GIS交流耐壓試驗程序分為“老練凈化”和耐壓試驗兩個階段,加壓順序為工作最大相電壓、系統運行最高電壓和耐壓試驗電壓值。要在GIS交流耐壓試驗時開展超聲波局部放電測試應根據GIS的結構形式來選擇試驗電壓值和加壓時間。GIS結構形式分為二相共箱和二相分箱兩種。
對于大多數110kVGIS, 220kVGIS母線為二相共箱結構型式。從絕緣設計及絕緣配合目的來說,除考慮各種過電壓外,應考慮持續工頻電壓對絕緣的影響,代表性的持續工頻電壓等于系統最高電壓Us。絕緣結構在運行過程中,要求必須能夠長期連續的運行在工頻最高運行電壓。對絕緣配合程序,最重要參考電壓是設備最高電壓Um且Um≥ Us。因此二相共箱式GIS應選擇試驗電壓為系統運行最高工作電壓Us。在此階段的交流耐壓可認為考察GIS相間的絕緣水平,與實際運行情況相近,此時所測的局部放電信號特性也比較明顯,其局放水平可作為GIS在運行狀態下的局放水平檢測的參考。由于交流耐壓試驗使介質發生破壞性放電的電壓值可以用交流電壓峰值來表示,以110kV GIS為例,即155.5kV,系統最高運行電壓(126.5kV)低于破壞性放電的電壓值(155.5kV,所以在系統最高運行電壓時屬非破壞性試驗,建議適當延長在系統最高電壓下的耐壓時間,加強局放檢測密度。
對于220kV GIS斷路器二相分箱的結構形式,主要考察GIS相對地的絕緣狀況。如果帶母線(多為二相共箱)進行交流耐壓試驗,斷路器等二相分箱的GIS承受不了系統最高運行交流電壓,因此對二相分箱的GIS應以工作最大相電壓為準,即在“老練凈化”階段進行局放測試。此時進行超聲波檢測可能會檢測到較強的局部放電信號,但多是金屬毛刺等微小顆粒在灼燒過程中的放電,應延長局部放電測試時間,可延長至1-2h以更準確的認定該信號是否是設備存在缺陷故障。對于二相共箱的母線在此電壓下與GIS實際運行環境相差較大,所施電壓可能未達到某些局放的起始電壓,并不能代表設備實際運行的局部放電水平。
在耐壓試驗階段時如果發現在老練階段未發現的局部放電信號,但通過了交流耐壓試驗,可認為絕緣合格。因為GIS設備運行電壓只在瞬時過電壓時有可能達到耐壓值,即使存在該電壓下的局部放電,因其放電能量很小,它的短時存在不會影響到設備電氣設備的絕緣強度。同時由于1 min交流耐壓試驗本身會損壞絕緣,所以耐壓試驗階段不宜多次或延長耐壓時間進行超聲波局放檢測。
超聲波法局放測試點應選擇斷路器斷口處、隔離開關、接地刀閘、電流互感器、電壓互感器、避需器、導體連接部件等處的氣室側下方,認真觀察不同部位的超聲信號在連續模式下的有效值、峰值、及工頻和兩倍工頻的調制強弱。根據現場經驗,一般情況下可認定信號的有效值及峰值小于5mV且50Hz/100Hz相關性較弱時,GIS設備內部不存在絕緣微小缺陷;當信號的有效值及峰值超過20mV或出現明顯的50Hz/100Hz調制相關性時,說明設備內部存在某種絕緣缺陷,應根據信號的不同特征進行故障定位排查。
在現場交流耐壓條件下進行超聲波局放測試,彌補交流耐壓試驗的不足。它可以有效地判斷GIS中的絕緣水平,及時發現其內部缺陷,為GIS設備在投運后的安全運行提供了行之有效的保障。