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SF6封闭式组合电器（GIS）交流耐压试验重要性

摘要：自20世纪60年代以来，GIS设备广泛运行于世界各地。它不仅在高压、超高压领域被广泛应用，在特高压领域也被使用。与常规敞开式变电站相比，GIS结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强、环境适应能力强，维护工作量小，其主要部件的维修间隔不小于20年。但根据有关资料统计，新投运的SF6断路器和GIS最初一段时间故障率一般高于常规电气设备，运行几年后才会有所下降。SF6设备的绝缘事故有2/3都发生在未进行现场耐压试验的设备上，可见现场交流耐压试验的重要性。
依据相关电气试验标准，通过现场交流耐压试验及时发现了SF6封闭式组合电器故障，为以后GIS故障的检测积累了经验。
关键词：GIS；交流耐压试验
1GIS设备的优越性
GIS具有技术性能优良、体积小等优点，与常规电气设备相比，GIS设备有以下优点：
（1）占地面积小，减少了建设费用；
（2）GIS设备的电气件是封闭式的，不受环境污染、盐雾潮湿等外界环境的影响；
（3）以具有优异的绝缘性能和灭弧性能的SF6气体作为绝缘介质，设备运行安全可靠，检修周期长，维护工作量小；
（4）采用积木式结构，通用性强，整间隔运输，施工周期短。
2电气行业GIS的发展状况
高压电气行业中，气体具有优异的绝缘性能和灭弧性能。50年代，高压电器的绝缘介质就用SF6气体代替了空气；60年代中期，美国制造了第一套GIS设备，使高压电器发生了质的飞跃，也给配电装置带来了一次革命，它具有占地面积少、元件全部密封、不受环境干扰、可靠性高、运行费用低等优点，引起世界电力部门的普遍重视。我国的GIS设备的研制工作起步于60年代，与世界其他国家基本同步，1971年我国首次试制成功110kVGIS设备，并投入运行。自改革开放以来，我国大型的核电站、火电站、水电站、变电站先后都选用了GIS设备。
3交流耐压试验
1）试验在SF6气体额定压力下进行；
2）对GIS试验时不包括其中的电磁式电压互感器及避雷器，但在投运前应对它们进行试验电压为Um的5min耐压试验；
3）罐式断路器的耐压试验方式：合闸对地；分闸状态下两端轮流加压，另一端接地，建议此项目与局放一起进行；
4）对瓷柱式定开距断路器只作断口间耐压；
5）试验电压按出厂试验电压的80%；
6）试验电压应逐级递增，先升至相电压并停15min，再升至线电压停留3min，然后再升至试验电压停留1min，之后再由零升电压，若能在规定试验电压值下耐受停留1min，表示内部杂质或毛刺已清除，交流耐压试验通过。
4GIS现场耐压试验的必要性
（1）母线；（2）隔离开关；（3）电流互感器；（4）接地开关；（5）断路器；（6）隔离开关；（7）电压互感器；（8）套管
GIS全部或部分采用SF6气体作为绝缘介质，并将所有的高压电器元件密封在接地金属筒中金属封闭开关设备。它是由断路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、套管8种高压电器组合而成的高压配电装置，全称为GasInsulatedSubstation。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。
GIS配电装置在包装、运输、储存和安装过程中，或内部的绝缘污染、安装失误、设计部件偏差等，都可能发生故障。进行现场常规耐压试验可尽早发现这些缺陷，及时进行检修处理，做到防患于未然。
5现场交流耐压试验的重要性
5.1发现问题
110kV茶都变电站110kVSF6GIS生产日期为2007年8月，型号是ZF6—126，编号为20076D.
变电检修部受基建工程部委托，于2008年9月2日对茶都变110kVSF6封闭式组合电器进行交流耐压试验，试验程序如下：
（1）72kV加压5min；
（2）126kV加压3min；
（3）184kV加压1min。
从沙茶线出线外露导电部分引入电压，三相设备分相加压，若无异常现象出现，视为耐压通过。当天从C相开始进行试验，对C相、B相的交流耐压过程中均无异常现象发生，试验正常通过。在对A相进行试验时，电压加至184kV持续2s时，回路中发生击穿放电，耐压试验设备立即自动分闸断电。试验人员当即检查试验回路，GIS以外部分的回路中未发现有任何放电痕迹，遂依据有关试验标准进行重复试验，以便进行准确判断。
第一次重复试验，改从茶宝线出线外露导电部分引入电压，断开茶110kV分段开关，电压加至96kV持续0s时，回路中即发生击穿放电，初步判断故障点位于茶110kVI段母线至茶1号主变进线之间的回路中。
第二次重复试验，断开茶110kV分段开关与110kVI段母线之间的刀闸，断开茶1号主变进线与茶110KVI段母线之间的刀闸，试验人员分段包干仔细监听，电压加至98kV持续0s时，回路中发生击穿放电。经过大家认真查找，进一步判定故障点位于茶1号主变进线与茶110kVI段母线之间的刀闸至茶110kVI段母线之间一段长度约2m的气室中。
以上试验进行中，生产厂家始终在现场参与，对试验过程完全认可，并同意立即与其公司联系，尽快安排对茶都变110kVSF6封闭式组合电器交流耐压试验中发现的问题进行处理。
5.2检查情况
厂家人员对茶1号主变进线与茶110kVI段母线之间的刀闸至茶110kVI段母线之间一段长度约2m的气室中进行处理，先用气体回收车抽掉该段气室中的SF6气体，抽至SF6密度继电器上表压为零值时，打开该段气室上的手孔盖，检查发现茶1号主变进线与茶110KVI段母线之间的刀闸与茶110kVI段母线连接之间的穿心绝缘子中A、B、C三相靠近气隔中心一侧的表面上均有一段直线距离长约10cm左右的闪络状放电痕迹.综上所述，GIS设备的现场耐压试验是检查其绝缘性能的一项重要措施。
6故障处理
对于该段气室中的其余部件检查未发现异常后，针对此故障部位采取了以下措施：
（1）用细砂纸打磨绝缘子表面；
（2）用吸尘器吸取该段气室中的粉尘杂质；
（3）用高级面巾纸蘸取丙酮对检查过的部位进行擦洗；
（4）放入烘制过的干燥剂（手孔内有专用部件固定），封闭气室；对该段气室抽真空后重新注入合格的SF6气体。
结束语
GIS的交流耐压试验应严格按照GB50150—2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》和DL/T555—94《气体绝缘金属封闭电器现场耐压试验导则》进行。交流耐压试验看似简单，其实有很多要注意的地方，一定要引起大家的重视。同时，由于交流耐压是一种破坏性试验，如有不慎就会对被试品或试验装置本身造成伤害。因此，耐压时要注意对大容量、绝缘裕度低、较贵重的设备进行交流耐压时，需提前了解试验设备的容量、试验电压，以及采取防止过电压防范措施，限制波形畸变的措施等。
参考文献
[1]GB50150-2006.电气装置安装工程电气设备交接试验标准.
DL/T555-94.气体绝缘金属封闭电器现场耐压试验导则.
[3]陈天翔，王寅仲，海世杰.电气试验.2版.中国电力出版社，2008.
[4]罗学琛.SF6气体绝缘全封闭组合电器（GIS）[M]，中国电力出版社，1999.

-全文完-