500kV GIS超長母線導電電阻測試方法的探討

沈從樹

（安徽送變電工程公司，合肥市，230601）

0 引言

±800kV奉賢換流站工程GIS主接線為3/2接線方式，結(jié)構特點是出線母線超長，最長的4號交流濾波器組出線總長度378m，出廠試驗報告中該出線母線最大導電電阻為2.995mΩ，已超出普通回路電阻測試儀器的測試量程，且一般儀器的測試線為5～10m，要測量378m長母線的電阻，困難很大[1-9]。為了準確、快速地測量出該出線母線的導電電阻，現(xiàn)場提出了幾種測試方法，本文以第4串4號交流濾波器出線為例，對各種測試方法作具體介紹。

1 導電電阻測試的方法

第4串4號交流濾波器的接線圖如圖1所示。

測量GIS母線導電電阻可以有效檢查主回路的焊接質(zhì)量和裝配質(zhì)量，通常采用100 A大電流測試，有電壓降法、回路電阻測試儀法或其他方法，但原理都是電流電壓法。根據(jù)4號交流濾波器組出線母線的特點，可以用3種方法進行導電電阻的測量，分別是“分段測量法”、“單電壓表法”和“雙電壓表法”。

1.1 分段測量法

這是最常規(guī)、最基本的測試方法。用回路電阻測試儀對母線進行分段測量，每次分段的長度取決于儀器測量線的長度，各段電阻數(shù)值相加之和就是出線母線的總電阻。這種方法的優(yōu)點是測量準確，能夠全面掌握回路各段電阻的分布狀況。缺點是操作麻煩，一般在安裝過程中通過母線管的“點檢探孔”進行測量，需要打開的孔數(shù)多，消耗大量的時間、人力和物力。該方法只適用于母線氣室未充氣的情況，無法在安裝完成后進行測試。

1.2 單電壓表法

目前，一般回路電阻測試儀的量程為1～1999μΩ，若超出測量范圍，儀器無法顯示測量結(jié)果，但回路電阻測試儀的負載能力強，在外部負載50mΩ內(nèi)，能夠保證電流恒定。為了一次性快速測量回路的總電阻，利用普通回路電阻測試儀作為100 A恒流源，利用第3相母線作為測量電壓線，附加1塊毫伏電壓表，這種測量方法稱為“單電壓表法”。利用“單電壓表法”測量A相母線導電電阻的示意圖如圖2所示。

測量過程：合上隔離開關50422和接地開關504367、504227，測試儀器的電流線接于A、B相套管，毫伏電壓表測量線接于A、C相套管；在接地開關504367處用50 mm2銅線短接A、B相，在接地開關504227處用2.5 mm2銅線短接A、C相，則電流由點A1→A2→A3→B3→B2→B1構成回路；由于C相母線沒有電流通過，所以，點 C1、C2、C4、A4、A2 為等電位點，相當于短路。因此，毫伏電壓表所測得的電壓UA為點A1、A2之間的電壓，由RA=UA/100，即可計算出A相母線導電電阻。同理，可以測得其他2相的電阻值。

該方法的最大優(yōu)點是利用了的母線本身的第3相，無須附加測量電壓線，接線簡單，試驗速度快，測試數(shù)據(jù)直觀，無須換算。缺點是對于改建或擴建變電站，要考慮感應電壓對第3相母線（測量線）的影響。

1.3 雙電壓表法

“雙電壓表法”，顧名思義，即利用2塊毫伏電壓表測量電壓，分3次測量線間電壓，再利用公式計算出每相母線導電電阻，稱為“雙電壓表法”。利用“雙電壓表法”測量AB相間電壓的示意圖如圖3所示。

該方法的基本思路與“單電壓表法”相同，即合上隔離開關50422和接地開關504367、504227，測試儀器的電流線接于A、B相套管，毫伏電壓表1測量線接于A、B相套管，在接地開關504367處用50 mm2銅線短接A、B相，在接地開關504227處接毫伏電壓表2，則電流由點A1→A2→A3→B3→B2→B1構成回路。由于A相點A4、A2之間沒有電流通過，A4、A2等電位，B相點B4、B2之間沒有電流通過，B4、B2等電位，這時毫伏電壓表2所測得的電壓UAB2為點A2、A3、B3、B2段的電壓，毫伏電壓表1測量的電壓UAB1為整個電流回路的電壓，則各電壓關系可以用式（1）表示：

同理，可以測得 UBC、UCA，因為：

將式（2）、（3）、（4）聯(lián)立并解方程，可得：

得到：RA=UA/100；RB=UB/100；RC=UC/100。

該方法測量原理簡單，速度較快，受感應電壓影響小，但測試結(jié)果不直觀，需要用公式換算。

2 兩種方法測量數(shù)據(jù)的比較及分析

將“單電壓表法”和“雙電壓表法”測得的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計并計算，計算結(jié)果列于表1～2中，表3為該出線母線的出廠試驗數(shù)據(jù)。

表1 “單電壓表法”測量數(shù)據(jù)Tab.1 “Single-voltmeter method”measuring data

分析2組測試數(shù)據(jù)可以看出：（1）2組數(shù)據(jù)的誤差百分數(shù)均遠遠小于20%的技術要求，且誤差趨勢基本相同，即B相誤差明顯高于其他2相，2種測試方法可以等效；（2）2組數(shù)據(jù)的B相誤差絕對值都大于出廠試驗報告中最短段L1的允許誤差20 μΩ，從最苛刻的條件考慮，現(xiàn)場對B相L1段導電電阻單獨測量，實測電阻102 μΩ，排除了B相不合格的可能。

表2 “雙電壓表法”測量數(shù)據(jù)Tab.2 “Double-voltmeter method”measuring data

表3 4號交流濾波器組出廠試驗數(shù)據(jù)Tab.3 Production test data of No.4 AC filter bank

因此，可以判定4號交流濾波器組出線母線導電電阻試驗數(shù)據(jù)合格。

3 試驗的幾點啟示

通過對該GIS導電電阻的測試，特別是對超長出線母線的測試，筆者認為，對于測試方法的選擇要根據(jù)主接線的結(jié)構特點，注重試驗方法的技巧性，在保證試驗方法有效性的前提下，多利用現(xiàn)有的設備和儀器，對測得的數(shù)據(jù)要進行綜合分析判斷。具體有以下幾點啟示：

（1）試驗結(jié)果與出廠值相比較，依據(jù)規(guī)程規(guī)定，不應超出產(chǎn)品技術條件規(guī)定值的1.2倍，前提條件是測量點的選擇應與出廠試驗相一致，保證數(shù)據(jù)的可比性。

（2）三相之間橫向比較。如果三相母線長度相等，則三相導電電阻值應相近；三相母線長度不等，則三相導電電阻值之間的比值應近似等于三相母線長度的比值。

（3）數(shù)據(jù)明顯偏大或偏小的分析方法。如果測得的數(shù)值較出廠值明顯偏大，首先應排除試驗方法和儀器的原因，然后分段測量，檢查電阻的分布狀況，查明原因；如果測得的數(shù)值較出廠值明顯偏小，則應重點檢查有沒有測試電流在回路中分流的情況。

（4）20%指標的正確理解。這里主要涉及到分段測量和整體測量所帶來誤差的問題。對于長母線，一般廠家出廠試驗時均采用分段測量的辦法，以具體檢驗各段母線的制造水平。產(chǎn)品在廠內(nèi)不整體組裝，沒有測量總電阻的條件。設備在現(xiàn)場組裝以后，為了檢查整體的回路狀況，現(xiàn)場一般采用整體測量的方法，將各段母線出廠試驗數(shù)據(jù)相加作為整體測量數(shù)據(jù)的參考值。

這種比較方法下，有可能出現(xiàn)總誤差在20%以內(nèi)，但分段誤差超過20%的情況。例如，A段基準電阻為200 μΩ，A 段允許誤差 40 μΩ，B 段基準電阻 400 μΩ，B段允許誤差為80 μΩ，現(xiàn)場測得AB段總電阻為650 μΩ，則實際誤差50 μΩ，小于AB段的允許總誤差120 μΩ，滿足要求；但如果50 μΩ中A段分布45 μΩ，B段分布5μΩ，那么顯然A段不合格。因此，對于類似情況，如果總誤差小于各分段中允許的最小誤差，則可以判斷合格，如果大于最小誤差，則要分段測量并綜合判斷，復測的原則是“測小不測大”，即只對允許誤差小于總誤差的段進行復測，其他段不必再測量。

此外，值得注意的是現(xiàn)場應制定比出廠更為完善的測量方案，避免出現(xiàn)測量“死區(qū)”，特別對于那些出廠測量段數(shù)較多的GIS設備，現(xiàn)場容易遺漏段間對接點的測量。

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