测量高压GIS站特定主设备回路电阻的方法

黎海凡

(中国长江电力股份有限公司，湖北 宜昌 443002)

回路电阻是高压、特高压GIS设备(GIS指Gas Insulated Switchgear，气体绝缘金属封闭开关设备)的重要技术参数，它表征导电回路的联接是否良好，各类型产品都规定了一定范围内的值[1]。大容量GIS设备额定电流较大，若是主回路的回路电阻增大，会造成电能损耗，并可能导致局部过热。

按照电气装置安装工程电气设备交接试验规程[2-3]等规定，设备主回路电阻一般采用直流压降法测试，测试原理如图1所示，对被试回路施加一个稳恒的直流电流I(按照相关规定，其值一般大于100 A)，再测量被试回路两端电压U，根据欧姆定律，R=U/I，即可测得设备主回路电阻R。当前市场上的回路电阻测试仪器基本上采用此测量原理。

图1 回路电阻测量原理图

GIS设备由断路器、隔离刀闸、接地刀闸、母线等组成，在设计、制造中，其主回路电阻控制值是不同的，一般来说，接地刀闸的电阻控制值会大于其余设备。例如，某220 kV GIS设备，其断路器单相回路电阻控制值为50 μΩ，隔离刀闸为40 μΩ，母线为48 μΩ/m，接地刀闸为150 μΩ。

在生产实践中，在GIS设备交接或是预防性试验过程中，一般是从设备就近的接地刀闸处通入电流进行回路电阻测量。

下面，本文将介绍在3种特殊情况下，利用直流压降法测量GIS设备主回路电阻。

1 查找GIS设备主回路电阻缺陷部位

如图2所示，为葛洲坝二江220 kV GIS站一段主接线图，在测量AC之间的回路电阻时，合上刀闸S1、S2、S3和接地刀闸SF、SF1、SF2、SF3、SF4，并解开SF、SF1、SF2、SF3、SF4、SF5接地刀闸的接地连片，使其与地网断开。

图2 某GIS设备测量示意图

此时，测量HZDET段三相回路电阻，所得值分别如表1。

表1 HZDET段三相回路电阻测量值

由表1数据可以看出，B相回路电阻明显异常，经查询出厂文件，HZDET段各零件回路电阻控制值与出厂平均值与如表2。

表2 各零件控制值与出厂平均值

注：控制值是指厂家提供的理论计算值，出厂平均值是指厂家出厂实测值的平均值。

由表2，按照控制值计算，该段B相电阻需不大于380 μΩ，并未超标，但按照出厂平均值计算，该段B相电阻需不大于120 μΩ,该段A、C两相均满足要求，故必须查明B相偏差过大的原因。

此时，试验人员灵活利用直流压降法的原理，查找主回路电阻缺陷的元件。

如图3，测量S2的电阻，合上断路器S和刀闸S4，将仪器的电流线接在HZDW回路上，通以100 A直流电流。将仪器的电压测量线接在G、T点上，此时，测得的电压仅为ZD两点间(即S2隔离刀闸)的电压，故仪器最终测得的回路电阻值为S2的电阻。

同理，试验电流经WDET通过、试验电压由H、K点测量时，可测得S3的回路电阻(图4)，试验电压由K、T点测量时，可测得SF4的回路电阻。试验电流由HZET流过，试验电压由G、H点测量时，可测得SF2的回路电阻(图5)。

图3 测量S2隔离刀闸回路电阻

最终测得的数据如表3。

根据表3的结果可以得出，SF2接地刀闸B相阻值偏大，其余零件测试值均合格。

厂家人员对SF2接地刀闸B相进行了处理，再次对图2所示的HZDET以同样方法进行测量，三相数据平衡且接近出厂平均值。

图4 测量S3隔离刀闸回路电阻

图5 测量SF3接地刀闸回路电阻

表3 各零件单独测量值 μΩ

需要指出的是，本方法一般适用于查找回路电阻值出现问题的GIS设备。大多数时候，GIS设备只有部分回路停电检修，可能达不到动用多组接地刀闸的条件。为保证历次测试数据的一致性，在一般交接性试验或是预防性试验时[4]，建议试验电流、电压测试线均置于被试回路两端接地刀闸处。

2 在强感应电情况下测量出线回路电阻值

如图6，该220 kV GIS厂房建设在架空线下，其一回出线主接线见图1。经测量，其出线套管导体上感应电高达1 000余V，若按照正常方法测量在测量其出线回路电阻，试验人员有触电的危险，故测量时，SF1接地刀闸必须合上，其接地连片不允许断开。

图6 GIS设备在架空线下

按照直流压降法原理，试验人员用图7所示接线。

测量出线回路MX间的回路电阻，在MF间施加试验电流，在M、G两点测量电压，如此，既能保证安全试验，又能够测得所需数据。

3 测量超长母线回路电阻

在GIS站投入运行前，或是母线检修期间，需要测量主母线回路电阻。该220 kV GIS站为双母线双分段结构，每回分段母线长约140 m。回路电阻测试仪电流试验线一般为30 m，截面积为35 mm2，若试验线过长，线路电压降低明显，受仪器容量限制，试验电流值将明显下降，达不到试验规程要求。

图7 架空线下出线回路电阻测量示意图

GIS母线截面积大，而且导电质量优良，可以利用其来作为电流导线。将母线两端接地刀闸合上，接地连片解开，将其中一端接地刀闸三相短路铜排拆开，另一端则不拆如图8所示。测量A相母线回路电阻时，在X、Y两点间通入试验电流，此时电流路径为图8中加粗部分。将电压测试线分别置于X、Z两点，测得的电阻为XM段即A相母线回路电阻值。同理，在X、Y点间通入电流，测量Y、Z点间电压，即可得B相母线回路电阻值；在Y、Z点间通入电流，测量X、Z点间电压，即可得C相母线回路电阻值。

图8 超长母线回路电阻测量示意图

4 结 语

当前大型高压GIS站主接线较为复杂，在GIS主设备安装调试和日常预防性试验中，灵活运用直流压降法，能够有效查找高压GIS设备导电回路电阻缺陷部位，能够创造条件测量强感应电下的导电回路电阻，也能够便捷测得整段超长母线回路电阻值。