變頻串聯(lián)諧振試驗裝置在GIS設(shè)備交流耐壓試驗中的應(yīng)用
電力設(shè)備在運(yùn)行中，絕緣長期受著電場、溫度和機(jī)械振動的作用會逐漸發(fā)生劣化，其中包括整體劣化和部分劣化，形成缺陷。交流耐壓試驗是鑒定電力設(shè)備絕緣強(qiáng)度最有效和最直接的方法，是預(yù)防性試驗的一項重要內(nèi)容。此外，由于交流耐壓試驗電壓一般比運(yùn)行電壓高，因此通過試驗后，設(shè)備有較大的安全裕度，因此交流耐壓試驗是保證電力設(shè)備安全運(yùn)行的一種重要手段。
電力系統(tǒng)中GIS設(shè)備的現(xiàn)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(jìn)行。由于試驗設(shè)備和條件所限，現(xiàn)場一般只作交流耐壓試驗。TPXZB系列變頻串聯(lián)諧振試驗裝置是GIS設(shè)備現(xiàn)場耐壓試驗中常見設(shè)備，它能夠有效地檢查異常的電場結(jié)構(gòu)。
1 GIS設(shè)備試驗要求
1.1GIS設(shè)備應(yīng)完全安裝好，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可靠接地。
1.2在做GIS設(shè)備交流耐壓試驗前，應(yīng)將下列設(shè)備與GIS隔離開來：高壓電纜和母線；電力變壓器和大多數(shù)電磁式電壓互感器；避雷器和保護(hù)火花間隙。
1.3GIS設(shè)備的每一新安裝部位都應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗，同時，對擴(kuò)建部分進(jìn)行耐壓試驗時，相鄰設(shè)備原有部分應(yīng)斷電并接地。否則，對于突然擊穿會給原有設(shè)備帶來不良影響。
2 GIS設(shè)備試驗電壓的加壓方法
試驗電壓施加到每相導(dǎo)體和外殼之間，試驗時分相進(jìn)行，其它非試相與外殼連接接地，從每相進(jìn)出線套管進(jìn)行加壓，試驗中應(yīng)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(dǎo)致絕緣老化，試驗電壓盡可能在幾個部位施加?，F(xiàn)場一般僅作相對地交流耐壓，如果斷路器的隔離開關(guān)在運(yùn)輸、安裝過程中受到損壞，或已經(jīng)過解體，應(yīng)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(jìn)行。
3 GIS設(shè)備現(xiàn)場交流耐壓試驗程序
GIS設(shè)備現(xiàn)場交流耐壓試驗的第一階段是"老練凈化"，其目的是清除GIS內(nèi)部可能存在的導(dǎo)電微?；蚍菍?dǎo)電微粒。這些微?？赡苁怯捎诎惭b時帶入而清理不凈，或是多次操作后產(chǎn)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(dǎo)電微粒移動到低電場區(qū)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(yīng)低于電壓值，時間可取數(shù)分鐘。第二階段是耐壓試驗，即在"老練凈化"過程結(jié)束后進(jìn)行耐壓試驗，時間為1min。
4 GIS設(shè)備現(xiàn)場耐壓試驗的結(jié)果判斷
4.1如果GIS的每一部件均已按選定的完整試驗程序承受規(guī)定的試驗電壓而無擊穿放電，才認(rèn)為整個GIS通過試驗。
4.1在試驗過程中如果發(fā)生擊穿放電，則應(yīng)根據(jù)放電能量和放電引起的各種聲、光、電、化學(xué)等放電效應(yīng),以及耐壓試驗過程中進(jìn)行的其它故障診斷技術(shù)提供的試驗結(jié)果進(jìn)行綜合判斷。遇有放電情況，可采取下列步驟：
4.1.1施加規(guī)定的電壓，進(jìn)行重復(fù)試驗，如果設(shè)備或氣隔還能經(jīng)受，則該放電是自恢復(fù)放電。如果重復(fù)試驗電壓達(dá)到定值和規(guī)定時間時，則認(rèn)為試品合格，否則按下項進(jìn)行。
4.1.2設(shè)備解體，打開放電氣隔，仔細(xì)檢查絕緣情況。在采取必要的恢復(fù)措施后，方可進(jìn)行下一次規(guī)定耐壓試驗。
5 GIS設(shè)備耐壓試驗擊穿故障的定位方法
若GIS分段后進(jìn)行耐壓試驗的進(jìn)出線間隔較多，而試驗過程中發(fā)生非自恢復(fù)放電或擊穿，僅靠人耳的監(jiān)聽難以判斷故障發(fā)生的確切位置，且容易發(fā)生誤判斷而浪費(fèi)人力、物力和對設(shè)備造成不必要的損害。若在現(xiàn)場采用以放電產(chǎn)生沖擊波而引起外殼振動波原理研制的故障定位器，就可以確定放電間隔。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(guān)、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(shù)量有限，使放電或擊穿發(fā)生未預(yù)報，則應(yīng)根據(jù)監(jiān)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。
在正常工頻試驗條件下，由于被試品電容量較大，或者試驗電壓要求較高，對試驗裝置的電源容量相應(yīng)的也有較高的要求，傳統(tǒng)的工頻耐壓裝置（交流試驗變壓器）往往單件體積大，重量重，不便于現(xiàn)場搬運(yùn)，而且不便于任意組合，靈活性較差。相比，TPXZB系列變頻串聯(lián)諧振試驗裝置（體積與重量約為傳統(tǒng)油浸式試驗變壓器的1/2～1/3）由變頻電源、勵磁變壓器、電抗器、分壓器以及補(bǔ)償電容器組成。成套裝置單件體積小，重量輕，現(xiàn)場搬運(yùn)方便，而且進(jìn)行任意組合。
揚(yáng)州拓普電氣科技有限公司是專業(yè)制造變頻串聯(lián)諧振試驗裝置廠家之一，拓普公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振裝置可按規(guī)程要求滿足斷路器、變壓器、GIS設(shè)備、開關(guān)、電纜、套管、絕緣子等設(shè)備交流耐壓試驗。其中變頻電源采用進(jìn)口原器件，大屏幕液晶屏和輕觸鍵直接完成各種參數(shù)的步驟設(shè)置。具備高壓過壓保護(hù)、低壓過流、過流保護(hù)，以及失諧保護(hù)、零位、閃絡(luò)保護(hù)、緊急停機(jī)、欠壓保護(hù)等多重保護(hù)功能。頻率調(diào)節(jié)分為粗調(diào)和細(xì)調(diào)，并可自動尋找試驗諧振點(diǎn)，保證諧振頻率在整個試驗過程中不發(fā)生漂移。具有較寬的適用范圍，是地、市、縣級高壓試驗部門及從事承裝（修、試）電力設(shè)施工程單位理想的耐壓設(shè)備。
電力系統(tǒng)中GIS設(shè)備的現(xiàn)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(jìn)行。由于試驗設(shè)備和條件所限，現(xiàn)場一般只作交流耐壓試驗。TPXZB系列變頻串聯(lián)諧振試驗裝置是GIS設(shè)備現(xiàn)場耐壓試驗中常見設(shè)備，它能夠有效地檢查異常的電場結(jié)構(gòu)。
1 GIS設(shè)備試驗要求
1.1GIS設(shè)備應(yīng)完全安裝好，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可靠接地。
1.2在做GIS設(shè)備交流耐壓試驗前，應(yīng)將下列設(shè)備與GIS隔離開來：高壓電纜和母線；電力變壓器和大多數(shù)電磁式電壓互感器；避雷器和保護(hù)火花間隙。
1.3GIS設(shè)備的每一新安裝部位都應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗，同時，對擴(kuò)建部分進(jìn)行耐壓試驗時，相鄰設(shè)備原有部分應(yīng)斷電并接地。否則，對于突然擊穿會給原有設(shè)備帶來不良影響。
2 GIS設(shè)備試驗電壓的加壓方法
試驗電壓施加到每相導(dǎo)體和外殼之間，試驗時分相進(jìn)行，其它非試相與外殼連接接地，從每相進(jìn)出線套管進(jìn)行加壓，試驗中應(yīng)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(dǎo)致絕緣老化，試驗電壓盡可能在幾個部位施加?，F(xiàn)場一般僅作相對地交流耐壓，如果斷路器的隔離開關(guān)在運(yùn)輸、安裝過程中受到損壞，或已經(jīng)過解體，應(yīng)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(jìn)行。
3 GIS設(shè)備現(xiàn)場交流耐壓試驗程序
GIS設(shè)備現(xiàn)場交流耐壓試驗的第一階段是"老練凈化"，其目的是清除GIS內(nèi)部可能存在的導(dǎo)電微?；蚍菍?dǎo)電微粒。這些微?？赡苁怯捎诎惭b時帶入而清理不凈，或是多次操作后產(chǎn)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(dǎo)電微粒移動到低電場區(qū)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(yīng)低于電壓值，時間可取數(shù)分鐘。第二階段是耐壓試驗，即在"老練凈化"過程結(jié)束后進(jìn)行耐壓試驗，時間為1min。
4 GIS設(shè)備現(xiàn)場耐壓試驗的結(jié)果判斷
4.1如果GIS的每一部件均已按選定的完整試驗程序承受規(guī)定的試驗電壓而無擊穿放電，才認(rèn)為整個GIS通過試驗。
4.1在試驗過程中如果發(fā)生擊穿放電，則應(yīng)根據(jù)放電能量和放電引起的各種聲、光、電、化學(xué)等放電效應(yīng),以及耐壓試驗過程中進(jìn)行的其它故障診斷技術(shù)提供的試驗結(jié)果進(jìn)行綜合判斷。遇有放電情況，可采取下列步驟：
4.1.1施加規(guī)定的電壓，進(jìn)行重復(fù)試驗，如果設(shè)備或氣隔還能經(jīng)受，則該放電是自恢復(fù)放電。如果重復(fù)試驗電壓達(dá)到定值和規(guī)定時間時，則認(rèn)為試品合格，否則按下項進(jìn)行。
4.1.2設(shè)備解體，打開放電氣隔，仔細(xì)檢查絕緣情況。在采取必要的恢復(fù)措施后，方可進(jìn)行下一次規(guī)定耐壓試驗。
5 GIS設(shè)備耐壓試驗擊穿故障的定位方法
若GIS分段后進(jìn)行耐壓試驗的進(jìn)出線間隔較多，而試驗過程中發(fā)生非自恢復(fù)放電或擊穿，僅靠人耳的監(jiān)聽難以判斷故障發(fā)生的確切位置，且容易發(fā)生誤判斷而浪費(fèi)人力、物力和對設(shè)備造成不必要的損害。若在現(xiàn)場采用以放電產(chǎn)生沖擊波而引起外殼振動波原理研制的故障定位器，就可以確定放電間隔。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(guān)、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(shù)量有限，使放電或擊穿發(fā)生未預(yù)報，則應(yīng)根據(jù)監(jiān)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。
在正常工頻試驗條件下，由于被試品電容量較大，或者試驗電壓要求較高，對試驗裝置的電源容量相應(yīng)的也有較高的要求，傳統(tǒng)的工頻耐壓裝置（交流試驗變壓器）往往單件體積大，重量重，不便于現(xiàn)場搬運(yùn)，而且不便于任意組合，靈活性較差。相比，TPXZB系列變頻串聯(lián)諧振試驗裝置（體積與重量約為傳統(tǒng)油浸式試驗變壓器的1/2～1/3）由變頻電源、勵磁變壓器、電抗器、分壓器以及補(bǔ)償電容器組成。成套裝置單件體積小，重量輕，現(xiàn)場搬運(yùn)方便，而且進(jìn)行任意組合。
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