500kVGIS设备回路电阻测量探讨

500kVGIS设备回路电阻测量探讨

司剑云颜波梁迪团

（南方电网超高压输电公司昆明局云南昆明650217）

摘要：随着电力技术的发展，GIS在电力系统中的应用越来越广泛，并逐步向高电压等级迈进，目前在建或已建的大型变电站中已取代老式的裸铜线架线方式，其极小的土地占用面积及优异的绝缘性能为电站的建造及维护带来了极大的便利。为了检查GIS制造、安装、检修质量和运行中的健康水平，需对其进行回路电阻测试。本文对回路电阻测试方法进行探讨总结，并对测试过程出现的问题提出合理化建议。

关键词：500kVGIS设备；回路电阻测量；3/2接线

Discussiononcircuitresistancemeasurementof500kVGISequipment

SiJianyun,YanBo,LiangDituan

(ChinaSouthernPowerGridehvPowerTransmissionCompany,YunnanKunming650217,China)

Abstract:Withthedevelopmentofelectricpowertechnology,GISapplicationisbecomingmoreandmorewidelyinpowersystem,andgraduallymovingtothehighvoltagelevel.Theold-fashionedwayhasbeenreplacedbyGISinthelargesubstation.Thesmallareaandexcellentinsulationperformancehasbroughtgreatconvenienceforthesubstationconstructingandmaintenancing.InordertochecktheGISmanufacture,installation,operationandmaintenanceofthequalityandhealthlevel,forloopresistancetesting.Themethodofcircuitresistancetestingarediscussedandsummarized,puttingforwardreasonablesuggestionsonthetestingprocess.

Keywords:500kVGISequipment;circuitresistancetesting;3/2wiring

1、GIS设备结构及特点

六氟化硫封闭式组合电器（GasInsulatedSwitchgear)，简称GIS，它将除变压器以外的一次设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、快速接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管及相应的二次控制、测量、监视装置和SF6气体系统等，经优化设计有机地组合成一个整体。GIS主要有以下几个特点：

1）占地面积小

GIS由于将各个电力设备进行紧密的连接在一个或几个密闭的容器中，大大缩小了占地面积。比如±800kV楚雄换流站500kV交流场为裸导线架线，采用3/2接线方式，共8串，占地面积约3.4万平方米；±800kV普洱换流站500kV交流场为GIS架线方式，也采用3/2接线方式，按8串设计（其中一串为预留场地），占地面积共约为7400平方米，两者对比可以发现，同样的设备状况下，500kV设备采用GIS接线占地面积约为传统接线的20%,大大节约了土地资源，在全国土地资源日益紧张的今天显得尤为重要。

2）免维护性能高

由于GIS将所有设备都密封在密闭的容器内，设备与外界没有接触，则避免了大气中的雨水雾粉尘等杂质对电力设备的影响，比如在±800kV楚雄换流站年度检修中几乎每年都需对交流场中的支柱绝缘子进行清扫，对隔离开关动静触头进行擦拭、涂抹导电膏等维护，而±800kV普洱换流站交流场则避免了这一点，故在每年的检修中节省了大量的人力、物力、时间等。另外，由于带点部分以金属壳体封闭，对电磁和静电实现屏蔽，因此其抗干扰能力比较强。

3）设备安全性高

由于带电部分密封于接地的金属壳体内，因而没有触电危险，SF6气体为不然性气体，所以无火灾危。GIS的操作均采用遥控且有完善的电气和机械闭锁功能操作，高压隔离开关时操作人员无需到设备现场进行手动操作，提高了操作的安全性，从而保证了操作人员的人身安全。

4）绝缘性能优良

由于SF6具有很高的电负性，因此具有较高的绝缘强度。在均匀电场中的，相同大气压下，其绝缘强度为空气的2.5~3.0倍。当气体压力为0.2Mpa时，SF6的绝缘强度与变压器油相当，一般500kVGIS开关气室额定压力约为0.7Mpa，因此绝缘性能较为优良，断口电压可以做的很高，使用安全可靠。介质恢复速度特别快，冷却性能好，开断近区故障的性能特别好。

2、回路电阻测量方法

1）回路电阻测量注意事项

由于断路器触头之间接触电阻很小，都是微欧数量级，一般采用灵敏度较高的双臂电桥在断路器两侧进行测量；测量时导线应尽可能选择短、粗的导线，最好用夹子夹在导体上，电桥的电流、电压引线接头必须严格分开；由于开关触头之间存在氧化膜，如果用较小的电流检测，由于氧化膜的影响测试结果一般偏大很多，但氧化膜在大电流下可以被被击穿，因此测量电流不小于100A；由于GIS测量串联的设备较多，因此应尽可能选取最小区间测量。

测量时其接线方式应尽可能避免接触电阻的影响，如下图两种接线方式：

图1中，从C1、C2引到被试电阻的两根线除本身电阻外还有在C1、C2、a、b四点处的接触电阻，这种接线方式将这些电阻统统测量进去，当较小时，测量误差将很大。图2中，此种接线方式不仅不包括引线电阻及C1、C2处的接触电阻，连a、b的接触电阻也归入电压端子的引线中去了，因此测得的是真正的值。

图1

图2

2）GIS回路电阻方法

500kV交流场一般均采用3/2接线，也称一台半断路器接线，3/2接线方式具有可靠性高、运行灵活性好、操作检修方便等优点，如图3。

500kVGIS设备为方便回阻测量，在设计时采用接地开关的导体引出与GIS设备外壳绝缘，测量回阻时直接拆除接地开关引出导体与地之间连接铜排，从断路器两边接地电阻加电流测量，此测量区间主要包括断路器本体回路电阻及接地刀闸接触电阻。有时测量结果偏大，难以直接判断由于回路电阻偏大引起，还是由于接地刀闸接触电阻偏大引起。此时我们需要改变测量区间，以排除接地刀闸对测量结果的影响，甚至需计算出断路器回阻值。下面以图3中的5011断路器为例具体说明测量方法。

图3

方式一：首先将5011断路器操作至接地状态，试验时解开断路器两侧地刀501117及501127接地铜排，分别从两把地刀解口处输入电流并取回电压进行测量，此时测量的结果中包括5011断路器回路电阻值及两把接地刀闸接触电阻值。若测量结果偏大，我们需排除是否为501117及501127地刀接触电阻影响，此时采用方式二进行测量。

方式二：在方式一的基础上合上50112隔离开关、501167接地刀闸，解开501167接地刀闸接地铜排，从501167及501117接地刀闸施加电流及量取电压，此时测量回路中排除了501127接地刀闸对试验结果的影响，但仍保存有501117接地刀闸，同时加入了501167

接地刀闸及50112隔离开关接触电阻值，正常情况下均较小，若此时测量结果正常则可说明方式一中测量结果偏大主要是501127接地刀闸影响；若此时测量结果仍然偏大，则采用方式三继续测量。

方式三：在方式二的基础上，将500kV#1M停电，合上50111隔离开关、5117接地刀闸，解开5117接地刀闸接地铜排，从501167及5011接地刀闸施加电流及量取电压，此时排除了方式二中501117接地刀闸对测量结果偏高的影响，若此时测量结果正常则说明501117接地刀闸接触电阻偏大导致测量结果异常；若此时测量结果仍旧偏大，则很可能说明5011断路器本身回阻值偏大，但仍需通过分段测量计算说明，此时可通过方式四实现。

方式四：如图3中，设501167地刀接触电阻值为,501127地刀接触电阻为，501117地刀接触电阻为,5117地刀接触电阻为，50112隔刀接触电阻为a,50111隔刀接触电阻为b,5011断路器回阻为x。记录分段测量过程中的测量值：

测量501167与501127区间电阻值,则=+a+;

测量501127与501117区间电阻值,则=++;

测量501117与5117区间电阻值,则=+b+;

测量501167与5117区间电阻值,则=+a++b+;

则可求出。

由此便可求出5011断路器回路电阻值，过程较为复杂，且母线需要停电。中开关测量不需母线停电，其原理与此相同，相对较为简单，不再陈述。

3、结论及建议

测量导电回路电阻可以发现断路器中接触不良的缺陷，避免主设备在运行过程中因为触头发热烧熔等所引起的被迫停运现象，对设备安全稳定运行起到有力的保障作用。GIS设备在方便运维的同时，也对试验测量造成一定的不便，掌握正确的测量方法，对GIS回路电阻准确测量，及时发现设备中的缺陷，及时处理，避免不必要的损失。下面对测量过程中可能产生的问题提几点建议：

1）建议采用正确的测试方法，如所加电流不小于100A，电流导线应尽可能粗，测试过程应尽可能避免人为误差；

2）要求出厂试验提供各个区段回阻测量值，区段间各个元件设备电阻值，如独立断路器回阻值、接地刀闸及隔离开关接触电阻值等，便于现场计算比对；交接试验提供各个区段回路电阻测量值，且区段应尽可能小，并有在运行工况下方便测量的区段测量值，方便日后检修测量对比。

3）测试时，若存在结果偏大现象时，应先多分合几次断路器，多拉合几次接地刀闸，避免因触头处氧化膜过厚造成的误差。

参考文献

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作者简介：

司剑云（1990.05-），男，汉族，山东成武，本科，助理工程师，单位：超高压输电公司昆明局，研究方向为电力设备预防性试验、变压器类设备日常维护及检修。