不同结构的GIS测量导体内部电阻的方法

一、测量回路电阻的重要性回路电阻值是表征导电回路的联接是否良好的一个参数，各类型产品都规定了一定范围内的值。若回路电阻超过规定值时，很可能是导电回路某一连接处接触不良。在运行时大电流通过接触不良处局部发热严重，甚至引起恶性循环造成氧化烧损，绝缘材料绝缘性能下降。对用于大电流运行的设备，尤其对于高压GIS设备，将直接影响其动稳定、热稳定性能。回路电阻的测量，其目的是检查电气设备安装质量和回路的完整性，以及发现因制造不良或运行中因振动而产生的机械松动等原因造成的接触不良等缺陷，避免了因接触不良而导致事故，是保证设备安全、稳定运行的重要手段。二、回路电阻测量原理的简单介绍回路电阻测试仪采用电流电压法测试原理，也称四线法测试技术由电流源经“I+、I-两端口（也称I型口），供给被测电阻R电流，电流的大小由回路电阻测试仪读出，R两端的电压降“V+、V-”两端口(也称V型口)取出，由电压表mV读出。通过对I、V的测量，由欧姆定律就可以算出被测电阻的阻值，其基本原理接线图，如图1-1所示：图1-1回路电阻测试基本原理接线图三、影响回路电阻测试结果的原因1.测试电流不满足要求。规程规定应采用直流压降法测量，测试电流在100A至设备额定电流间选取。由于金属导体表面会形成一层氧化膜，而被试导体电阻非常小（μΩ），氧化膜的电阻会对测量结果造成很大影响。当通过被试导体很大的电流（≥100A）时，就足以破坏接触表面的金属氧化膜，从而减少了测量误差，测得的数据比较准确；如仪器输出的电流太小，不能有效破坏测量接触点表面的氧化膜，可能造成较大的测量误差。2.测量接线不正确。GIS的回路电阻值往往都比较小，为减少接线方式对测量的影响，电压引线应尽可能接在靠近触头侧，电流引线分别接在电压引线的外侧，电压引线和电流引线要确保接触良好，必要时需用细砂纸将接触面打磨，以去除表面的氧化层或油漆。四、各种不同结构的GIS测量内部导体方法分析GIS是由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成的组合电器的简称。这种组合电器有着结构紧凑、受环境影响小等一系列优点，已经越来越多应用于现代化变电站中，可是GIS的电气部件全部封闭在金属接地的外壳中，给电气试验，特别是GIS内部回路电阻测试带来了极大的不便。不同厂家产品以及不同的现场设计，使GIS的结构有很大差别，一些GIS有出线套管、一些GIS设备接地开关的导体引出与GIS设备外壳绝缘（有可拆除的连接导体）、一些GIS设备接地开关的导体直接与GIS设备外壳相连接（没有可拆除的连接导体）、一些GIS是单相单壳结构、一些GIS三相共壳等等。本文开篇阐述了测量回路电阻的重要性，简单说明了现阶段现场试验测量回路电阻的基本原理，以及分析了可能影响测试结果的原因，下面将重点介绍各种不同结构的GIS测量内部导体回路电阻的试验方法。1.通过出线套管测量图1-2通过出线套管测量如图1-2所示，该模型是一个双母线带两个出线间隔有出线套管的简单GIS示意图。图中点①和点②为出线套管，点③、点④、点⑤、点⑥、点⑦、点⑧分别为接地开关的接地点（已拆除与外壳相连接的导体），R1、R2分别为要测试的电阻。图中红色粗实线为电流连线，红色细实线为电压连线。图中所示的试验方式是测量电阻R2的方法。直流电阻测试仪输出100A的直流电流，由点①注入，流过R1，通过母线流过R2，再由点②流回仪器。通过测量点⑤与点⑧之间的电压，用欧姆定律即可算出R2的电阻。用同样的方法也可测试R1的电阻，如果两个间隔的GIS结构一样，那么R1与R2的回路电阻值应差别不大。2.通过接地开关导体引出点测量图1-3通过接地开关导体引出点测量如图1-3所示，该模型是一个双母线带两个出线间隔无出线套管的简单GIS示意图。图中点①和点②为电缆接头（导体在内部），点③、点④、点⑤、点⑥、点⑦、点⑧分别为接地开关的接地点（已拆除与外壳相连接的导体），R1、R2分别为要测试的电阻。图中红色粗实线为电流连线，红色细实线为电压连线。图中所示的试验方式测量出的结果为R2与两把接地开关直流电阻之和。注意图中接线，电压线靠被测电阻内侧，电流线靠被测电阻外侧，直流电阻测试仪输出100A的直流电流，由点⑧注入，流过点⑧侧接地开关，流过R2，通过点⑤侧接地开关，再由点⑤流回仪器。通过测量点⑤与点⑧之间的电压，用欧姆定律算出的电阻是R2与两把接地开关的电阻之和。用同样的方法也可测试R1和两把接地开关的电阻，如果两个间隔的GIS结构一样，两次所测的电阻值应差别不大。3.通过外壳测量图1-4通过外壳测量如图1-4所示，该模型是一个双母线带两个出线间隔的简单示意图。图中点①和点②为电缆接头（导体在内部），点③、点④、点⑤、点⑥、点⑦、点⑧分别为接地开关的接地点（导体引出点与外壳不能拆除），R1、R2分别为要测试的电阻，R0为点⑤与点⑧之间外壳的电阻。图中红色粗实线为电流连线，红色细实线为电压连线。图中所示的试验方式测量出的结果为R2与两把接地开关直流电阻之和。注意图中接线，电压线靠被测电阻内侧，电流线靠被测电阻外侧。试验分两个步骤：先分别将点⑤和点⑧侧的接地开关断开，直流电阻测试仪输出100A的直流电流，由点⑧注入，流过R0，再由点⑤流回仪器，测得外壳R0电阻值；将点⑤和点⑧侧的接地开关合上，直流电阻测试仪输出100A的直流电流，由点⑧注入，分别流过R0和点⑧侧接地开关、R2、点⑤侧接地开关，再由点⑤汇集流回仪器，得到一个R’,通过计算可以得到：R2与两把接地开关电阻之和=（R0-R’）/R’。用同样的方法也可测试R1和两把接地开关的电阻，如果两个间隔的GIS结构一样，两次所测的电阻值应差别不大。4.测量GIS长母线电阻在GIS母线较长，间隔较多，并且有多路进出线的情况下，应尽可能分段测量，以便有效地找到缺陷的部位。现场测量的数据应与出厂试验数据比较，当被测回路各相长度相同时，测得的各相数据应相同或接近。图1-5测量GIS长母线电阻如图1-5所示，该模型是一个双母线带四个出线间隔且母线长度较长的简单GIS示意图。图中点点⑦、点⑧分别为接地开关的接地点（已拆除与外壳相连接的导体），1M母线的电阻为要测试的电阻。由于母线长度较长，所以按照间隔的划分，将母线分成多段分别进行测量。图中红色粗实线为电流连线，红色细实线为电压连线。图中所示的试验方式测量出的结果为R5与两把接地开关和两把隔离开关的直流电阻之和。注意图中接线，电压线靠被测电阻内侧，电流线靠被测电阻外侧，直流电阻测试仪输出100A的直流电流，由点⑧注入，流过点⑧侧接地开关和母线侧隔离开关，通过R5再流过母线侧隔离开关和点⑦侧接地开关，再由点⑦流回仪器。通过测量点⑦与点⑧之间的电压，可以得到R5与两把接地开关和两把隔离开关的直流电阻之和。用同样的方法测量母线其它分段的电阻，然后将每次测得的结果进行比较。567