GIS交流耐压试验程序分为“老练净化”和耐压试验两个阶段,加压顺序为工作最大相电压、系统运行最高电压和耐压试验电压值。要在GIS交流耐压试验时开展超声波局部放电测试应根据GIS的结构形式来选择试验电压值和加压时间。GIS结构形式分为二相共箱和二相分箱两种。
对于大多数110kVGIS, 220kVGIS母线为二相共箱结构型式。从绝缘设计及绝缘配合目的来说,除考虑各种过电压外,应考虑持续工频电压对绝缘的影响,代表性的持续工频电压等于系统最高电压Us。绝缘结构在运行过程中,要求必须能够长期连续的运行在工频最高运行电压。对绝缘配合程序,最重要参考电压是设备最高电压Um且Um≥ Us。因此二相共箱式GIS应选择试验电压为系统运行最高工作电压Us。在此阶段的交流耐压可认为考察GIS相间的绝缘水平,与实际运行情况相近,此时所测的局部放电信号特性也比较明显,其局放水平可作为GIS在运行状态下的局放水平检测的参考。由于交流耐压试验使介质发生破坏性放电的电压值可以用交流电压峰值来表示,以110kV GIS为例,即155.5kV,系统最高运行电压(126.5kV)低于破坏性放电的电压值(155.5kV,所以在系统最高运行电压时属非破坏性试验,建议适当延长在系统最高电压下的耐压时间,加强局放检测密度。
对于220kV GIS断路器二相分箱的结构形式,主要考察GIS相对地的绝缘状况。如果带母线(多为二相共箱)进行交流耐压试验,断路器等二相分箱的GIS承受不了系统最高运行交流电压,因此对二相分箱的GIS应以工作最大相电压为准,即在“老练净化”阶段进行局放测试。此时进行超声波检测可能会检测到较强的局部放电信号,但多是金属毛刺等微小颗粒在灼烧过程中的放电,应延长局部放电测试时间,可延长至1-2h以更准确的认定该信号是否是设备存在缺陷故障。对于二相共箱的母线在此电压下与GIS实际运行环境相差较大,所施电压可能未达到某些局放的起始电压,并不能代表设备实际运行的局部放电水平。
在耐压试验阶段时如果发现在老练阶段未发现的局部放电信号,但通过了交流耐压试验,可认为绝缘合格。因为GIS设备运行电压只在瞬时过电压时有可能达到耐压值,即使存在该电压下的局部放电,因其放电能量很小,它的短时存在不会影响到设备电气设备的绝缘强度。同时由于1 min交流耐压试验本身会损坏绝缘,所以耐压试验阶段不宜多次或延长耐压时间进行超声波局放检测。
超声波法局放测试点应选择断路器断口处、隔离开关、接地刀闸、电流互感器、电压互感器、避需器、导体连接部件等处的气室侧下方,认真观察不同部位的超声信号在连续模式下的有效值、峰值、及工频和两倍工频的调制强弱。根据现场经验,一般情况下可认定信号的有效值及峰值小于5mV且50Hz/100Hz相关性较弱时,GIS设备内部不存在绝缘微小缺陷;当信号的有效值及峰值超过20mV或出现明显的50Hz/100Hz调制相关性时,说明设备内部存在某种绝缘缺陷,应根据信号的不同特征进行故障定位排查。
在现场交流耐压条件下进行超声波局放测试,弥补交流耐压试验的不足。它可以有效地判断GIS中的绝缘水平,及时发现其内部缺陷,为GIS设备在投运后的安全运行提供了行之有效的保障。