一、GIS絕緣試驗(yàn)的特點(diǎn)
    封閉式組合電器和氣體絕緣電纜在工廠中制造、試驗(yàn)之后，以運(yùn)輸單元的方式運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)安裝工地。因此設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)組裝后必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)，這是GIS和GIC和其他電力設(shè)備所不同的特點(diǎn)。現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)的目的是檢查總體裝配的絕緣性能是否完好。
    設(shè)備在運(yùn)輸過程中的機(jī)械振動(dòng)、撞擊等可能導(dǎo)致GIS元件或組裝件內(nèi)部緊固件松動(dòng)或相對(duì)位移；安裝過程中，在聯(lián)結(jié)、密封等工藝處理方面可能失誤，導(dǎo)致電極表面刮傷或安裝錯(cuò)位引起電極表面缺陷；空氣中懸浮的塵埃、導(dǎo)電微粒雜質(zhì)和毛刺等在安裝現(xiàn)場(chǎng)又難以徹底清理；國(guó)內(nèi)外還曾出現(xiàn)將安裝工具遺忘在GIS內(nèi)的情況。這些缺陷如未在投運(yùn)前檢查出來，將引發(fā)絕緣事故。因此現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)是必不可少的，但它不能代替設(shè)備在制造廠的型式試驗(yàn)和出廠試驗(yàn)。
    試驗(yàn)電壓值不低于工廠試驗(yàn)電壓的80％。現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)的方法與常規(guī)的高壓試驗(yàn)方法有所不同。
    GIS的現(xiàn)場(chǎng)耐壓可采用交流電壓、振蕩操作沖擊電壓和振蕩雷電沖擊電壓等試驗(yàn)裝置進(jìn)行。交流耐壓試驗(yàn)是GIS現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)最常見的方法，它能夠有效地檢查內(nèi)部導(dǎo)電微粒的存在、絕緣子表面污染、電場(chǎng)嚴(yán)重畸變等故障；雷電沖擊耐壓試驗(yàn)對(duì)檢查異常的電場(chǎng)結(jié)構(gòu)(如電極損壞)非常有效。現(xiàn)場(chǎng)一般采用振蕩雷電沖擊電壓試驗(yàn)裝置進(jìn)行；操作沖擊電壓試驗(yàn)?zāi)軌蛴行У貦z查GIS內(nèi)部存在的絕緣污染、異常電場(chǎng)結(jié)構(gòu)等故障，現(xiàn)場(chǎng)一般也采用振蕩型試驗(yàn)裝置。
    二、試驗(yàn)電壓波形的選擇
    選擇現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)電壓波形時(shí)，應(yīng)考慮GIS的特點(diǎn)，即試品電容量大、電極表面缺陷和導(dǎo)電微粒在不同電壓波形下對(duì)氣體絕緣的影響是不同的。下面對(duì)不同試驗(yàn)電壓波形進(jìn)行比較。
    1.交流電壓
    交流電壓試驗(yàn)對(duì)檢查介質(zhì)污染(例如導(dǎo)電微粒)是相當(dāng)靈敏的，且在大多數(shù)情況下對(duì)檢查異常的電場(chǎng)情況(如電極表面有缺陷)也有足夠的靈敏度。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，試驗(yàn)電壓頻率一般應(yīng)在10～300Hz范圍內(nèi)。但考慮到自由導(dǎo)電微粒在300Hz下的運(yùn)動(dòng)與50Hz時(shí)不同，因此也有人對(duì)300Hz的交流電壓試驗(yàn)的等價(jià)性持保留意見。
    交流電壓試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是可與老練試驗(yàn)結(jié)合進(jìn)行。老練試驗(yàn)時(shí)，對(duì)被試設(shè)備施加逐級(jí)升高的交流電壓，使可能存在的導(dǎo)電微粒移動(dòng)到低電場(chǎng)區(qū)或微粒陷阱中，因而不再對(duì)絕緣起危害作用。
    2.雷電沖擊試驗(yàn)
    雷電沖擊試驗(yàn)對(duì)檢查異常電場(chǎng)情況，例如電極損壞特別靈敏。但因?yàn)樵嚻冯娙荽螅璧臎_擊電壓發(fā)生器體積龐大，且雷電波的波頭較陡，會(huì)在尺寸較大的被試品中引起波的反射，因此在現(xiàn)場(chǎng)很少采用雷電沖擊電壓試驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如進(jìn)行雷電沖擊試驗(yàn)，波前時(shí)間可延長(zhǎng)到8μs；如采用振蕩的雷電沖擊波，則波前時(shí)間可延長(zhǎng)到約15μs。
    3.操作沖擊電壓
    操作沖擊波下的絕緣特性是介于交流電壓和雷電沖擊波特性之間的。因此，與雷電沖擊波比，操作沖擊波的優(yōu)點(diǎn)是能檢查出設(shè)備被自由導(dǎo)電微粒污染的問題；與交流電壓相比，則操作沖擊波對(duì)異常電場(chǎng)情況的檢測(cè)靈敏度要高些。由于產(chǎn)生非周期的操作沖擊波時(shí)發(fā)生器的效率太低，所以實(shí)際上均采用振蕩操作波形，到達(dá)峰值電壓的時(shí)間一般應(yīng)不小于150μs。振蕩操作波發(fā)生器設(shè)備較簡(jiǎn)單，因此特別適合于較高額定電壓的試品。
    4.直流電壓
    直流電壓試驗(yàn)對(duì)于交流GIS不適合。這是因?yàn)樽杂蓪?dǎo)電微粒在直流下的運(yùn)動(dòng)特性和交流下不同。此外，絕緣支撐在直流下的電壓分布與交流電壓下不同，因此直流下閃絡(luò)電壓規(guī)律與交流下也是不同的。試驗(yàn)表明，直流電壓下SF6氣體中的微粒引發(fā)的擊穿電壓具有極大的分散性，其最低擊穿電壓比交流時(shí)低。
    三、現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)原理
    GIS的現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)采用試驗(yàn)變壓器、調(diào)感式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置和調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置三種試驗(yàn)設(shè)備。自從有了串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置以后，現(xiàn)場(chǎng)已很少再使用試驗(yàn)變壓器作耐壓設(shè)備。串聯(lián)諧振的交流耐壓試驗(yàn)方法與常規(guī)的交流耐壓試驗(yàn)方法相比，有如下優(yōu)點(diǎn)。
    (1)裝置的質(zhì)量輕，所需電源容量小。
    (2)試品擊穿時(shí)所受的破壞小。
    (3)電壓波形好。使被試品上的試驗(yàn)電壓波形比較理想。
    四、現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)程序
    1.被試品要求
    (1)GIS應(yīng)完全安裝好，SF6氣體充氣到額定密度，已完成主回路電阻測(cè)量、各元件試驗(yàn)以及SF6氣體微水含量和檢漏試驗(yàn)合格后，才能進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。
    (2)耐壓試驗(yàn)前，應(yīng)對(duì)試品測(cè)量絕緣電阻；
    (3)耐壓試驗(yàn)前，GIS上所有電流互感器的二次繞組應(yīng)短路并接地；
    (4)耐壓試驗(yàn)前，應(yīng)隔離高壓電纜、架空線、電力變壓器和電磁式電壓互感器(若采用調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置，且耐壓標(biāo)準(zhǔn)一樣，也可以與主回路一起做耐壓)、避雷器和保護(hù)火花間隙；
    (5)GIS的每一新安裝部分都應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，同時(shí)，對(duì)擴(kuò)建部分進(jìn)行耐壓時(shí)，相鄰設(shè)備原有部分應(yīng)斷電并接地。
    2.試驗(yàn)電壓的加壓方法
    規(guī)定的試驗(yàn)電壓應(yīng)施加到每相導(dǎo)體和外殼之間，每次一相，其他相的導(dǎo)體應(yīng)與接地的外殼相連。試驗(yàn)電源可接到被試相導(dǎo)體任一部位。選定的試驗(yàn)程序應(yīng)使每個(gè)部件都至少施加一次試驗(yàn)電壓。在制定試驗(yàn)方案時(shí)，必須同時(shí)注意要盡可能減少固體絕緣的重復(fù)試驗(yàn)次數(shù)。例如，應(yīng)盡量在GIS不同部位引入試驗(yàn)電壓。如懷疑斷路器和隔離開關(guān)的斷口在運(yùn)輸、安裝過程中受到損壞或經(jīng)過解體，應(yīng)做斷口間耐壓試驗(yàn)。耐壓值與相對(duì)地交流耐壓值可取同一數(shù)值。若GIS整體電容量較大，耐壓試驗(yàn)可分段進(jìn)行。
    3.交流耐壓試驗(yàn)程序
    GIS現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)的第一階段是“老練凈化”，其目的是清除GIS內(nèi)部可能存在的導(dǎo)電微粒或非導(dǎo)電微粒。這些微粒可能是由于安裝時(shí)帶入而清理不凈，或是多次操作后產(chǎn)生的金屬碎屑，或是緊固件的切削碎屑和電極表面的毛刺而形成的。“老練凈化”可使可能存在的導(dǎo)電微粒移動(dòng)到低電場(chǎng)區(qū)使其不再對(duì)絕緣起危害作用。“老練凈化”電壓值應(yīng)低于耐壓值，時(shí)間可取數(shù)分鐘到數(shù)十分鐘。
    第二階段是耐壓試驗(yàn)，即在“老練凈化”過程結(jié)束后進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，時(shí)間為1min。現(xiàn)場(chǎng)的具體實(shí)施方案應(yīng)與制造廠和用戶商議。
    4.現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)的判據(jù)
    (1)如果GIS的每一部件均已按選定的完整試驗(yàn)程序耐受規(guī)定的試驗(yàn)電壓而無擊穿放電，則認(rèn)為整個(gè)GIS通過試驗(yàn)。
    (2)在試驗(yàn)過程中如果發(fā)生擊穿放電，則應(yīng)根據(jù)放電能量和放電引起的各種聲、光、電、化學(xué)等各種效應(yīng)以及耐壓試驗(yàn)過程中進(jìn)行的其他故障診斷技術(shù)所提供的資料進(jìn)行綜合判斷。遇有放電情況，可采取下述步驟：
    ①進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，如果該設(shè)備還能經(jīng)受規(guī)定的試驗(yàn)電壓時(shí)，則認(rèn)為放電是自恢復(fù)放電，耐壓試驗(yàn)通過；
    ②如果重復(fù)耐壓失敗，須將設(shè)備解體，打開放電間隔，仔細(xì)檢查絕緣損壞情況，采取必要的修復(fù)措施，再進(jìn)行規(guī)定的耐壓試驗(yàn)。
    五、GIS耐壓試驗(yàn)擊穿故障的定位方法
    若GIS分段后進(jìn)行耐壓試驗(yàn)的進(jìn)出線間隔較多，而試驗(yàn)過程中發(fā)生非自恢復(fù)放電或擊穿，僅靠人耳的監(jiān)聽難以判斷故障發(fā)生的確切位置，且容易發(fā)生誤判斷而浪費(fèi)人力、物力和對(duì)設(shè)備造成不必要的損害。若在現(xiàn)場(chǎng)采用以放電產(chǎn)生沖擊波而引起外殼振動(dòng)波原理研制的故障定位器，就可以確定放電間隔。每次耐壓試驗(yàn)前，將傳感器分別安裝在被試部分，特別是斷路器、隔離開關(guān)、母線與各間隔的連接部位絕緣子的連接外殼上。如因傳感器數(shù)量有限，使放電或擊穿發(fā)生未預(yù)報(bào)，則應(yīng)根據(jù)監(jiān)聽放電的情況，降壓斷電后移動(dòng)傳感器，重新升壓直到找到放電或擊穿部位。