變頻串聯諧振耐壓試驗裝置在GIS系統中的應用分析

1、變頻串聯諧振耐壓試驗裝置的優點

變頻串聯諧振耐壓試驗裝置原理是通過電抗器的電感與被試品電容實現電容諧振，從而在被試品上獲得高電壓、大電流，現在已經發展成為了高電壓試驗的一種新的方法與潮流，在國內外已經得到無數次的應用和認可。變頻串聯諧振是諧振式電流濾波電路，能夠有效改善電源波形畸變，獲得較好的正弦電壓波形，有效防止諧波峰值對被試品的誤擊穿。變頻串聯諧振工作在諧振狀態，當被試品的絕緣點被擊穿時，電流立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的數十分之一。發生閃絡擊穿時，因失去諧振條件，除短路電流立即下降外，高電壓也立即消失，電弧即可熄滅。因為其恢復電壓的時間比較長，很容易在再次達到閃絡電壓之前就斷開電源，因此很適用于高電壓、大容量的電力設備的絕緣耐壓試驗。

2、變頻諧振高壓試驗裝置在GIS系統中的應用

GIS在工廠整體組裝完成以后進行調整試驗，在試驗合格后，以運輸單元的方式運往現場安裝。運輸過程中的機械振動、撞擊等可能導致GIS原件或組裝件內緊固件松動或相對位移。安裝過程中，在聯結、密封等工藝處理方面存在失誤，導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、導電微粒雜質和毛刺等在安裝現場又難以*清理，且難以檢查出來，將引發絕緣事故。由于試驗設備和條件所限，早期的GIS產品多數未進行嚴格的現場耐壓試驗。事故統計表明，雖然不能保證經過現場耐壓試驗的GIS不會在運行中發生絕緣事故，但是沒有進行現場交流耐壓試驗的GIS卻大都發生了事故，因此GIS必須進行現場耐壓試驗。

GIS的現場耐壓采用交流電壓、振蕩操作沖擊電壓的振蕩雷電沖擊電壓等試驗裝置進行，交流耐壓試驗是GIS現場耐壓試驗中常見的方法，它能夠有效地檢查異常的電場結構(如電極損壞)。目前，由于試驗設備和條件所限，現場一般只作交流耐壓試驗。

(1)試驗要求：

①GIS應*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。所有電流互感器二次繞組接地，電壓互感器二次繞組開路并接地。

②交流耐壓試驗前，應將下列設備與GIS隔離開來：高壓電纜和母線；電力變壓器和大多數電磁式電壓互感器；避雷器和保護火花間隙。

③GIS的每一新安裝部位都應進行耐壓試驗，同時，對擴建部分進行耐壓試驗時，相鄰設備原有部分應斷電并接地。否則，對于突然擊穿會給原有設備帶來不良影響。

(2)試驗電壓的加壓方法：

3、交流耐壓試驗程序

GIS現場交流耐壓試驗的階段是"老練凈化"，其目的是清除GIS內部可能存在的導電微粒或非導電微粒。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"可使導電微粒移動到低電場區或微粒陷阱中和燒蝕電極表面的毛刺，使其起不到絕緣危害作用。"老練凈化"電壓值應低于電壓值，時間可取數分鐘。第二階段是耐壓試驗，即在"老練凈化"過程結束后進行耐壓試驗，時間為1min。

4、如火如荼判斷現場耐壓試驗的結果

(1)如果GIS的每一部件均已按選定的完整試驗程序承受規定的試驗電壓而無擊穿放電，才認為整個GIS通過試驗。

(2)在試驗過程中如果發生擊穿放電，則應根據放電能量和放電引起的各種聲、光、電、化學等放電效應,以及耐壓試驗過程中進行的其它故障診斷技術提供的試驗結果進行綜合判斷。遇有放電情況，可采取下列步驟：

①施加規定的電壓，進行重復試驗，如果設備或氣隔還能經受，則該放電是自恢復放電。如果重復試驗電壓達到定值和規定時間時，則認為試品合格，否則按下項進行。

②設備解體，打開放電氣隔，仔細檢查絕緣情況。在采取必要的恢復措施后，才能進行下一次規定耐壓試驗。

5、在GIS系統中耐壓試驗擊穿故障如何定位的方法

如果在GIS系統中分段后進行耐壓試驗的進出線間隔較多，而試驗過程中容易發生非自恢復放電或擊穿的情況，若只是單純的靠人耳的監聽不容易判斷故障發生的確切位置，且容易發生誤判而浪費人力、物力和對設備造成不必要的損害。因此需要在現場需要故障定位器，此產品是以放電產生沖擊波而引起外殼振動波原理研制而成的，可以確定放電間隔。每次耐壓試驗前，將傳感器分別安裝在被試部分，特別是斷路器、隔離開關、母線與各間隔的連接部位絕緣子的連接外殼上。如因傳感器數量有限，使放電或擊穿發生未預報，則應根據監聽放電的情況，降壓斷電后移動傳感器，重新升壓直到找到放電或擊穿部位。

公司生產的變電站電氣設備交流耐壓試驗裝置，此裝置按照相關規程制作，可以滿足斷路器、變壓器、GIS系統、開關、電纜、套管、絕緣子等設備交流耐壓試驗。此產品的變頻電源采用進口原器件及波形發生芯片，其中LED液晶彩屏和外接鼠標能夠直接有效的完成各種參數的設置。具備高壓過壓保護、低壓過流、過流保護，以及失諧保護、零位、閃絡保護等多重保護功能，有良好的機械性能。產品的頻率調節主要是分為粗調和細調兩種方式，能夠自動尋找試驗諧振點，保證諧振頻率在試驗過程中不會產生浮動，是各個地區高壓試驗部門及電力承裝、修試工程單位*的的耐壓試驗設備。

試驗電壓施加到每相導體和外殼之間，試驗時分相進行，其它非試相與外殼連接接地，從每相進出線套管進行加壓，試驗中應使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致絕緣老化，試驗電壓盡可能在幾個部位施加。現場一般僅作相對地交流耐壓，如果斷路器的隔離開關在運輸、安裝過程中受到損壞，或已經過解體，應作端口交流耐壓，耐壓值與相對地交流耐壓值一致，若GIS整體電容量較大，耐壓試驗可分段進行。