劉蓉蓉，張東勝

（中國三峽集團(tuán)，四川 成都 610042）

1 GIS

GIS是英文“Gas Isolator Switchgear”即氣體絕緣開關(guān)裝置的簡稱（以下簡稱GIS），GIS具有壽命長、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、基本不受環(huán)境因素的影響、安裝方便、運(yùn)行安全可靠、維護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)，因此，自上世紀(jì)80年代以來，500kVGIS被廣泛應(yīng)用于電力工程之中。

2 GIS安裝

500kVSF6GIS安裝對安裝環(huán)境的要求較高，安裝工藝復(fù)雜，這給現(xiàn)場安裝帶一定的困難，設(shè)備缺陷或在安裝過程中出現(xiàn)疏忽不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，直接結(jié)果是不能通過高壓試驗(yàn)，而需將設(shè)備解體處理，再安裝再試驗(yàn)，GIS設(shè)備經(jīng)多次解體、安裝、試驗(yàn)，不但減少了它的使用壽命，同時(shí)也嚴(yán)重影響了工程的投產(chǎn)工期，因此把握和控制現(xiàn)場的安裝條件、環(huán)境和安裝過程中的關(guān)鍵工序、工藝顯得特別突出和重要。

2.1 GIS安裝應(yīng)具備的條件

（1）土建工程及裝修已檢查驗(yàn)收；

（2）設(shè)備基礎(chǔ)、預(yù)埋件及接地、電纜溝槽等已施工完畢；

（3）地面孔洞臨時(shí)性封堵完畢；

（4）安裝區(qū)域的防塵、防潮、臨時(shí)施工設(shè)施、安全設(shè)施布置完畢；

（5）專用工器具、測試儀器、儀表和清潔密封材料等已準(zhǔn)備就緒；

（6）安裝起吊機(jī)具布置到位并經(jīng)檢查合格；

（7）安裝必須的文件、圖紙、表格等資料已準(zhǔn)備；

（8）GIS安裝的技術(shù)交底及人員培訓(xùn)已進(jìn)行；

（9）GIS設(shè)備已到工地倉庫。

2.2 GIS設(shè)備的到貨與開箱驗(yàn)收控制

GIS設(shè)備的接收、裝卸、開箱和儲(chǔ)存流程見圖1。

圖1 GIS設(shè)備的接收、裝卸、開箱和儲(chǔ)存流程

GIS設(shè)備一般從工廠運(yùn)抵工地裝箱數(shù)量比較大，如：三峽一期左、右岸電站約2000多箱左右，向家壩約800多箱左右；如此多的裝箱一但無序運(yùn)到安裝現(xiàn)場必將導(dǎo)至現(xiàn)場安裝場地受限安裝環(huán)境惡化，因此設(shè)備必須依據(jù)安裝順序，編制提貨計(jì)劃，確認(rèn)設(shè)備編號(hào)后，有序運(yùn)輸至安裝區(qū)。

GIS設(shè)備運(yùn)到安裝區(qū)入口處后，應(yīng)先對箱體上的振動(dòng)監(jiān)視儀（如果裝有）進(jìn)行檢查，然后對箱體上的標(biāo)志及外觀檢查，以確認(rèn)箱號(hào)的準(zhǔn)確性及外觀的完整性，當(dāng)確認(rèn)完好后，開箱清點(diǎn)與檢查，清點(diǎn)與檢查內(nèi)容主要包括：設(shè)備及零部件外表、數(shù)量、規(guī)格等，清點(diǎn)與檢查的結(jié)果應(yīng)與裝箱清單一致；充氣運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備氣室內(nèi)的壓力應(yīng)在允許范圍。設(shè)備開箱清點(diǎn)檢查確認(rèn)完畢后，應(yīng)及時(shí)將完好的設(shè)備及零部件運(yùn)到安裝地點(diǎn)或運(yùn)抵臨時(shí)存放區(qū)存放；對清點(diǎn)檢查不合格的設(shè)備和零部件應(yīng)及時(shí)返廠處理。

設(shè)備一旦開箱必須立即進(jìn)入安裝或進(jìn)入臨時(shí)存放點(diǎn)存放，大型工程設(shè)備零部件現(xiàn)場存放量大，存放的時(shí)間還特別長，有的工程長達(dá)幾個(gè)月到半年之久，因此必須對設(shè)備及零部件現(xiàn)場保管工作進(jìn)行規(guī)范與量化管理，通常規(guī)定如下：

（1）盆式絕緣子、支撐絕緣子、絕緣件、絕緣材料、密度繼電器、儀表、閥門、管路、吸附劑、SF6氣體等必須按設(shè)備廠家的要求儲(chǔ)存。

（2）對于充氣設(shè)備應(yīng)定期檢查氣室內(nèi)的壓力并記錄，一但氣壓降低超過允許值，應(yīng)及時(shí)查明原因或補(bǔ)入同樣氣體，防止受潮。

（3）母線筒、支架、外殼接地連接件、氣瓶等當(dāng)無條件必須室外存時(shí)，應(yīng)做到比存放地面至少高出150 mm，設(shè)備須用蓬布完全蓋住，并用繩子綁好保證防雨、防潮。

（4）每月應(yīng)進(jìn)行檢查一次儲(chǔ)存狀況，以防潮、防盜、防損傷。

（5）短期存儲(chǔ)（一般少于6個(gè)月），每個(gè)運(yùn)輸組件（裝配單元，外殼，瓷套等）應(yīng)將SF6氣體的壓力保持在約0.5kg/cm2（0.05MPa），或帶有供存儲(chǔ)用的吸附劑。若由于某種原因?qū)е逻\(yùn)輸組件不密封，應(yīng)確認(rèn)漏泄的準(zhǔn)確部位并進(jìn)行修復(fù)，然后更換吸附劑，以清除設(shè)備的濕氣。機(jī)構(gòu)和控制箱應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，要防潮和防塵，防磕碰，并放在戶內(nèi)保存。

（6）若長期存儲(chǔ)（超過6個(gè)月），要仔細(xì)檢查運(yùn)輸組件是否有由于濕氣，灰塵和生銹而造成的損壞。如果發(fā)現(xiàn)任何損壞，應(yīng)對設(shè)備進(jìn)行修理，并更換吸附劑。對設(shè)備抽真空到133.3Pa，保持抽真空2h，按照廠家的技術(shù)文件的要求做真空試驗(yàn)。結(jié)果符合技術(shù)要求后，再重新充入儲(chǔ)存時(shí)要求的氣體。

2.3 GIS設(shè)備安裝技術(shù)

（1）斷路器調(diào)整就位及固定

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及土建預(yù)埋坐標(biāo)樣點(diǎn)，進(jìn)行GIS軸線放點(diǎn)，并檢查其中心、高程是否與接口設(shè)備如變壓器、電抗器、GIL相符后，確定斷路器的基礎(chǔ)點(diǎn)并劃線；測量斷路器基礎(chǔ)點(diǎn)高程并通過加裝墊片調(diào)平；GIS整體安裝完成后對斷路器進(jìn)行固定。

（2）電流互感器、隔離開關(guān)安裝

打開CT隔離開關(guān)（接地開關(guān)）、斷路器本體運(yùn)輸端蓋，檢查絕緣盆子、彈簧觸指、導(dǎo)體以及管母線的內(nèi)壁和法蘭面，認(rèn)真清掃、潔凈后，將CT、隔離開關(guān)與斷路器對接。

（3）主母線、分支母線之間的連接

按照安裝圖紙，把不同編號(hào)的管母線放置在臨時(shí)支撐上并依次擺放，打開需要拼裝的管母線的運(yùn)輸端蓋，檢查絕緣盆子、彈簧觸指、導(dǎo)體以及管母線內(nèi)壁和法蘭面，然后清掃、潔凈；母線在拼裝前，先在導(dǎo)體內(nèi)壁均勻涂抹適量電力復(fù)合脂，最后拼裝各導(dǎo)體，各連接件必須使用適當(dāng)?shù)木o固力矩。

（4）母線支架及檢修平臺(tái)安裝、調(diào)整及固定

在母線安裝前，按照設(shè)計(jì)圖紙把不同規(guī)格、型號(hào)的母線支架拼裝好，安裝前利用橋機(jī)吊到安裝位置并進(jìn)行臨時(shí)固定。在完成主母線、分支母線安裝后，調(diào)整支架進(jìn)行最終固定。主母線、分支母線安裝：先把組裝好若干節(jié)管母線用橋機(jī)吊到即將安裝的位置；先緊固對角的螺栓，然后調(diào)整母線的水平與垂直，調(diào)整完畢后用適當(dāng)?shù)牧鼐o固所有螺栓。

（5）進(jìn)線和出線單元的安裝

先在GIS室把管母線按A、B、C三相依次進(jìn)行拼裝；然后利用橋機(jī)與手動(dòng)葫蘆把組裝好的管母線吊至靠近安裝位置；仔細(xì)清掃對接的兩個(gè)法蘭面；三相安裝完畢后，進(jìn)行管母線的垂直方向調(diào)整。

（6）500kVSF6高壓套管安裝、調(diào)整就位及固定

安裝前檢查高壓套管應(yīng)外觀完整、無機(jī)械損傷；瓷套法蘭連接處密封完好。整體起吊時(shí)，吊索固定在規(guī)定的吊環(huán)上，不得利用瓷裙起吊，并不得碰傷瓷瓶；安裝面水平，并列安裝的排列整齊。與GIS連接處的接觸面，除去氧化層，并均勻涂以適量電力復(fù)合脂。均壓環(huán)安裝牢固、水平且方向正確；按制造廠規(guī)定可靠接地。

（7）SF6氣體作業(yè)

主體安裝開始后，將裝配完的氣室安裝上吸附劑、更換密封圈并均勻涂抹密封膠且在30min以內(nèi)進(jìn)行抽真空；抽真空持續(xù)12h達(dá)到極限真空狀態(tài)后靜置，再充注SF6氣體；充注前檢查SF6氣體的出廠試驗(yàn)報(bào)告及合格證件。并對SF6氣體進(jìn)行10%的抽樣化驗(yàn)檢查。對于不同氣室所充SF6氣體壓力和充氣程序必須按照廠家技術(shù)要求進(jìn)行。在耐壓試驗(yàn)前，根據(jù)氣體-溫度壓力曲線在現(xiàn)場的環(huán)境溫度下，對每一個(gè)氣室的氣壓值做最后的調(diào)整。

2.4 GIS設(shè)備安裝過程中質(zhì)量控制重點(diǎn)

GIS對于氣室內(nèi)的清潔度和含水量要求非常高，這有幾方面的原因：如果氣室內(nèi)有懸浮物或顆粒在盆式絕緣子表面，在高電場內(nèi)就會(huì)形成導(dǎo)電橋，易于引起局部放電而造成設(shè)備損壞；如果氣室內(nèi)殘留金屬碎削或表面不平，就會(huì)引起局部電場過強(qiáng)，發(fā)生尖端放電現(xiàn)象；在有電弧產(chǎn)生的氣室內(nèi)，SF6氣體會(huì)發(fā)生電離，產(chǎn)生有毒的SF2和SF4氣體，這兩種氣體不穩(wěn)定，與氣室中殘留的水分發(fā)生水解反應(yīng)，生成具有腐蝕作用的氫氟酸，腐蝕導(dǎo)體和接觸面，引起導(dǎo)電不良，所以必須控制氣室內(nèi)的微水含量，通常氣室內(nèi)的微水含量是通過充入合格的SF6氣體到額定壓力并到規(guī)定時(shí)間后取出定量的氣體進(jìn)行微水測量來判斷的。

為了保證氣室內(nèi)的清潔和微水含量不超標(biāo)，安裝過程中，對于環(huán)境的溫度、濕度及粉塵含量提出較高要求，環(huán)境溫度必須高于0℃，空氣相對濕度低于80%，所以在安裝設(shè)備前土建工程要求全部結(jié)束，屋頂防水、室內(nèi)凈地面、墻面裝修、溝道、照明、應(yīng)事先安裝完畢，通過驗(yàn)收移交安裝部門。另外要設(shè)專人對室內(nèi)進(jìn)行不間斷清掃、潔凈，保持室內(nèi)衛(wèi)生干燥。同時(shí)，室內(nèi)增設(shè)溫度儀、濕度儀，監(jiān)視溫濕度；定期或不定期使用空氣質(zhì)量監(jiān)測儀，監(jiān)視GIS室內(nèi)粉塵質(zhì)量，保證滿足上述要求。

在清掃、潔凈用的消耗材料的選擇上，酒精和丙酮選用分析純，應(yīng)選擇純度99.99%；擦用紙應(yīng)為不起毛的白色專用紙。

氣室的清掃、潔凈工作一定要在一定時(shí)間內(nèi)完成，在解除氣室密封后盡量減少內(nèi)部結(jié)構(gòu)暴露在空氣中的時(shí)間，以減少內(nèi)部結(jié)構(gòu)吸收水分。在進(jìn)入氣室內(nèi)清掃、潔凈時(shí)，必須穿上無鈕扣連身潔凈的工作服、工作頭罩、工作鞋。

在氣室清掃、潔凈完畢，應(yīng)立即更換新干燥的吸附劑并封閉氣室，準(zhǔn)備抽真空工作。更換吸附劑應(yīng)先檢查吸附劑真空是否破除，吸附劑內(nèi)濕度試紙是否變色。

吸附劑更換完畢后立即對氣室進(jìn)行抽真空。抽真空的時(shí)間與真空度應(yīng)在設(shè)備廠家規(guī)定的范圍內(nèi)，一般采用高極限真大容量雙極真空機(jī)組進(jìn)行抽真空，這樣在短的時(shí)間內(nèi)對氣室內(nèi)的水份抽出效果會(huì)更好。

充SF6氣體前應(yīng)對到貨的氣體微水和純度進(jìn)行檢查，對于微水含量超標(biāo)的氣體嚴(yán)禁使用。

充SF6氣體的管路和減壓閥及法蘭面必須保持嚴(yán)格的氣密性，充SF6氣體時(shí),室內(nèi)濕度應(yīng)不大于80%，20℃時(shí)充SF6氣體壓力為0.5MPa，其余溫度下按SF6溫度-壓力對照表換算，充氣后24h測量水分含量，斷路器氣室應(yīng)不大于150ppm（v/v），普通氣室應(yīng)不大于250ppm（v/v）。

在開關(guān)站全部完工后應(yīng)對所有現(xiàn)場分解連接面進(jìn)行包扎檢漏，其年泄露率應(yīng)不大于1%。

3.GIS現(xiàn)場試驗(yàn)

3.1 現(xiàn)場試驗(yàn)項(xiàng)目

GIS設(shè)備現(xiàn)場試驗(yàn)是檢查安裝質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，試驗(yàn)結(jié)果是判斷安裝質(zhì)量的重要依據(jù)，GIS安裝完畢后，按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定、合同和設(shè)備廠家文件要求進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目如下：

（1）GIS現(xiàn)場試驗(yàn)項(xiàng)目

主回路絕緣試驗(yàn)（老練試驗(yàn)；工頻耐壓試驗(yàn)；沖擊電壓試驗(yàn)；局部放電試驗(yàn)）；

輔助回路的絕緣試驗(yàn)；

主回路電阻測量；

SF6氣體質(zhì)量驗(yàn)證及氣密性試驗(yàn)；

SF6氣體濕度的測量；

檢查和核實(shí)（裝配符合制造廠的圖紙和說明書；所有管接頭的密封、螺栓和連接的緊固性；接線的正確性；測量、監(jiān)控、保護(hù)和調(diào)整設(shè)備的正確功能；各設(shè)備接地的連線檢查連接系統(tǒng)的正確連接）；

閉鎖裝置的性能試驗(yàn)；

（2）斷路器現(xiàn)場試驗(yàn)項(xiàng)目

輔助回路和控制回路工頻耐壓試驗(yàn)；

回路電阻測量；

工頻耐壓試驗(yàn)；

SF6氣體濕度測定；

輔助設(shè)備檢查；

氣體密封性試驗(yàn)；

分、合閘線圈的直流電阻和最低動(dòng)作電壓測量；

機(jī)械操作試驗(yàn)（現(xiàn)地和遠(yuǎn)方）；

閉鎖校核試驗(yàn)；

開、合空載架空線試驗(yàn)；

分、合閘時(shí)間試驗(yàn)；

主、輔觸頭分、合閘同期性試驗(yàn)。

（3）隔離開關(guān)現(xiàn)場試驗(yàn)項(xiàng)目

機(jī)械特性試驗(yàn)并測量分合閘時(shí)間，閉鎖裝置功能檢查；

主回路及接地開關(guān)回路電阻測量；

絕緣電阻測量；

控制回路和輔助回路的交流耐壓試驗(yàn)；

操動(dòng)機(jī)構(gòu)最低動(dòng)作電壓檢查。

（4）電壓互感器現(xiàn)場試驗(yàn)項(xiàng)目

勵(lì)磁特性測量；

空載電流測量；

變比檢查。

（5）電流互感器現(xiàn)場試驗(yàn)項(xiàng)目

勵(lì)磁特性曲線測量；

變比檢查。

（6）避雷器現(xiàn)場試驗(yàn)項(xiàng)目

外觀檢查；

絕緣電阻測量；

最大工作電壓持續(xù)電流試驗(yàn)；

標(biāo)稱放電電流殘壓試驗(yàn)；

工頻參考電壓試驗(yàn)；

放電計(jì)數(shù)器動(dòng)作情況及底座絕緣檢查。

3.2 一般常規(guī)性試驗(yàn)項(xiàng)目的意義與要求

（1）測量導(dǎo)體直流電阻；直流電組的值能夠反映安裝導(dǎo)體的接觸是否良好，所以應(yīng)跟隨安裝進(jìn)度，隨時(shí)進(jìn)行各段導(dǎo)電體的直流電組，并與出廠值相比較，不超過出廠測量值的120%，確定安裝質(zhì)量。

（2）到貨SF6氣體復(fù)檢（測微水），充入氣室SF6氣體微水檢測、泄漏率檢測。SF6氣體在到貨后就應(yīng)進(jìn)行微水量的檢查，微水超標(biāo)的氣體不準(zhǔn)使用。有條件時(shí)還應(yīng)抽檢SF6氣體的純度。部分工地視情況還需對新氣進(jìn)行全分析化驗(yàn)。在每個(gè)氣室充氣至額定壓力24h后要進(jìn)行氣室內(nèi)SF6氣體微水的測試，斷路器氣室水分含量應(yīng)不大于150ppm（v/v），其他氣室水分含量應(yīng)不大于250ppm（v/v）。年泄露率的檢測采用局部包扎法（用縮料膜包裹密封面）包扎24h后用定量撿漏儀測量，經(jīng)過計(jì)算年泄露率應(yīng)不大于1%/年。

（3）CT特性PT特性試驗(yàn)，內(nèi)容：變比，極性，VA特性。CT與PT的特性測試應(yīng)在安裝前進(jìn)行。

（4）儀器、儀表效驗(yàn)：所有SF6氣體壓力表和密度繼電器到達(dá)現(xiàn)場后均應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確度和動(dòng)作值的復(fù)檢，并和出廠值比較判定是否合格。合格后方能投入使用。

（5）開關(guān)特性試驗(yàn)：測試斷路器三相同期、分合閘時(shí)間、速度、動(dòng)作行程，分合閘線圈直流電組測試。

（6）連鎖、傳動(dòng)試驗(yàn)：在設(shè)備整體安裝完畢后，電纜和二次接線均已完成，操作和動(dòng)力電源已送上。設(shè)備本體的油壓和機(jī)械操作系統(tǒng)試運(yùn)完畢后，進(jìn)行連鎖和傳動(dòng)試驗(yàn)，檢驗(yàn)各個(gè)動(dòng)作機(jī)構(gòu)的電氣和機(jī)械閉鎖是否滿足要求，進(jìn)行遠(yuǎn)方和就地操作觀測指示信號(hào)是否準(zhǔn)確無誤，進(jìn)行模擬保護(hù)跳閘，確認(rèn)繼點(diǎn)保護(hù)裝置是否安全可靠。

3.3 GIS現(xiàn)場高壓試驗(yàn)

3.3.1 GIS現(xiàn)場高壓試驗(yàn)的特殊性

GIS是一種“集木式“組合電器，被組合的設(shè)備中，各自都有自已的絕緣特性，它們經(jīng)運(yùn)輸和現(xiàn)場組裝后，絕緣性能是否下降必須經(jīng)過高壓試驗(yàn)來判斷；另外，GIS設(shè)備在出廠試驗(yàn)時(shí)，不可能復(fù)蓋設(shè)備的全部及出廠試驗(yàn)，不可能做到如現(xiàn)場條件、環(huán)境、現(xiàn)場設(shè)備全體組裝一模一樣形態(tài)，換言之，出廠試驗(yàn)必然存在盲區(qū)，這種試驗(yàn)盲區(qū)只可能用現(xiàn)場試驗(yàn)來彌補(bǔ)；因此GIS設(shè)備現(xiàn)場安裝完畢后的，整體高壓試驗(yàn)顯得特別突出和重要，這也正是它的特殊性所在。

3.3.2 GIS現(xiàn)場高壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與方法

現(xiàn)場高電壓試驗(yàn)值不應(yīng)低于工廠試驗(yàn)電壓的80%，GIS現(xiàn)場耐壓可采用交流電壓、振蕩操作沖擊電壓和振蕩雷電沖擊電壓等試驗(yàn)裝置進(jìn)行。

交流耐壓試驗(yàn)是GIS現(xiàn)場耐壓試驗(yàn)最常見的方法，它能夠有效地檢查內(nèi)部導(dǎo)電微粒的存在、絕緣子表面污染、電場嚴(yán)重畸變等故障；雷電沖擊耐壓試驗(yàn)對檢查異常的電場結(jié)構(gòu)（如電極損壞）非常有效?，F(xiàn)場一般采用振蕩雷電沖擊電壓試驗(yàn)裝置進(jìn)行；操作沖擊電壓試驗(yàn)?zāi)軌蛴行У貦z查GIS內(nèi)部存在的絕緣污染、異常電場結(jié)構(gòu)等故障，現(xiàn)場一般也采用振蕩型試驗(yàn)裝置。

3.3.3 GIS現(xiàn)場交流耐壓試驗(yàn)

（1）交流耐壓試驗(yàn)電壓值與時(shí)間規(guī)定

GIS試驗(yàn)為老練試驗(yàn)和交流耐壓試驗(yàn)結(jié)合，交流耐壓試驗(yàn)值為出廠試驗(yàn)值的80%，耐受時(shí)間為1 min。

（2）試驗(yàn)方法及手段

試驗(yàn)采用串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置，利用串諧設(shè)備的電抗器與試品（GIS）電容構(gòu)成諧振回路，諧振頻率由諧振回路的電感和電容量確定，試驗(yàn)頻率在規(guī)程所要求的10～300Hz范圍內(nèi)，并通過所匹配的電抗器使諧振頻率盡可能接近50Hz。試驗(yàn)時(shí)在低電壓下調(diào)節(jié)頻率接近諧振點(diǎn)，然后按試驗(yàn)程序進(jìn)行升壓。

（3）試驗(yàn)工況

GIS全部安裝工作及開關(guān)設(shè)備的機(jī)械特性測試等工作全部結(jié)束；氣室氣壓、水份測量合格；

GIS外殼及基架接地完好；

GIS回路電阻測試符合要求；

GIS回路電容校該測量工作已完畢；

GIS高壓試驗(yàn)的安全布置工作已完畢；

對GIS進(jìn)行相對地交流耐壓試驗(yàn)；試驗(yàn)時(shí)應(yīng)依試驗(yàn)設(shè)備容量允許，可分段或分相試驗(yàn)，非被試相可靠接地；

試驗(yàn)電壓較低的設(shè)備（如避雷器）和接口設(shè)備（變壓器）應(yīng)有效的隔離。

（4）升壓過程（含老練程序）

交流耐壓試驗(yàn)在額定SF6氣體壓力下進(jìn)行。試驗(yàn)流程如圖2所示：在1.0倍額定相電壓下老練10min；然后升壓至80%試驗(yàn)電壓老練3min；最后上升到最終耐受電壓耐受1min。

圖2 耐壓流程

（5）GIS耐壓試驗(yàn)擊穿故障的定位方法

GIS現(xiàn)場耐壓試驗(yàn)過程中對擊穿故障點(diǎn)的準(zhǔn)確判斷、定位一直是倍受試驗(yàn)人員和安裝人員關(guān)注的事，其原因主要有，故障點(diǎn)判斷、定位準(zhǔn)確與否，直接影響設(shè)備及氣室解體工作量的大小，由此帶來的查找故障點(diǎn)及后續(xù)故障點(diǎn)的處理和氣體作業(yè)等工作，即費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。早期的故障點(diǎn)判斷、定位多是靠人耳的監(jiān)聽，實(shí)踐證明僅靠人耳的監(jiān)聽容易發(fā)生誤判；現(xiàn)在一般均采用依據(jù)放電產(chǎn)生沖擊波而引起外殼振動(dòng)的原理，研制的故障定位器來判斷和定位故障點(diǎn)，這種方法既準(zhǔn)確又方便，當(dāng)然所要求的定位器數(shù)量比較多（一般與被探測點(diǎn)數(shù)成正比）。在實(shí)踐中，如果因故障定位器的傳感器數(shù)量有限，使放電或擊穿發(fā)生未預(yù)報(bào)時(shí)，根據(jù)監(jiān)聽放電的情況，多次加壓直到找到放電或擊穿部位，效果也比較理想。

3.3.4 雷電沖擊試驗(yàn)

雷電沖擊試驗(yàn)被用于研究電力設(shè)備遭受大氣過電壓（雷電）時(shí)的絕緣性能。雷電振蕩操作沖擊試驗(yàn)在工頻耐壓試驗(yàn)合格后進(jìn)行。

沖擊電壓的破壞作用決定于波形、幅值和波形陡度。目前國內(nèi)沖擊電壓發(fā)生器能產(chǎn)生8種沖擊波形。下面簡單介紹一下：

（1）GB311《高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合-高電壓試驗(yàn)技術(shù)》規(guī)定了三種標(biāo)準(zhǔn)沖擊波形：

1）1.2/50μs標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊全波；

2）1.2/2～5μs標(biāo)準(zhǔn)雷電截波；過零系數(shù)：0.25～0.35；

3）250/2500μs的標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊波；Tf為20～250μs，90%持續(xù)時(shí)間≥200μs；

過零時(shí)間≥500μs。

（2）IEC517規(guī)定GIS組合電器現(xiàn)場沖擊試驗(yàn)的二種標(biāo)準(zhǔn)沖擊波形：

1）Tf＜15μs的振蕩雷電沖擊波；

2）Tcr＞100μs的振蕩操作沖擊波。

標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓波形見圖3。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓波形

（3）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，GIS設(shè)備雷電沖擊試驗(yàn)中，雷電沖擊波的波前時(shí)間≤8μs，振蕩雷電沖擊波的波前時(shí)間≤15μs。

雷電沖擊試驗(yàn)程序?yàn)椋?/p>

1）在GIS主回路交流耐壓試驗(yàn)合格后進(jìn)行調(diào)波試驗(yàn)。

2）在30%試驗(yàn)電壓下施加正極性沖擊電壓一次，進(jìn)行調(diào)波試驗(yàn)，調(diào)整波形使波頭時(shí)間不大于15μs。

3）在60%試驗(yàn)電壓下施加正極性沖擊電壓一次。

4）在100%試驗(yàn)電壓下施加正極性沖擊電壓三次。試驗(yàn)間隔時(shí)間不小于5min。

5）在30%試驗(yàn)電壓下施加負(fù)極性沖擊電壓一次，進(jìn)行調(diào)波試驗(yàn)，調(diào)整波形使波頭時(shí)間不大于15μs。

6）在60%試驗(yàn)電壓下施加負(fù)極性沖擊電壓一次。

7）在100%試驗(yàn)電壓下施加負(fù)極性沖擊電壓三次。試驗(yàn)間隔時(shí)間不小于5min。

雷電沖擊試驗(yàn)對檢查異常電場情況，例如電極損壞特別靈敏。但因?yàn)樵嚻冯娙荽?，所需的沖擊電壓發(fā)生器體積龐大，且雷電波的波頭較陡，會(huì)在尺寸較大的被試品中引起波的反射，因此在現(xiàn)場很少采用雷電沖擊電壓試驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如進(jìn)行雷電沖擊試驗(yàn)，波前時(shí)間可延長到8μs；如采用振蕩雷電波，則波前時(shí)間可延長到約15μs。

（4）結(jié)合國標(biāo)與三峽集團(tuán)公司GIS采購合同的要求，三峽工程地下電站GIS進(jìn)行了現(xiàn)場雷電沖擊試驗(yàn)。

1）試驗(yàn)方法：GIS主回路施加1340kV的雷電振蕩沖擊波，正負(fù)極性各3次，波頭時(shí)間不大于15μs。

2）試驗(yàn)結(jié)果：第1段B、C相和第2段A、C相均通過雷電沖擊試驗(yàn)；第1段A相和第2段B相在進(jìn)行雷電沖擊時(shí)出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象，GIS設(shè)備內(nèi)部的絕緣部件可能擊穿，試驗(yàn)未能通過。

3）故障查找結(jié)果與處理：為確定設(shè)備故障區(qū)域，對第1段A相和第2段B相設(shè)備進(jìn)行了分段和不同電壓等級(jí)沖擊試驗(yàn)，最終確定了大致的故障范圍，并對相關(guān)區(qū)域內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行解體處理。

GIS雷電沖擊試驗(yàn)中共發(fā)現(xiàn)15個(gè)絕緣盆子放電（試驗(yàn)電壓1340kV），其他放電點(diǎn)4個(gè)。主要原因?yàn)椋翰糠珠_口盆在開口處未倒角，在高壓下發(fā)生電場畸變，易造成沿面爬電，絕大多數(shù)閃絡(luò)擊穿盆均屬此類；在電壓互感器、避雷器斷開點(diǎn)臨時(shí)加裝的屏蔽罩造型為扁平狀，電場畸變可能引起二次閃絡(luò)。處理情況：要求對開口盆在開口處進(jìn)行倒角處理，更換后，再次試驗(yàn)合格（試驗(yàn)電壓1240kV）。

4 結(jié)語

在我國電力行業(yè)正在大量的建設(shè)和使用GIS設(shè)備，尤其是中大型水電站基本上是采用GIS設(shè)備作為接入電力系統(tǒng)的配電裝置，因此GIS設(shè)備安裝與試驗(yàn)的質(zhì)量好壞將直接影響水電站的電能輸送質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益；通過對已建的GIS安裝工程經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)進(jìn)行總結(jié)、分析、歸納、提升，這一有益的工作必將對日后GIS安裝工程的設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行的質(zhì)量起到一定的推進(jìn)作用。

總之，對于GIS現(xiàn)場安裝與試驗(yàn)技術(shù)的研究是一個(gè)比較實(shí)用的問題，其中涉及的理論和方法非常廣泛，作者學(xué)識(shí)淺薄，文中一定有不少未盡之處，望各位讀者能提出寶貴意見，給予批評(píng)和指正。