GIS回路电阻测试方法PPT课件

1、.,1,GIS回路电阻测试,许允都,.,2,一、测量GIS回路电阻的意义,1、近年来 GIS 设备在运行中的事故屡次发生，不得不引起我们的关注。由于 GIS 这种新型电气设备结构复杂特殊、质量要求高、工艺繁多，导致其检修工作繁重且时间长，停电范围也涉及到相连的其它元件，发生故障后带来的负面影响不得不引起我们的深思。对近年来发生的 GIS 设备的事故进行分析调查，发现其不同程度地存在结构性缺陷，在运行电流较小时，缺陷不突现，但当运行电流接近其额定值（3150A）约三分之二尚远少于其额定值时，该缺陷则浮现。究其原因除产品本身质量外，安装调试不规范以及运行维护手段不到位等因素也是导致事故发生的主要原

2、因因此，我们必须对 GIS 设备的现场安装质量严格把关，对其例行交接试验提出高标准的要求。,.,3,一、测量GIS回路电阻的意义,GIS 交接试验中的一个主要项目就是回路电阻的测量，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。GIS设备是将变电站中除变压器外的所有一次设备用厚厚的金属外壳密闭起来，并像积木般组装在一起的；GIS 的母线（包括其分支母线）连接通常是通过梅花触头、表带触指等插入式结构而非通过螺丝紧固连接的。对于这些衔接处的连接情况，肉眼乃至红外线

3、测温都根本无法判断确认，因此其回路电阻的测量就显得相当重要。,.,4,二、GIS回路电阻测量的基本原则,2.1尽可能单独测量每一个测量点的直阻值,由于 GIS 设备是密封一体式结构，其内部的母线、刀闸、开关、电流互感器等设备在安装后全部都连接在一起的。出厂时厂家都会根据各个连接点的分布以及开关等重点测试对象等因素制定固定测试点，并有出厂测量数据。那么我们在现场的测量中就应该严格地对每一个测量点进行单独测量，而不应该将开关或者刀闸等若干个测量点连在一起测量一个总数据，然后再通过加减运算得出的数据进行判断。这样就有可能产生正负误差相互抵消的情况。如某个测量点的阻值变少了，就有可能导致另一个存在直阻

4、偏大缺陷的测量点产生误判直阻合格的情况，因此必须分别单独测量每个测量点的直阻值。,.,5,二、GIS回路电阻测量的基本原则,2.2新安装设备在补充额定 SF6气体前后都要进行直阻测量,对新安装设备在充气前分别测量各部分阻值，这是理所当然的。那又为什么要在新设备补充额定 SF6气体后还要进行一次呢？原因有两个：原因一，为以后运行中的测量直阻值作参考依据。对于已经投入运行的 GIS 设备，开封检查测量难度较大，在没有特殊情况下都是在充满了额定 SF6气体下进行直阻测量的，这就需要有交接时设备充气后的测量数据来参考；原因二，在实践经验中我局曾经发生过某变电站110kV的 GIS 设备的一段分支母线在

5、充气前测得直阻值为微欧级，数值合格，但充气后重测却发现其值为毫欧级。在放气检查中发现其内部有一段分支母线的连接是通过4 颗螺栓紧固的，其中一颗螺栓可用手拧松，其余 3 颗螺栓就完全没有上紧。从此案例可知 GIS设备在未充气前即使安装不合格，也有可能因自重等原因造成直阻测量值合格；但在补充 SF6气体后，绝缘气体会在接触不良的连接面上形成一层绝缘膜，使缺陷进一步暴露。因此新装 GIS设备在充气后进行直阻测量，对检验其安装质量具有重要意义。,.,6,三、GIS回路电阻测量的方法,3.1GB/T3048.4-2007规定试验方法直流电阻，其测量范围为： 双臂电桥：2*10-599.9 单臂电桥： 1

6、-100 及以上。 3.2、测量原理（电桥平衡原理） 3.2.1、单臂电桥（惠斯登电桥）： 如图所示，四个电阻R1、R2、R0、RX连接成一个四边形、每一条称作电桥的一个臂，对角AC之间连接电源E和限流电阻R、对角BDZ之间连接检流计G、调节R0使B、D两点点位相等，这时检流计应指向0，即桥上无电流通过、称电桥达到平衡可以得到 R1/R2=RX/R0 即RX=R1/R2*R0 注意：R1、R2、R0是已知数。采用电桥测量法已消除了电流表内接电阻和外接电阻带来的测量系统误差。但导线本身的电阻与接线处的接触电阻对测量结果仍然会有影响，经分析认为当测量0.1以下的低电阻时附加的电阻是不能忽略的，因此

7、在测量低电阻时、需要对线路进行改进。 连接电源和连接检流表的导线电阻可以分别并入电源和检流计的内阻里，对于测量结果没有影响，因此在实际线路中R1与R2均可以选用值较高的电阻。,3.1 电桥平衡原理,.,7,1.3.2.1单臂电桥,单臂电桥原理图,.,8,3.2.2.双臂电桥原理,双臂电桥（开尔文电桥） 通过单臂电桥原理图可以知道，连接电源和连接检流表的导线电阻可以分别并入电源和检流计的内阻里，对于测量结果没有影响，因此在实际线路中R1与R2均可以选用值较高的电阻。由于待测量的电阻RX是低电阻，因此R0也必须是低电阻，即必须考虑与RX及R0相连接的4根导线及接点A、B、C的电阻对测量结果的影响。

8、 为了消除这些电阻的影响改进了单臂电桥原理接线图，将A分成A1与A2两点，将C也分成C1与C2，这样不仅将A点与C点直接移到了电阻RX与R0上，使得A点到RX的导线及C点到R0的导线都缩短为零，消除了这两根导线的电阻影响，而使得A1、C1的接触电阻并入电源的内阻，A2、C2的接触电阻并入R1、R2的电阻中，这样有消除了A、C点的接触电阻的影响。 为了消除B点的接触电阻和B点与R0相连的导线电阻影响，线路中增加了R3、R4两个较高的电阻，让B点移到跟R3、R4及检流计相连，这样消除了B点的接触电阻的影响，为了消除RX与R0相连的导线的附加电阻的影响同样把RX与R0相连接的两个接点各自分开分成B1

9、、B3与B2、B4而B3、B4的接触电阻可以并入较高电阻值的R3、R4中，将B1、B2用粗导线相连接，并设B1、B2间的联线电阻和接触电阻的和为r、适当调节R1、R2、R3、R4的阻值就可以消除附加电阻r对测量结果的影响,.,9,1.3.2.2双臂电桥原理图,双臂电桥原理图,.,10,双臂电桥原理,当调节R1、R2、R3、R4使得检流计中的电流平衡（电流为零）时、 RX=R1/R2*R0+【rR4/(R3+R4+r)】* 【R1/R2-R3/R4】 如R1=R3,R2=R4，或者使R1/R2=R3/R4， 即RX=R1/R2*R0 这样消除了r对测量结果的影响。 为了保证在使用电桥过程中始终满

10、足 R1/R2=R3/R4这个条件、通常将电桥作成一种特殊的结构，即将两对比率臂（R1/R2和R3/R4)采用所谓双十进的电阻箱，两个比率相同的十进电阻的转臂连接在一转轴上，因此在转臂的任意位置都能保证满足这一条件。 因此这种桥式线路是在惠斯登电桥的基础上又增加了两个电阻臂R3、R4，并使得R1和R2作相应的变化，由于这种桥式线路有两对电阻臂也叫双臂电桥。,.,11,3.3 电压降法,我们一般使用电压降法来测量设备的回路电阻。为保证结果的准确性，减少接触面氧化膜的影响，要求仪器的通流在 100A 及以上。电压降法是在被测电阻上，通以恒定直流电流，用电压表和电流表测量出被测电阻上的电压降和电流，

11、然后利用欧姆定律R=U/I计算出被测电阻的直流电阻。目前广泛使用的5501系列直阻测试仪，根据其原理及构造，可以得出其简单的测试原理图如下图1 所示：测试中，电压表内阻应大于被测电阻 200 倍以上，否则应按以下公式 1- 1 对被测电阻进行修正。,.,12,3.3 电压降法,.,13,3.3 电压降法,在实际应用中，电压表、电流表以及处理器等元件都密封组装在仪器里面（如图 1 中的虚线部分），面板上只有若干按钮以及测试用的四个测试接线端子，其中两个是电流引出端子，其电气意义相当于图1中 的 A、B 点；另外两个就是电压接线端子，其电气意义相当于图 1 中的 C、D点。,.,14,四、测量的实

12、例讲解,测量图 1 中的 GIS 开关回路电阻时，由于 接地刀闸引出导体与 GIS 设备外壳绝缘，其等值电路图如图 2 所示，测得的 Rx 为开关、接地刀闸 1及接地刀闸 2 的总电阻。由于测得的 Rx 为开关、接地刀闸 1 及接地刀闸 2 的总电阻，对于接地刀闸接地引出方式是经瓷套引出 GIS 设备，在预试中，为了便于我们测量Rx 时有依据进行比较，要求厂家提供测量 Rx 出厂试验数据及安装施工队提供测量 Rx 交接试验数据。,.,15,四、测量的实例讲解,.,16,四、测量的实例讲解,测量图 3 中的 GIS 开关回路电阻时，由于接地刀闸引出导体与 GIS 设备外壳没绝缘，其等值电路图如图

13、 4 所示，开关、接地刀闸 1 及接地刀闸 2 的总电阻 Rx 与 GIS 设备外壳 Rw 形成并联回路。对于接地到闸接地引出方式没有经瓷套而直接与 GIS 设备外壳相连接引出的 GIS 设备，由于开关、接地刀闸 1 及接地刀闸 2 的总电阻 Rx 与GIS 设备外壳 Rw 形成并联回路，在开关两侧接地刀闸的导体引出端测得的回路电阻，较开关、接地刀闸 1 及接地刀闸 2 的总电阻 Rx 偏少很多。因此，要求厂家改为经瓷套引出方式，对于改为经瓷套引出方式的 GIS 设备，和图 1 中测量 Rx 时一样，要求厂家提供测量 Rx 出厂试验数据及安装施工队提供测量 Rx 交接试验数据。,.,17,四、

14、测量的实例讲解,.,18,四、测量的实例讲解,GIS 回路电阻主要是通过接地开关回路进行测量的。一些 GIS 设备接地开关的导体引出与 GIS设备外壳绝缘，可以拆除引出导体与地之间的连接铜排，此种设计方便进行回路电阻测量试验；而有些 GIS 设备接地开关的导体直接与 GIS 设备外壳相连接，没有可拆除的连接铜排，这种设计对回路电阻测量造成很多不便。在测量该类型 GIS 设 备回路电阻时，首先要测出 GIS 外壳的电阻 R1 ，再测出导体与外壳并联后的电阻值 R0 ，再计算主回路的电阻 R：R=R1 R0/(R1-R0),.,19,五、回路电阻测试方法不正确,第一，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。由于通过试品的电流比较大，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。,.,20,五、回路电阻测试方法不正确,第二，测