（山西漳泽电力股份有限公司河津发电分公司山西河津043300）
摘要：本文对某变电站220kVGIS装置主回路电阻、PT及避雷器试验中遇到的问题进行分析，分析造成数据异常原因，提出合理的解释及处理方法。
关键词：GIS；主回路电阻；元件；绝缘试验
1前言
气体绝缘金属封闭开关装置（简称GIS）与其他敞开式电气设备相比，GIS内的导电回路均安装在密封的容器内，现场试验时不能像普通其他电气设备那样加电气量来完成试验项目，所以对其试验项目必然有其针对性的设置。DL/T618-2011《气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程》规定GIS装置进行如下主回路电阻测试、元件试验、主回路绝缘试验等试验。以下以某变电站220kV开关站为例，对以上3类试验进行介绍。
该220kVGIS系统，为双母接线方式。电源通过220kV电缆送至GIS开关站的进线刀闸处；两条出线为辅助变的出线。出线从220kVGIS开关站（简称GIS站）出线开关经220kV电缆接至相应机组的辅助变侧GIS（简称小GIS）进线刀闸处。GIS开关站内两条母线为三相共箱式，其余部分均为分相式。
图1220kVGIS连接示意图
2主回路电阻测试
主回路电阻测试范围一般应涵盖所有断路器、隔离开关的接触面，采用直流压降法进行测试，流过测试回路的电流应不小于100A。每个GIS厂家都会提供每个单元主回路电阻的控制值Rn及出厂值，并提供测试区间的示意图。测量时应按照厂家提供的示意图进行测量。有出线套管的应从套管注入测试电流；接地开关导电杆与外壳绝缘的可解开接地开关的接地线，利用回路上两组接地开关导电杆连接到测量回路上进行测试。
以图1中220kV进线为例，描述测量ZBS-EZ-1M2（ES1）与ZBS-EZ-1M2（FES1）间的回路电阻过程。首先合上ZBS-EZ-1M2（52）及ZBS-EZ-1M2（DS3），解除ZBS-EZ-1M2（ES1）与ZBS-EZ-1M2（52）、ZBS-EZ-1M2（DS1）、ZBS-EZ-1M2（DS2）间闭锁，合上ZBS-EZ-1M2（ES1），同样合上ZBS-EZ-1M2（FES1）。其次，拆除ZBS-EZ-1M2（ES1）与ZBS-EZ-1M2（FES1）各自的接地线三相短接片，分相测量两个接地开关间回路电阻，与厂家给出的值进行比较，并进行三相间的比较。
3元件试验
此处的元件试验主要是指避雷器及电磁式电压互感器的试验。各种标准及规程对GIS内各元件的试验规定如下：应按照相应元件的有关规定进行，但对无法分开的设备可不单独进行，可在额定电压下检查电磁式电压互感器的变比及金属氧化物避雷器的阻性电流及全电流。
现场交接试验时进行了电磁式电压互感器的励磁特性试验，在额定电压下检查了避雷器额定电压下的全电流及电磁式电压互感器变比。试验时，试验数据与出厂值存在一定差别，现对此现象做以下分析。
3.1避雷器额定电压下的全电流试验
此项试验共涉及220kV进线避雷器及两台机组辅助变出线的避雷器。表1是220kVGIS开关站内避雷器全电流现场试验与出厂试验的数据。
表1GIS开关站内避雷器全电流现场与出厂试验数据
I1表示出厂试验泄漏电流，电压159kV、50HZ；I2表示现场试验泄漏电流，电压127kV、66HZ；I3表示换算至出厂试验条件下的泄漏电流；
从上表中可以看出如下问题：现场试验电压127kV下的泄漏电流与出厂试验159kV时的泄漏电流差不多，此现象很不正常。通过比较现场试验与出厂试验的不同之处，我们发现出厂试验电源频率为50HZ，而现场试验因采用变频谐振装置其电源频率为66HZ。
将避雷器未导通情况下的电路等效为电阻与电容的并联等值电路，其中电阻部分代表与各阀片并联的均压电阻之和，电容为未导通的氧化锌阀片。其等值电路见图2。
图2避雷器等值电路图
流过电容元件的电流IC等于加在回路上的电压U除以电容器的容抗XC，即Ic=U/XC=UωC；流过电阻元件的电流IR等于加在回路上的电压U除以电阻R，即IR=U/R，总电流I等于容性电流IC及阻性电流IR的向量和。
由于流过避雷器的阻性电流成分很小，我们可以将正常所测试的电流看为容性电流。将现场试验流过避雷器的电流I现场换算至出厂试验条件（159kV、50HZ）下的电流I换算，具体值等于I换算=159×50/（127×66）*I现场=0.9485I现场，该值与出厂值比较差别计算如下（I出厂-I换算）/I出厂×100%，换算情况见表1。从表中可以看出，换算后，现场测量值与出厂值最大仅存在6.48%的差别。流过避雷器的阻性电流仅与电压有关，其现场测试电流I换算=159/127×I现场=1.252I现场，阻性电流与容性电流的向量和大于容性电流值，所以实际上的换算至大于现有计算出来的电容电流值，其差别应小于6.48%，更接近出厂值。
3.2电磁式电压互感器励磁特性试验
此项试验共涉及母线避雷器6台及进线PT1台，试验时发现二次励磁电流很大，与出厂值明显不符，220kVI母PT具体数据见表2。
表2220kVI母PT励磁特性试验数据
从上表中可以看出，现场测试值是出厂试验值的大约两倍，但三相之间比较差别很小，初步判断PT应该没有问题，造成此现象的原因可能是试验方法等因素造成，以下对造成此现象的原因进行分析。
图3PT励磁特性试验测试原理图
电压互感器励磁特性测试原理如图3所示，从图中看出，励磁电流的大小不仅与PT的励磁特性有关，还与PT一次侧对地的电容量有关。经过与出厂人员交流，发现现场与出厂试验在PT一次侧的状态时不同的：出厂试验时在PT一次侧安装的是试验套管，套管未与其他回路连接，此时的对地电容较小，可以忽略不计；现场试验时PT已与GIS连接，二次励磁特性试验时母线刀闸处于断开状态，PT一次侧与母线PT刀闸间还存在一定的GIS回路，该段回路的电容量可能是引起励磁电流变大的主要原因。我们可以用以上的试验数据进行推算来验证此结论是否正确。
GIS厂家给出的此截回路的电容值C=300pf，此段电容回路的容抗XC=1/（ωC）=1/（2ЛfC）=10610329.72Ω。用此电容值就可计算出PT高压侧的电容电流I1，将该电流换算至低压侧就可得出试验电流I2=NU1/XC=N2U2/XC（其中U1为高压侧电压，U2为低压侧电压，I1为高压侧电流、I2为低压侧电流，N为PT的变比）。此种计算方法是在理想状态下的计算，与实际值肯定存在一定偏差，但偏差值不会太大。具体的计算值如表3所示。
表3220kVI母PT试验数据及计算数据比较表
从上表中可以出，各电压等级的计算值与实测值差别不大，属于一个数量级，基本可以确定PT至母线间的电容因素是导致试验电流增大的主要原因。
4主回路绝缘试验
从图1中可以看到，所有的进出线均通过电缆与GIS装置进行连接，这就意味着绝缘试验时没有正式的电压注入点，需要安装临时的试验套管。在试验时，在#1辅助变出线电缆间隔上安装临时试验套管，该套管采用220kV气体绝缘的套管。
现场试验时，电缆未安装，用专门的堵板将电缆终端头处堵住来将该气室密封，充入合格的SF6气体。在预防性试验时若要进行该试验，可以将电缆与GIS主回路间连接件拆除将GIS与电缆间隔离开，该连接示意见图4。图中4为电缆与GIS间连接件，1、2为对接触头。拆除连接件5后，对接触头间距离为110mm，可以满足耐压试验的隔离距离要求。因为GIS接地开关触头间距离也为110mm，它可以耐受住460kV的出厂电压，我们的试验电压仅为出厂电压的80%，即460×80%=368kV。
图4GIS与电缆终端连接示意图
关于SF6气体充入GIS后进行气体湿度测量的间隔时间，《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150-2006中14.0.5规定：气体含水量的测量应在充气后48小时后进行，20.0.5规定：SF6气体在充入电气设备24小时后方可进行试验；《气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程》DL/T618-2011中规定：必须在充气至额定气体压力下至少静止24小时后进行。经过调研，目前电力系统中大多数采用的是静止24小时。
关于GIS内断路器的断口耐压试验的问题，《气体绝缘金属封闭开关现场耐压及绝缘试验导则》DL/T555-2004中8.2.2规定：断路器的断口耐压仅在怀疑断口在运输、安装中受到损坏或经解体时，应进行断口耐压试验。在此次交接试验时未进行该试验。
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》.
[2]DL/T618-2011《气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程》.
[3]DL/T555-2004《气体绝缘金属封闭开关现场耐压及绝缘试验导则》.