GIS试验方法及步骤

GIS出厂试验试验程序

目录

1.依据标准

2.出厂试验：

2.1主回路的绝缘试验

2.1.1主回路的工频耐压试验

2.1.2 局部放电试验

2.2辅助和控制回路的试验

2.3主回路电阻测量

2.4密封性试验

2.5设计和外观检查

2.6外壳的压力试验

2.7机械操作试验

2.8控制机构中辅助回路、设备和联锁的试验

2.9隔板的压力试验

2.10补充材料：CT测试、水分测量、密度计的测试等3安装后的试验：

3.1 主回路绝缘试验

3.2 辅助回路绝缘试验

3.3 主回路电阻测量

3.4 气体密封性试验

3.5 空气系统的泄漏试验

3.6 检查和验证

3.7 气体质量验证

3.8 SF6密度计和空气压力开关动作值测试

1.依据标准

IEC62271- 203 额定电压kV及以上的气体绝缘金属封闭开

关设备

IEC62271- 100 高压交流断路器

IEC62271- 102 高压交流隔离开关和接地开关

IEC60694 共用技术要求

IEC44-1 电流互感器

BS3938 电流互感器技术要求

2.GIS的出厂试验程序

2.1 主回路的绝缘试验

主回路绝缘试验包括主回路的工频耐压试验和局部放电试验。

2.1.1 主回路的工频耐压试验

技术要求：GIS设备断口、相间及对地的所有状态能够耐受标准规定的工频试验电压并保持1min，无闪络或击穿。

试验程序：GIS的工频电压试验在对地、相间和开关装置的断口间进行。试验时SF6气体压力为各气室最低功能压力。对每一试验状态，将试验电压升高到试验要求值并保持1min。开关装置各个断口进行试验的具体步骤按工厂下发的设计文件《主回路工频耐压及局放试验方案》进行。

2.1.2 局部放电试验

技术要求：在标准规定的测量电压下，局部放电量不超过10pC。

试验程序：局部放电试验一般在主回路耐压试验完成后进行，断路器和隔离开关处于合闸状态，接地开关分闸。R、Y、B三极分别施加工频试验电压，将外施工频电压升高到标准规定的预加电压值，并保持在该值1min。在这个电压值下出现的局部放电不予考虑。然后，电压降到测量电压值，在这个电压值下进行局放量的测量。局放试验的具体要求按《主回路工频耐压及局放试验方案》

进行。

2.1.3 试验设备及线路图

图1 局部放电试验接线原理图

图中：TM：工频试验变压器，型号：TES2 1000/375，输出电压：0～1000kV；

C1：分压器高压臂测量电容；（工频试验变压器内部）

C2：分压器低压臂测量电容；（工频试验变压器内部）

K：测量电缆

Vp：峰值电压表，型号：DSM，准确度：0.5%;

To：试品

Cm：耦合电容器，型号：CKS1000，电容量：1000pF，额定电压：1000kV；

Zm：检测阻抗

M：局部放电测试仪，型号：JF2001

注：在图1基础上去掉Zm、K、M即为工频耐压试验线路图2.2 辅助和控制回路的试验

辅助和控制回路的检查以及电路图和接线图一致性的验

证

检查内容包括：元件安装的正确性及接线的牢固性，使用导线的线径、颜色等符合接线图要求，导线端子标识符合图样要求。用万用表进行接线正确性的检查。

2.2.2 功能验证

验证辅助和控制回路的正确功能。该功能在设备各个元件的试验过程中进行验证。

2.2.3 辅助和控制回路的绝缘试验

试验电压施加在连接在一起的辅助回路和控制回路与开关装置的底座之间，辅助回路和控制回路的一部分与接连在一起并与底架相连的其他部分之间。IEC62271- 203 规定试验电压为1kV，持续时间为1s。

试验设备为：工频试验变压器

2.3 主回路电阻测量

试验方法：直流压降法

试验电流及技术要求：标准要求取50A到额定电流之间的任一方便值。新加坡工程要求试验电流为直流500A。依据工厂设计文件《主回路电阻测量方案》的要求，闭合待测回路上的断路器、隔离开关和接地开关，去除接地开关端子上的接地板，在每一测试区间施加500A直流电流，测试结果不超过设计计算值的1.2倍。

试验线路图及试验设备：

设备型号：MOM600A

主回路电阻待测段

图2 回路电阻测量原理图

试验中应注意的问题：

a. 试验可以在SF6气体中或空气中进行，不允许在真空状态下进行。

b. 电流注入点一般在接地开关端子处，应避免与电压测量点重合。

c. 对于双母线设备，在测量时要注意开关状态，避免出现分流现象，影响测量结果的准确性。

2.4 密封性试验

试验方法：局部包扎法。在正常的周围空气温度下，各气室充以额定压力的SF6气体，用塑料薄膜包扎各密封面，边缘用胶带粘贴密封。塑料薄膜与被试品应保持一定的间隙。包扎24小时后，用SF6检漏仪测量包容区的气体浓度，一般视试品大小测试2~6点。判

< 1%ppm）。

漏气率的计算方法：

F=ΔC×(V m-V1)×P/Δt MPa·m3/s

F—漏气率

ΔC—试验开始到终了时泄露气体浓度的增量，为测量值的平均值ppm

Δt—测量ΔC的间隔时间s

V m—封闭罩的容积m3

V1—试品体积m3

P—绝对大气压0.1Mpa

相对年漏气率F y：

F y=F×31.5×106/V×(P r+0.1) ×100% /年

V—试品气体密封系统容积m3

P r—气室SF6气体压力MPa

2.5 设计和外观检查

开关设备和控制设备应该经过检查，以证明它们符合买方的技术条件

检查内容包括：开关和机构的装配尺寸符合图样要求；螺栓、螺母的紧固并作力矩标记；铭牌内容完整准确，装配位置正确；所有控制元件型号正确，控制柜装配符合图样要求；绝缘子及产品外观颜色正确无缺陷。

2.6 外壳的压力试验

加工完成后的外壳应进行压力试验。标准规定的试验压力是产

品设计压力的K倍。对于焊接的铝外壳和焊接的钢外壳K =1.3倍；对于铸造的铝合金外壳为K =2.0倍。试验压力至少应维持1min，（试验压力及保压时间在零件图样上有明确规定）。试验期间不应出现破裂或永久变形。制造厂规定的试验压力在图样上有具体规定值，试验持续时间为焊接壳体4h，铸造壳体30min。

试验设备：水压试验机，升压速度不大于400kPa/1min。

2.7 机械操作试验

进行操作试验是为了保证开关装置满足规定的操作条件且机械联锁工作正常。GIS的开关装置按照它们相关的标准进行机械出厂试验。应该特别验证开关装置在它们操动机构的电源电压和操作压力规定的范围内能够正确地合闸和分闸。举例：断路器的机械操作试验（见表1）

机械特性试验：（各开关元件的特性要求在工厂技术文件中有具体规定）,下图是断路器的合、分闸特性行程曲线

图3 合闸行程曲线

分闸特性

图4 分闸行程曲线

测量原理图

断路器合闸位置 2-断路器分闸位置测量电源 测速滑动电阻

测量装置

图5 行程测量原理

表 1

断路器(CB)

图3中，可以得到以下特性值：

合闸时间：从合闸回路带电时刻到所有极的触头都接触时刻的时间间隔。

合闸不同期：开关合时各极间或同一极各断口间的触头分离瞬间的最大时间差异。

合闸速度：开关合过程中，动触头的运动速度。V合=行程/Tcˊ

在图4中，可以得到分闸时间、分闸速度及分闸不同期。读图方法与合闸行程曲线相同。

2.8 控制机构中辅助回路设备和联锁的试验

电气的、气动的以及其它联锁和控制装置一起按照规定的动作程序在规定的使用和操作条件下且采用最不利的辅助电源限值连续进行5次试验。

试验依据为二次联锁要求图。验证各元件间联锁条件是否满足设计图样的要求。

BS1-152

图 6 252kVGIS 一个间隔的部分联锁关系图

表 2

图6中部分元件的联锁关系表：

BS1-257(b)LOCAL OPEN LOCAL CLOSE CONTROLABLE CONDITION

BS1-289

BS1-157BS1-257

CLOSE OR OPEN

CLOSE OR OPEN

PERMIT TO

CLOSE OR OPEN BS1-189

EQUIPMENT CLOSE OR OPEN

CONTROL

BS1-152(b)BS1-157(b)PERMIT TO OPEN

PERMIT TO CLOSE

91012

11

BB1-157(b)

BB3-157(b)

BS1-257(b)BS1-157(b)BS1-152(b)BS1-189(b)BS1-289(b)S157X1/S257X1

表 3

表2中联锁关系的试验步骤（仅列举出BS1-189，其余元件的试验方法与之相同）：

表3中：O—分闸C—合闸C/O—可以进行分合闸操作

2.9 隔板的压力试验

每个隔板应承受两倍设计压力的压力试验1min，（试验压力在零件图样上有明确规定）。对于压力试验，隔板应严格和使用中相同的方式固定。隔板不应表现出过应力或泄露的迹象。

使用设备：水压试验机

2.10 补充内容：以上试验内容是IEC标准中规定的内容。在制造厂

的出厂试验中，我们还进行以下内容的检验：

2.10.1 CT安装后的复检

极性测试：互感器一次与二次绕组出线端子字母标志要正确、清晰，互感器一次与二次绕组之间的极性为减极性。

试验方法：用干电池的正极接在一次绕组的P1端，负极接在一次绕组的P2端；直流电流表的正极接在二次绕组的S1端，负极接在S2端。接通电源的瞬间，电流表向顺时针方向摆动，则互感器为减极性。

P2

E

S

P1

图 5 CT 极性性测量原理图

图中： E-干电池（1.5-3V ）

伏安特性测试：在被试绕组两端施加电压，以励磁电流读数为准，读取电压值。当对某一绕组进行试验时，其他绕组均处于开路状态，如此依次对每一绕组进行试验。

A

V

TV

T1

S1S2

P1

图 6 伏安特性测试原理图 图中： TV-调压器 （有足够容量）

V-平均值电压表 （0.1级） A- 电流表 （0.5级） T1-被试互感器

2.10.2 各气室SF6气体水分含量测定

各气室充入额定压力的SF6气体，静置48小时后，测量各气

室SF6气体水分含量，断路器气室≤150ppm，其它气室≤250ppm。

测试设备：水份含量测试仪

2.10.3 SF6密度计和空气压力表的校验

SF6密度计在进厂后，进行精度及动作示值测试。用一块经过校验的高等级的密度计作为标准表，经过示值比对，对待试密度计进行精度校验。用万用表测试各接点动作和复位值符合密度计示值要求。

3. 现场安装后的试验

设备安装后，在投运前，为了检查正确动作和设备绝缘的整体性应对GIS进行试验。安装后的试验和验证包括：

主回路的绝缘试验

辅助回路的绝缘试验

主回路电阻的测量

气体密封性试验

检查和验证

气体质量验证

3.1 主回路的绝缘试验

由于对GIS非常重要，为了消除可能在未来导致内部故障的潜在原因（错误的紧固、处理、运输、储运和安装期间的损坏、外部物体的进入等）。是对绝缘出厂试验的补充，目的是为了检查完整设

施的绝缘完整性且探测上述的异常情况。对于新安装的GIS，绝缘试验应在GIS完全安装并充有额定充入密度气体的所有现场试验后进行。

试验程序：

GIS应安装完好，并充有额定充入密度的气体。试验电压施加在每相导体和外壳间，一次一相，其它相的导体连接到接地的外壳上。

a）按标准规定的数值（U ds= kV）进行工频电压试验并持续1min。

b）按标准规定进行局部放电测量，预加电压U pre-stress= U ds，测试电压U pd-test=1.2U r/√3，测试时间>1min。

如果每相均耐受了规定的试验电压而没有出现破坏性放电，则认为开关设备通过了试验。

3.2 辅助回路的绝缘试验

试验要求及方法与出厂试验相同。补充内容：绝缘试验应对新的接线实施。如果接线已经取掉或者回路中包含有电子装置，这些回路不必进行试验。

3.3 主回路电阻测量

现场试验应尽可能在与出厂试验一致的条件下，对完整的设备进行总体测量。测得的电阻不应大于出厂试验的最大允许值。

3.4 气体密封性试验

与出厂试验相同。

3.5 空气系统的泄漏试验

给断路器储气罐充气到额定压力（1.5Mpa）后，关闭供气阀。保持24h，检查气压下降率为<10%/24h。

3.6 检查和验证

a）按照图纸和使用说明书进行装配结构的检查；

b）所有管道连接的密封以及螺栓和连接的紧密性检查；

c）按照图纸检查二次接线的正确性；

d）所有开关设备进行机械操作试验，试验内容见使用说明书；e）按照联锁条件要求进行联锁功能测试；

f）加热和照明回路的测试；

g）CT、PT极性及二次绕组绝缘电阻测试；

3.7 SF6密度计及空气压力开关动作值测定

通过调节SF6及空气管路上的进气和放气阀，分别检查SF6密度计及空气压力开关的动作值和复位值。

3.8 气体质量验证

为了获得可靠的测量结果，水分含量应在最终充入额定压力气体至少5天后进行检查。在20℃时测得的最大允许水分含量应该使它的露点温度不高于-5℃。工厂说明书中规定现场交接值为：CB气室应小于150ppm，其它气室应小于250ppm。