Page 34 - 电力与能源2023年第二期

128 陈 宁，等：GIS 外壳感应电流的影响及典型发热案例分析

耗，但感应电压较小，且由于环流的电磁屏蔽作
用，导体所受的电动力较小，抗短路冲击的能力较
强 。因此，高压设备通常采用全连式连接，外壳
［3］
环流以及环流造成的功率损耗和正常输电功率相
比可以忽略不计，但环流引发的热效应却不可忽
略。在实际运行中，GIS 外壳连接件、接地排等部

位由于环流影响而发生过热的现象屡见不鲜，多
地曾出现过出线套管法兰与 GIS 法兰相间连板连
图 2 4 号主变压器 A 相发热点可见光照片
接螺栓严重发热 、波纹管调节螺杆和螺母不同
［4］
地线直接接地；三相通过导流排汇流后，再通过接
［5］
程度的发热 等案例。对于 GIS 设备的该类异常
地排接地。
缺陷应及早发现，并予以消除。
GIS 通管外壳接地以及感应电流、入地电流
2 典型案例 示意如图 3 所示。图 3 左侧与主变压器油气套管
连接，右侧与 220 kV 系统连接，靠近主变压器侧
某 500 kV 变 电 站 在 全 站 红 外 测 温 时 ，发 现
端部第一、二处采用第一种接地方式即直接通过
4 号主变压器 A 相 220 kV 通管外壳第一个接地点
接地线接地，第三、四、五处接地点采用第二种接
接地线发热，温度达到 304 ℃，如图 1 所示。对其
地方式即三相汇流后再接地。本次发热点位于端
他主变压器相同部位进行测温，发现 3，4，5，6 号
部 第 一 处 直 接 接 地 的 地 方 ，结 合 发 热 的 部 位 为
主变压器三相共 12 个接地点均存在不同程度的
GIS 外壳接地点，以及接地电流约为负荷电流的
发热，温度在 150～325 ℃。光照片显示该部位接
80%，初步判断该电流为 GIS 外壳感应电流。
地线外壳已有烧蚀引起的老化痕迹，如图 2 所示。
发热现象提示该接地线可能有大电流流过，实际

测量接地电流约为 1 600 A，而主变压器负荷电流
约为 2 000 A，接地电流约为负荷电流的 80%。

图 3 GIS 通管外壳接地及感应电流、入地电流示意
以图 3 中 A 相电流的流向为例。由于通管中

导体与外壳的电磁效应，外壳中感应出较大环流，
即 I 1，I 2，I 3，I 4。由于各段导体与外壳的电磁耦合特
图 1 4 号主变压器 A 相 220 kV 通管外壳第一个
接地点接地线发热 性、电气参数不同，所以各段环流大小略有差异。
除端部两个接地点外，中间二、三、四接地点两侧
3 发热原因分析
环流相互抵消，因此入地电流（I D2 ）和流入汇流排

该 站 主 变 压 器 为 三 相 分 体 布 置 ，主 变 压 器 的汇流电流（I D3，I D4 ）为两侧环流的不平衡值，数值
220 kV 侧为油气套管，经 GIS 通管引出后经由一 较小。端部接地点一的入地电流（I D1 ）和接地点五
段长距离通管进入 220 kV 配电装置室与系统相 流入汇流排的汇流电流（I D5 ）与环流基本相等，通常
连。为防止外壳感应电流造成的电压升高，通管 数值达到负荷电流的 70%~90%，存在发热隐患。
采取多点接地，接地形式有两种：三相分别通过接 （下转第 134 页）