測量高壓GIS站特定主設備回路電阻的方法

黎海凡

(中國長江電力股份有限公司，湖北 宜昌 443002)

回路電阻是高壓、特高壓GIS設備(GIS指Gas Insulated Switchgear，氣體絕緣金屬封閉開關設備)的重要技術參數，它表征導電回路的聯接是否良好，各類型產品都規定了一定范圍內的值[1]。大容量GIS設備額定電流較大，若是主回路的回路電阻增大，會造成電能損耗，并可能導致局部過熱。

按照電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗規程[2-3]等規定，設備主回路電阻一般采用直流壓降法測試，測試原理如圖1所示，對被試回路施加一個穩恒的直流電流I(按照相關規定，其值一般大于100 A)，再測量被試回路兩端電壓U，根據歐姆定律，R=U/I，即可測得設備主回路電阻R。當前市場上的回路電阻測試儀器基本上采用此測量原理。

圖1 回路電阻測量原理圖

GIS設備由斷路器、隔離刀閘、接地刀閘、母線等組成，在設計、制造中，其主回路電阻控制值是不同的，一般來說，接地刀閘的電阻控制值會大于其余設備。例如，某220 kV GIS設備，其斷路器單相回路電阻控制值為50 μΩ，隔離刀閘為40 μΩ，母線為48 μΩ/m，接地刀閘為150 μΩ。

在生產實踐中，在GIS設備交接或是預防性試驗過程中，一般是從設備就近的接地刀閘處通入電流進行回路電阻測量。

下面，本文將介紹在3種特殊情況下，利用直流壓降法測量GIS設備主回路電阻。

1 查找GIS設備主回路電阻缺陷部位

如圖2所示，為葛洲壩二江220 kV GIS站一段主接線圖，在測量AC之間的回路電阻時，合上刀閘S1、S2、S3和接地刀閘SF、SF1、SF2、SF3、SF4，并解開SF、SF1、SF2、SF3、SF4、SF5接地刀閘的接地連片，使其與地網斷開。

圖2 某GIS設備測量示意圖

此時，測量HZDET段三相回路電阻，所得值分別如表1。

表1 HZDET段三相回路電阻測量值

由表1數據可以看出，B相回路電阻明顯異常，經查詢出廠文件，HZDET段各零件回路電阻控制值與出廠平均值與如表2。

表2 各零件控制值與出廠平均值

注：控制值是指廠家提供的理論計算值，出廠平均值是指廠家出廠實測值的平均值。

由表2，按照控制值計算，該段B相電阻需不大于380 μΩ，并未超標，但按照出廠平均值計算，該段B相電阻需不大于120 μΩ,該段A、C兩相均滿足要求，故必須查明B相偏差過大的原因。

此時，試驗人員靈活利用直流壓降法的原理，查找主回路電阻缺陷的元件。

如圖3，測量S2的電阻，合上斷路器S和刀閘S4，將儀器的電流線接在HZDW回路上，通以100 A直流電流。將儀器的電壓測量線接在G、T點上，此時，測得的電壓僅為ZD兩點間(即S2隔離刀閘)的電壓，故儀器最終測得的回路電阻值為S2的電阻。

同理，試驗電流經WDET通過、試驗電壓由H、K點測量時，可測得S3的回路電阻(圖4)，試驗電壓由K、T點測量時，可測得SF4的回路電阻。試驗電流由HZET流過，試驗電壓由G、H點測量時，可測得SF2的回路電阻(圖5)。

圖3 測量S2隔離刀閘回路電阻

最終測得的數據如表3。

根據表3的結果可以得出，SF2接地刀閘B相阻值偏大，其余零件測試值均合格。

廠家人員對SF2接地刀閘B相進行了處理，再次對圖2所示的HZDET以同樣方法進行測量，三相數據平衡且接近出廠平均值。

圖4 測量S3隔離刀閘回路電阻

圖5 測量SF3接地刀閘回路電阻

表3 各零件單獨測量值 μΩ

需要指出的是，本方法一般適用于查找回路電阻值出現問題的GIS設備。大多數時候，GIS設備只有部分回路停電檢修，可能達不到動用多組接地刀閘的條件。為保證歷次測試數據的一致性，在一般交接性試驗或是預防性試驗時[4]，建議試驗電流、電壓測試線均置于被試回路兩端接地刀閘處。

2 在強感應電情況下測量出線回路電阻值

如圖6，該220 kV GIS廠房建設在架空線下，其一回出線主接線見圖1。經測量，其出線套管導體上感應電高達1 000余V，若按照正常方法測量在測量其出線回路電阻，試驗人員有觸電的危險，故測量時，SF1接地刀閘必須合上，其接地連片不允許斷開。

圖6 GIS設備在架空線下

按照直流壓降法原理，試驗人員用圖7所示接線。

測量出線回路MX間的回路電阻，在MF間施加試驗電流，在M、G兩點測量電壓，如此，既能保證安全試驗，又能夠測得所需數據。

3 測量超長母線回路電阻

在GIS站投入運行前，或是母線檢修期間，需要測量主母線回路電阻。該220 kV GIS站為雙母線雙分段結構，每回分段母線長約140 m?；芈冯娮铚y試儀電流試驗線一般為30 m，截面積為35 mm2，若試驗線過長，線路電壓降低明顯，受儀器容量限制，試驗電流值將明顯下降，達不到試驗規程要求。

圖7 架空線下出線回路電阻測量示意圖

GIS母線截面積大，而且導電質量優良，可以利用其來作為電流導線。將母線兩端接地刀閘合上，接地連片解開，將其中一端接地刀閘三相短路銅排拆開，另一端則不拆如圖8所示。測量A相母線回路電阻時，在X、Y兩點間通入試驗電流，此時電流路徑為圖8中加粗部分。將電壓測試線分別置于X、Z兩點，測得的電阻為XM段即A相母線回路電阻值。同理，在X、Y點間通入電流，測量Y、Z點間電壓，即可得B相母線回路電阻值；在Y、Z點間通入電流，測量X、Z點間電壓，即可得C相母線回路電阻值。

圖8 超長母線回路電阻測量示意圖

4 結 語

當前大型高壓GIS站主接線較為復雜，在GIS主設備安裝調試和日常預防性試驗中，靈活運用直流壓降法，能夠有效查找高壓GIS設備導電回路電阻缺陷部位，能夠創造條件測量強感應電下的導電回路電阻，也能夠便捷測得整段超長母線回路電阻值。