GIS設備因結構緊湊、占地少、可靠性高的特點,已成為我國輸變電系統(tǒng)的核心設備之一,而接觸不良引發(fā)的過熱、燒損故障是GIS設備運行階段的主要風險源。根據(jù)中國電力科學研究院2026年發(fā)布的2025年輸變電設備故障統(tǒng)計數(shù)據(jù),110kV及以上電壓等級GIS設備故障中,觸頭、連接端子接觸不良類故障占比達31.7%,其中80%以上的隱患可通過交接試驗階段的回路電阻測試提前排查,明確GIS測試中回路電阻測試的技術要求,對降低GIS設備投運后故障風險具有重要意義。
2025年*電網(wǎng)發(fā)布的新建輸變電項目統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,110kV及以上變電站中GIS設備的應用占比已達78.2%,較2023年提升12.4個百分點,新能源升壓站、軌道交通牽引變電所等場景的GIS設備普及率也突破65%【1】。作為GIS設備投運前的必試項目,交接試驗承擔著排查設備生產(chǎn)、運輸、裝配環(huán)節(jié)遺留隱患的核心作用,而回路電阻測試是其中驗證導電回路接觸狀態(tài)的關鍵項目。早期GIS測試中的回路電阻測試多采用100A便攜式測試儀,受現(xiàn)場干擾、測試方法不規(guī)范等因素影響,測試數(shù)據(jù)偏差率*高可達15%,曾多次出現(xiàn)交接試驗合格但投運半年內(nèi)即發(fā)生接觸過熱故障的案例。隨著2025年國網(wǎng)、南網(wǎng)先后更新GIS設備交接試驗規(guī)范,回路電阻測試的技術要求進一步明確,測試準確性得到大幅提升。
GIS設備的導電回路由母線、動靜觸頭、連接端子、進出線導體等部分組成,正常狀態(tài)下總回路電阻處于微歐級,一旦出現(xiàn)觸頭裝配不到位、接觸面氧化、螺栓緊固力矩不足等問題,回路電阻會出現(xiàn)明顯上升,長期運行將引發(fā)局部過熱、絕緣擊穿等故障。回路電阻測試的核心原理為直流壓降法,符合DL/T 845.4-2021的相關規(guī)定,即向被測GIS導電回路通入不低于100A的穩(wěn)定直流電流,避開接觸電動勢、氧化層非線性電阻對測試結果的干擾,同時測量回路兩端的電壓降,根據(jù)歐姆定律換算得到回路的實際電阻值。區(qū)別于常規(guī)低壓電阻測試,GIS設備回路電阻測試要求大電流輸出的核心原因,在于大電流可擊穿觸頭表面極薄的氧化層,還原真實的接觸電阻狀態(tài),避免小電流測試出現(xiàn)的“假性合格”問題。
作為GIS交接試驗中的常規(guī)非破壞性試驗項目,回路電阻測試的技術優(yōu)勢較為突出:其一,測試無需拆解GIS密封外殼,僅需在進出線端子處接線即可完成測試,單間隔測試時長不超過10分鐘,測試效率遠高于X射線探傷、超聲波探傷等檢測手段;其二,測試結果量化直觀,可直接與標準閾值、制造商出廠值進行對比,無需人員解讀波形或成像數(shù)據(jù),適配現(xiàn)場快速作業(yè)需求;其三,測試成本較低,無需耗材,可覆蓋所有電壓等級的GIS設備導電回路檢測。同時該測試方法也存在一定局限性:一方面測試僅能獲得整個導電回路的總電阻值,無法定位具體的故障點,若存在多點輕微接觸不良的情況,總電阻可能仍處于合格范圍,容易出現(xiàn)隱患漏判;另一方面測試結果受接線方式、現(xiàn)場電磁干擾、回路殘余電荷的影響較大,操作不規(guī)范易出現(xiàn)數(shù)據(jù)失真。針對上述局限性,目前行業(yè)普遍采用回路電阻測試與特高頻局放測試、紅外測溫結合的多維度GIS測試方案,提升隱患排查的全面性。
當前國內(nèi)GIS設備交接試驗中的回路電阻測試需符合多重標準的技術要求,核心要求可分為設備參數(shù)要求、現(xiàn)場操作要求、結果判定要求三類。首先是設備參數(shù)要求,根據(jù)DL/T 845.4-2021與國網(wǎng)2025版GIS設備交接試驗作業(yè)指導書規(guī)定,測試設備的輸出直流電流需≥100A,110kV及以上電壓等級GIS測試優(yōu)先采用200A及以上電流輸出的測試儀,測試精度不低于0.5級,且具備電流穩(wěn)定度校正功能【2】【3】。其次是現(xiàn)場操作技術要求,測試前需確認GIS所有動靜觸頭處于完全合閘位置,所有接地刀閘全部斷開,避免接地回路分流導致測試結果偏小;測試接線需采用專用大電流線,電流線與電壓線分開連接,電壓線需接在電流線的內(nèi)側,避免測試線本身的電阻計入測量結果;測試時需待電流輸出穩(wěn)定3s以上再讀取數(shù)據(jù),單次測試需重復3次,取平均值作為*終結果。*后是結果判定要求,測試結果不得超過制造商出廠測試值的1.2倍,同電壓等級、同型號的三相GIS設備回路電阻值的相間偏差不得超過10%,若結果超出閾值需重新測試,排除接線誤差后仍不合格的,需結合其他檢測手段排查隱患。
回路電阻測試目前已覆蓋所有GIS設備的交接試驗場景,在110kV~750kV電網(wǎng)變電站、35kV~220kV新能源升壓站、軌道交通110kV牽引變電所、石化企業(yè)35kV自備電站等場景均有廣泛應用。針對不同場景的GIS測試需求,回路電阻測試儀選型可參考三個要點:第一,優(yōu)先選擇輸出電流≥200A的設備,滿足高電壓等級GIS的測試要求,避免小電流測試的誤差風險;第二,設備需具備測試數(shù)據(jù)自動存儲、校驗、上傳功能,適配當前輸變電設備數(shù)字化運維的要求,減少人工錄入的誤差;第三,針對戶外作業(yè)場景,優(yōu)先選擇防護等級不低于IP54、內(nèi)置電池續(xù)航不低于8小時的設備,適配無外接電源的現(xiàn)場作業(yè)需求。目前市場上合規(guī)的回路電阻測試儀均需滿足上述基礎要求,例如康高特自研的白駒Pro回路電阻測試儀,*大輸出電流可達300A,測試精度達0.5級,支持測試數(shù)據(jù)自動校驗、無線上傳至運維平臺,適配多場景的GIS設備交接試驗需求。
隨著GIS設備電壓等級不斷提升、應用場景不斷拓展,回路電阻測試的技術要求也在持續(xù)升級,未來將呈現(xiàn)三個明顯的發(fā)展方向:其一,測試與定位功能一體化,新一代回路電阻測試儀將集成分段測試算法,可通過GIS間隔的電壓抽取裝置進行多點測試,直接定位接觸不良的具體間隔,無需后續(xù)拆解排查;其二,多檢測數(shù)據(jù)融合,回路電阻測試數(shù)據(jù)將與特高頻局放、SF6分解產(chǎn)物、紅外測溫等GIS測試數(shù)據(jù)聯(lián)動,通過大數(shù)據(jù)算法自動評估GIS設備的整體健康狀態(tài),給出運維建議;其三,測試流程智能化,未來測試儀可自動識別GIS設備的型號、額定參數(shù),匹配對應的測試標準與閾值,自動完成測試、判定、上報全流程,進一步降低現(xiàn)場作業(yè)人員的操作難度,提升測試準確性。