2530、2500、2600及其余非被试间隔转检修。

容量估算：

根据厂家提供的资料，2501、2502、2Y93、2Y94、4Y81、4Y82、2Y98断路器及出线气室，I、Ⅱ母隔离开关气室及Ⅱ母压变隔离开关气室每相电容量约5000pF。

另外耐压试验系统中，一节电抗器的电感为150H，共两节；一节分压器的电容量为2500pF，共两节。

设备的杂散电容取800pF；

电容量：C=2500/2+5000+800 pF=7050pF

电感量：L=150H×2=300H

忽略电抗器互感及试验回路的其它影响，计算出谐振频率约为：

当主绝缘试验电压加至Uf=316kV时，串联谐振电抗器一次侧电流近似为：

励磁变变比取550/15000，则励磁变低压侧电流约为：

耐压试验通过后，所有待试间隔开关及刀闸设备为关合状态，接地刀闸为断开状态，耐压试验系统电压保持系统最高运行相电压145kV，进行局部放电现场检测。

检测结束后，试验系统电压降至零，设备通过耐压与局放试验。