交流无间隙金属氧化物避雷器
一: 术语
本标准所用术语,除按本标准规定外,其余应符合GB2900.12及GB2900.19的规定。
二 引用标准
GB311.1 高压输变电设备的绝缘配合
GB775.3 绝缘子试验方法 第一部分 机械试验方法 GB7354 局部放电测量
GB11604 高压电器设备无线电干扰试验方法 GB191 包装储运图示标志
GB2900.12 电工名词术语 避雷器
GB2900.19 电工名词术语 高压试验技术
GB311.2 高电压试验技术 第二部分 一般试验条件和要求 GB311.3 高电压试验技术 第三部分 试验程序 GB311.4 高电压试验技术 第四部分 测量装置
2.1无间隙金属氧化物避雷器
仅有金属氧化物非线性电阻片相串联和(或)并联、无并联或串联放电间隙所组成的避雷器。
2.2无间隙金属氧化物避雷器的内部均压系统
并联于一片或一组金属氧化物非线性电阻片上的均压阻抗,主要是均压电容器,使沿金属氧化物非线性电阻片的电压分布均匀。
2.3 金属氧化物非线性电阻片
是避雷器主要工作元件,由金属氧化物制成。由于它具有非线性伏安特性,在过电压时呈低电阻,从而限制避雷器上的电压,而在正常工频电压下呈高电阻。 2.4 避雷器的均压环
避雷器的一种金属部件,通常呈圆环形,用以改善避雷器静
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电场的电位梯度或电压分布。 2.5 避雷器比例单元
按要求组装好的一个避雷器部件,对某种特定试验,它必须能代表整只避雷器的特性。避雷器比例单元不一定是避雷器元件。
2.6 避雷器元件
组装好的一个完整的避雷器部件,可与其他元件串联和(或)并联,构成更高额定电压和(或)更高标称放电电流的避雷器。 2.7 避雷器压力释放装置
用于释放因避雷器内部故障而引起内部增高的压力,以防止避雷器爆炸的一种装置。 2.8 避雷器的额定电压
施加到避雷器端子间最大允许工频电压有效值。按照此电压所设计的避雷器,能在所规定的动作负载试验中确定的暂时过电压下正确地工作。它是表明避雷器运行特性的一个重要参数,但它不等于系统额定电压。 2.9 避雷器的持续运行电压
在运行中允许持久地施加在避雷器端子上的工频电压有效值。
2.10 避雷器的额定频率
能使用该避雷器的电力系统的频率。 注:如在波前上有振荡,在10%和90%的两个参考点应取自通过振荡所画的平均曲线。 2.11冲击波形表示 两数值的组合,第一个数值表示视在波前时间T1,第二个数值表示视在半峰值的时间T2,单位μs,写作T1/T2,符号“/”无数学意义。
2.13方波冲击波峰的视在持续时间
冲击波幅值大于峰值90%的时间。 2.14 方波冲击的总的视在持续时间
冲击波幅值大于峰值10%的时间;如在波前有小振荡,应画出平均曲线,以确定达到10%的时间。 2.15避雷器的放电电流
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避雷器动作时通过避雷器的冲击电流。
2.16 在持续运行电压下流过避雷器的电流。
注:持续电流由阻性和容性分量组成,可随温度和杂散电容的影响而变化。因此,试品的持续电流可不同于整只避雷器的持续电流。持续电流可用有效值或峰值表示。 2.17 避雷器的工频参考电流
用于确定避雷器工频参考电压的工频电流阻性分量的峰值。工频参考电流应足够大,使杂散电容对所测的避雷器和元件(包括设计的均压系统)的参考电压的影响可以忽略,该值由制造厂规定。
注:①工频参考电流与避雷器的标称放电电流及(或)线路放电等级有关,对单柱避雷器,通常在1~20 mA范围内。
2.18 在工频参考电流下测出的避雷器上的工频电压最大峰值除以。多元件串联组成的避雷器的参考电压是每个元件参考电压之和。 注:参考电压的测量对正确选择动作负载试验的试品是必须的。
2.19 避雷器的直流参考电流
直流参考电流用于确定避雷器直流参考电压,直流参考电流通常为1~20mA。
2.20避雷器的直流参考电压
在直流参考电流下测出的避雷器上的电压。 2.21 避雷器的工频电压耐受时间特性
在规定条件下,对避雷器施加不同的工频电压,避雷器不损坏、不发生热崩溃时所对应的最大持续时间的关系曲线。 2.22 回路预期电流
在回路给定点,用阻抗可忽略的导体短接后,在该导体上流过的电流。
2.23 避雷器的保护特性 由以下各项组合: a.陡波冲击电流残压; b.雷电冲击电流残压; c.操作冲击电流残压。
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避雷器的雷电(过电压)保护水平是下列两项的较高者: ——陡波冲击电流下最大残压除以1.15; ——标称放电电流下最大残压。
避雷器的操作(过电压)保护水平是规定的操作冲击电流下的最大残压。
2.24电压分布不均匀系数K 避雷器在持续运行电压下,金属氧化物非线性电阻片承受的最大电压减去其平均承受电压后与其平均承受电压之比。 2.25 避雷器的热崩溃 “热崩溃”是描述当避雷器的功率损耗随金属氧化物非线性电阻片的温度升高而增大,引起温度进一步上升,最终导致避雷器损坏的过程。 2.26避雷器的热稳定
避雷器的热稳定是描述避雷器在动作负载试验时引起温度上升后,避雷器在规定的持续运行电压和规定的环境条件下,非线性电阻片的温度随时间而下降的情况。 2.27避雷器脱离器 在避雷器故障时,使避雷器引线与系统断开以排除系统持续故障,并给出事故避雷器的可见标志的一种装置。
注:切除开断时通过避雷器的故障电流通常不是该装置的功能,故该装置不一定能防止瓷套爆炸。 2.28方波冲击电流
迅速上升到最大值、在规定时间内大体保持恒定、然后迅速降至零值的冲击波。定义方波冲击电流的参数为:极性、峰值、峰值视在持续时间和总的视在持续时间。 2.29 冲击波的视在原点
在电压对时间或电流对时间的曲线上,通过冲击波前上两个参考点所画直线与零值电压或零值电流的时间轴相交所确定的点。对于冲击电流,两个参考点为峰值的10%及90%。
注:此定义仅适用于纵坐标和横坐标尺寸为线性标度时,可参见第3.15条注。
2.30冲击电流视在波前时间T1
以μs表示的时间,对于冲击电流,等于电流从10%到90%
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所需时间的1.25倍。
三.避雷器的使用条件 3.1 避雷器的正常使用条件 按照下列正常使用条件,符合本标准的避雷器适用于户内外运行:
a.环境温度不高于+40℃,不低于-40℃; b.海拔不超过1000 m;
c.电源的频率不小于48 Hz,不超过62 Hz;
d.长期施加在避雷器上的工频电压应不超过避雷器的持续运行电压;
e.地震烈度7度及以下地区; f.太阳光的辐射;
h.最大风速不超过35 m/s。 3.2 避雷器的异常使用条件
异常使用条件见附录A的规定。
在异常使用条件下,本标准的使用需经供需双方同意。 四. 技术要求
4.1 避雷器的制造要求
避雷器应符合本标准的要求,并应按照规定程序批准的图样和工艺文件进行制造。 4.2 避雷器的标准额定值 4.2.1 避雷器的额定电压
避雷器的额定电压值如下:
0.28,0.5,2.3,3.8,4.6,7.6,12.7,16.7,19,42,60,69,73,84,100,126,300,312,396,420,444,468 kV。 4.2.2 避雷器的额定频率
避雷器的额定频率为50 Hz及60 Hz。 4.2.3 避雷器的标称放电电流
避雷器的标称放电电流分别为:20,10,5,2.5,1.5,1kA共6级,其波形为8/20μs。 4.3 避雷器的机械性能 4.3.1 承受的长期机械力
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避雷器在下述机械负荷共同作用下,应能保证可靠运行。 a.避雷器顶端承受导线的最大允许水平拉力F1,其值按表1规定。
表1 最大允许水平拉力F1 避雷器额定电压有效值 kV 最大允许水平拉力 N 147 294 490,980 980,1470 3.8~19 42~84 100~210 288~468 b.作用于避雷器上的风压力F2应按式(1)计算:
(N)„„„„„„„„„„ (1)
式中:v0——最大风速,m/s;
S——避雷器的迎风面积(应考虑表面覆冰厚度2 cm),m2; a——空气动力系数,它依风速大小而定。当v0≤35 m/s时,a=0.8。
4.3.2 承受地震力
制造厂应通过计算或试验,提供避雷器可能承受的地震加速度能力。
4.4 避雷器的电流冲击耐受试验要求
避雷器应分别耐受表10的长持续时间电流(方波或线路放电电流)冲击18次而不击穿、不闪络、不损坏、且试验前后标称放电电流下的残压变化应不超过5%。 抽样试验时,应进行方波电流冲击耐受试验和大电流冲击耐受试验。方波冲击电流耐受试验中额定电压126 kV及100 kV以下的避雷器,其方波电流冲击试验电流值应按表10定。额定电压100 kV、200 kV及以上的电站避雷器,其方波冲击试验电流值应按表11。试验应耐受18次而不击穿、不闪络、不损坏。
表2 电站和配电避雷器最大残压值
武汉华能阳光电气有限公司 标称放电电流避避系雷统器 额 额定定电电压 压 行流 流 流 电下压 残下下电残残压 考运 电电电续击击击持冲 冲 冲 1mA参器 波电作流雷陡20kA等级 电站避雷器 雷操直标称放电电流10kA等级 电站避雷器 陡波雷操直电作流冲 冲 冲 击电击击电电1mA参流 流 流 考下残下下电残残压 残残残压 压 压 压 压 压 压 下下下电残残压 压 流 流 流 考下下冲 冲 冲 击击击电电电1mA参流 流 波电作流冲 冲 击击电电电站避雷器 陡雷操直波电标称放电电流5kA等级配电避陡雷压 压 压 峰 值 不有效值 大大大小大大大小大大大小大大于 于 于 于 于 于 于 于 于 于 于 于 于 于 3.8 7.6 3 2.0 4.0 — — — — — — — — — — — — — — — — 151311..5 .5 5 7.2 1917.6 .0 不不不不不不不不不不不不不6 31272314.3430.0 .0 .0 4 .5 .0 武汉华能阳光电气有限公司 12.7 10 6.6 23.4 — — — — — — — — 51453824.5750.8 .0 .3 0 .5 .0 42 35 — — — — — — — — 1513114 4 4 73 — — 122 145 145 214 290 290 — — — — — — 69 63 40 — — — — — — — — 2910110 0 73 — — — — 1 325 12116 0 2622140 1 5 2522198 4 0 — — 2926229 0 1 2924140 7 5 3329244 0 7 73 — — — — — — — — 585244290 2 0 3833282 2 2 5952448 0 2 2022140 0 6 — — — — 2 650 5849290 4 0 6658498 0 4 2833218 0 0 — — — — 782 6959408 3 8 — — — — — — 3033210 0 5 — — — — 814 7261427 8 4 — — — — — — 武汉华能阳光电气有限公司 3133222 0 0 — — — — 1104 119880536 8 2 847 1015 1075 117564446 3 1 — — — — — — 3950316 0 2 9080535 4 2 — — — — — — 4250310 0 8 1085565 9685560 2 5 — — — — — — 70 46 8 124450324 0 4 1190597 1090597 — — — — — — 38 06 7 1337 15 0 114650338 0 0 1195630 1095630 — — — — — — 06 66 6 98 70 0 大电流冲击耐受试验时,避雷器应耐受表12的大电流冲击两次而不击穿、不闪络、不损坏。 4.5避雷器的最大残压值
各种类型避雷器,在陡波冲击电流、雷电冲击电流及操作冲击电流下的残压值,应不超过表2~表8的规定。
操作冲击电流残压测量的电流值应按表9的规定。
4.6 避雷器的密封性能
避雷器应有可靠的密封。在避雷器寿命期间内,不应因密封不良而影响避雷器的运行性能。 4.7 避雷器的工频参考电压
对整只避雷器(或避雷器元件),应测量工频参考电流下的工频参考电压值(峰值除以),其工频参考电流值由制造厂规定。 4.8 避雷器的压力释放特性
额定电压42 kV及以上的避雷器应具有压力释放装置。
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对具有压力释放装置的避雷器应进行压力释放特性试验,以保证避雷器故障时不会引起粉碎性爆炸,试验应按表13定的电流值进行试验。
4.9 避雷器的持续电流
在持续运行电压下通过避雷器的持续电流应不超过规定值(可用有效值或峰值表示),该值由制造厂规定。 4.10 避雷器的动作负载特性
为保证避雷器的可靠运行,避雷器应通过动作负载试验,不得有击穿、闪络等现象。试验后,其标称放电电流下的残压值的变化应不超过5%。
动作负载试验中的加速老化试验,对中性点有效接地系统避雷器、低压避雷器、电气化铁道和电机避雷器,所加工频电压为避雷器持续运行电压;对中性点非有效接地系统用电站、配电和并联补偿电容器避雷器,所加工频电压为1.3倍避雷器持续运行电压。
表3 电机避雷器最大残压值kV 标称放电电流2.5kA等级 发电机避雷器 避雷电 避雷器 机 器 持续额定额定运 电 电压 行电压 压 陡波冲击电流残压 雷电冲击电流残压 操作冲击电流残 压 直流1mA 参考电压 陡波冲击电流残压 电动机避雷器 雷电冲击电流残压 操作冲击电流残压 直流1mA 参考电压 武汉华能阳光电气有限公司 峰 值 不有 效 值 大于 3.8 7.6 3.15 6.3 不大于 不大于 7.6 不小于 不大于 不大于 不大于 7.6 不小于 5.6 2.0 10.9 9.5 5.6 10.9 9.5 4.0 21.9 19.0 15.0 11.3 21.9 19.0 15.0 11.3 6.6 35.7 31.0 25.0 18.9 35.7 31.0 25.0 18.9 9.0 46.0 40.0 32.0 24.8 — 10.0 51.8 45.0 36.0 28.2 — — — — — — — 12.7 10.5 16.7 13.8 19.0 15.75 表4 电机中性点避雷器的最大残压值kV 标称放电电流1kA等级 避雷器额定电压 有效值 2.3 4.6 7.6 3.15 6.3 10.5 电机额定雷电冲击电流残直流1mA参考电电压 压峰值 不大于 6.0 12.0 19.0 压 不小于 3.4 6.9 11.3 表5 变压器中性点避雷器的最大残压值kV 避雷器额系统额定标称放电电流1kA等级 武汉华能阳光电气有限公司 定电压 电压 雷电冲击电操作冲击电直流1mA 流残压 峰值 流残压 参考电压 不小于 86 103 190 250 152 有 效 值 60 73 146 210 100 11 110 220 330 500 不大于 144 200 320 440 260 不大于 137 165 304 399 243 表6 并联补偿电容器避雷器的最大残压值k 避雷避雷器 系统额额定电压 定电压 续运行电峰值 压 有 效 值 3.8 7.6 12.7 42 3 6 10 35 2.0 4.0 6.6 23.4 不大于 13.5 27.0 45.0 134 不大于 10.5 20.8 35.0 105 不小于 6.9 13.8 23.0 70 电流残压 电流残压 直流1mA 参考电压 器持标称放电电流5 kA等级 雷电冲击操作冲击武汉华能阳光电气有限公司 69 63 40 224 176 117 表7 低压避雷器最大残压值kV 避雷器额定电压 系统额定电压 有 效 值 0.28 0.50 0.22 0.38 0.24 0.42 避雷器持续运行电压 标称放电电流1.5 kA 等级 雷电冲击电流残压峰值 不大于 1.3 2.6 直流 1mA 参考电压 不小于 0.6 1.2 表8 电气化铁道避雷器的最大残压kV 标称放电电流5kA等级 避雷器 额定电压 系 避雷器陡波冲统 额定电压 持续 击 运行电电流残压 压 电流残压 峰值 有 效 值 不大于 42 84 27.5 55 31.5 63 138 276 不大于 120 240 不大于 98 196 不小于 65 130 电流残压 1mA参考电压 击 击 直流雷电冲操作冲 表9 避雷器操作冲击电流残压试验的电流值 避 雷 器 类 别 避雷器额定电压,操作冲击电流武汉华能阳光电气有限公司 kV 有效值 20 kA 等级 10 kA 等级 电站避雷器 396~468 100~200 电站避雷器 288~312 396~468 并联补偿电容器避雷器 5 kA等级 电站避雷器 电气化铁道避雷器 配电避雷器 2.5 kA 等级 1 kA 等级 电机避雷器 42~84 3.8~12.7 3.8~19 3.8~69 3.8~69 100~200 值,A 峰值 2000 500 1000 2000 500 250 500 500 100 100 中性点避雷器 60~210 500 表10 避雷器的电流冲击耐受试验要求 避雷器额定长持续时避 雷 器 类 别 电压 间 电流冲击 武汉华能阳光电气有限公司 kV有效值 线路放电试验 2000 μs方波电流,A 峰值 — — — — 150 600 4001) 20 kA 等级 电站避雷器 396~468 100,200 288~468 100,200 6.6.3条 6.6.3条 6.6.3条 6.6.3条 — — — 10kA 等级 电站避雷器 电站避雷器 3.8~69 126 并联补偿电 5 kA 等级 容器避雷器 电气化铁道避雷器 配电避雷器 电动机避雷2.5 kA 等级 器 发电机避雷器 1.5 kA 等低压避雷器 3.8~19 0.280~— — 3.8~12.7 — 42~84 3.8~12.7 — — 3.8~69 400 75 200 200 50 武汉华能阳光电气有限公司 级 1 kA 等级 中性点避雷器
0.500 2.3~7.6 60~210
—
200 400
注:1)如有更高要求时,由供需双方协商。
表11 额定电压100 kV,200kV 及以上的电站 避 雷 器 类 别 电站避雷20kA等级 器 396~468 100 电站避雷10kA等级 器 200 288~312 396~468 电站避雷5 kA 等级 器 100 200 1500 400 600 1000 1200 400 600 额定电压,kV 2000μs方波电流,有效值 A 峰值 表12 大电流冲击耐受试验电流值 波形4/10 μs ,kA 避 雷 器 类 别 20 kA 等级 10 kA 等级 电站避雷器 电站避雷器 峰值 65 65 武汉华能阳光电气有限公司 电站避雷器 并联补偿电容器避雷5 kA 等级 器 电气化铁道避雷器 配电避雷器 发电机和电动机避雷2.5 kA 等级 1.5 kA 等级 1 kA 等级 器 低压避雷器 中性点避雷器 表13 压力释放试验的电流值 40 40 40 25 25 10 5 小电流压力释大电流压力释放 避 雷 器 类 别 放 预期对称电流,电流值,A 有kA 有效值 效值 20 kA 等级 40 电站避雷器 20 10 40 电站避雷器 20 10 800 10 kA 等级 武汉华能阳光电气有限公司 电站避雷器 并联补偿电容5 kA 等级 器避雷器 电气化铁道避雷器 1 kA 等级 中性点避雷器 40 20 16 10 5 5 4.11 避雷器瓷套的绝缘耐受性能 避雷器瓷套的绝缘耐受电压符合GB 311.1中对高压电器外绝缘的规定。
避雷器瓷套的最小公称爬电比距应符合以下要求: 无明显污秽地区 17mm/kV 普通污秽地区 20 mm/kV 重污秽地区 25 mm/kV 重污秽地区用避雷器应作污秽试验。
对于低压避雷器瓷套的绝缘耐受电压按表14。
表14 压避雷器瓷套的绝缘耐受电压kV 避雷器额定电压 工频干耐受电压 工频湿耐受电压 有有效值 0.28 0.50 有效值 不小于 3.0 4.0 效值 不小于 2.0 2.5
4.12 避雷器工频电压耐受时间特性
避雷器应具有一定的工频过电压耐受能力,制造厂应提供相应的耐受特性。
对用于中性点非有效接地系统的额定电压3.8~12.7kV的电站
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避雷器和配电避雷器应在1.3倍额定电压下耐受2h,在额定电压下耐受24h。
对用于中性点非有效接地系统的并联补偿电容器避雷器和额定电压42kV及其以上的电站避雷器,应在1.2倍额定电压下耐受2h,在额定电压下耐受24h。
对用于中性点非有效接地系统的发电机避雷器和电动机避雷器,应在额定电压下耐受2h。
对电机中性点避雷器应在额定电压下耐受2h。
对变压器中性点避雷器,应在额定电压下耐受10s,在0.8倍额定电压下耐受2h。
工频耐受试验中不得有击穿、闪络等现象,并应给出试验前后标称电流下的残压值。
注:低压避雷器不作此项试验。
4.13 避雷器的无线电干扰电压和局部放电特性
额定电压2.3kV及以上的避雷器应测定局部放电量。额定电压100kV及以上的避雷器,还应测定其无线电干扰电压。 避雷器在1.05倍持续运行电压下的无线电干扰电压应不大于2500μV。
避雷器在1.05倍持续运行电压下的内部局部放电量应不大于50pC。
4.14 避雷器的直流参考电压
对整只避雷器(或元件)应测量当通过避雷器的直流参考电流为1mA的电压值,其值应不小于表2~表8的规定。 4.15 多柱避雷器的电流分布
多柱金属氧化物非线性电阻片(以下简称电阻片)并联组成的避雷器,在标称放电电流和操作冲击电流下,每柱通过的电流值应尽可能相同,其不均匀程度由制造厂规定。 4.16 避雷器的耐污秽性能
当避雷器使用于重污秽地区时,避雷器应进行污秽试验,具体要求由供需双方协商确定。 4.17 避雷器的脱离器性能
在脱离器试验时,无论是与避雷器联合或单独进行,均必须
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在动作时要有明显的开断表示,以表明避雷器已损坏。 4.17.1 脱离器应耐受下列各项试验均不得动作: a.2000μs方波电流耐受试验; b.动作负载试验。
4.17.2 脱离器应在20,200,800A(±10%)三种电流值下测量安秒动作特性。 五试验方法
5.1 测量装置和准确度
除本标准规定外,测量装置和准确度应符合 GB 311.4的要求。 5.2 试品
除另有规定,全部试验应在避雷器、避雷器比例单元或避雷器元件上进行。试品应是新的、清洁的、装配完整,并尽可能按实际运行情况布置。
当试验在避雷器比例单元上进行时,该比例单元必须能代表整只避雷器的特性。
对于线路放电试验、方波冲击耐受试验、动作负载试验和工频耐受试验,避雷器的参考电压必须选择工厂规定的最低值。此外,对多柱避雷器,必须考虑电流分布不均匀的最大值。为了达到这一要求,应满足以下规定:
a.整只避雷器的额定电压与试品的额定电压之比定义为n。试品中所用电阻片的体积尽可能不大于整只避雷器所用的电阻片中最小体积除以n;
b.对多柱避雷器,试品各柱间的电流分布应以电流分布试验时使用的冲击电流进行测量,每柱电流的最大值应在制造厂规定的上限值的+3%之内。 c.试品的参考电压应等于K,K是避雷器的参考电压最低值与其额定电压之比。如果所选用的试品大于K,系数n应相应降低; 注:如果小于,避雷器可能吸收过多的能量,这种试品只有在制造厂同意后方能使用。
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5.3 持续电流试验
本试验应在整只避雷器(或避雷器元件)上进行,对试品施加持续运行电压,测量通过试品的全电流和阻性电流。 如果在避雷器的元件上进行时,所施加的持续运行电压按整只避雷器的额定电压与元件额定电压的比例计算。
工频电源的频率范围为48~62Hz,电压波形应近似为正弦波,其峰值与有效值之比应等于±0.07,并满足GB 311.3的规定。
试验环境温度为25±10℃。
所测得的持续电流值应符合制造厂的规定。 5.4 残压试验
残压型式试验的目的,是用建立规定的冲击电流残压和出厂试验电压水平两者之比来验证规定的保护水平。出厂试验电压水平,可以是参考电压或者是0.01~2倍标称放电电流范围内任一适当的雷电冲击电流下的残压,该电流值由制造厂规定。 出厂试验用雷电冲击电流下的最大残压必须规定,并公布在制造厂的型式试验数据中。试品在各种规定的电流和波形下测出的残压值乘以出厂试验电流下避雷器最大残压与在相同电流下试品所测出的残压之比,便得到最大残压值。
型式试验应在3只避雷器或避雷器比例单元上进行,试品应符合本标准6.2条的规定。两次测量之间的时间间隔,应足以使试品恢复到接近环境温度。试验时环境温度为25±10℃。如果避雷器的额定电压高于3kV时,比例单元的额定电压可取3~6 kV。
对多柱避雷器,试验也可在一柱上进行,试验电流幅值为标称电流除以柱数(考虑电流分布不均匀程度)。测出的残压代表整只避雷器的残压。
避雷器在陡波冲击电流、雷电冲击电流及操作冲击电流下的残压,应分别不超过表2~表8中所规定的相应避雷器的最大残压值。
分压器、分流器的要求应符合GB 311.4的要求。
5.41本试验采用视在波前时间为1μs的冲击电流,波前时间应在0.9~1.1μs范围内,视在半峰值时间不作规定。
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向3只试品中的每个试品施加一次峰值等于避雷器的标称放电电流(偏差±5%)的陡波,分别录取其残压值,并按本标准6.4条校正。3次试验中的最大数值不得超过表2、表3、表8所规定的相应数值。
电压测量系统的响应时间应不大于20 ns。 5.4.2 雷电冲击残压试验
本试验采用波形8/20μs的冲击电流,设备应调整到使视在波前时间在7~9μs、视在半峰值时间在18~22μs范围内。 对每个试品施加三次冲击。其电流峰值近似为避雷器标称放电电流的0.5,1.0,2.0倍,记录其残压值并按本标准6.4条校正。以此9个试验点的最大包络线画出伏安特性曲线,然后根据曲线可得到标称放电电流下的残压值。该值不得超过表2~表8所规定的相应数值。
电压测量系统的响应时间应小于200 ns。 5.4.3 操作冲击残压试验
本试验采用视在波前时间大于30μs而小于100μs、视在半峰值时间为波前时间的2倍以上的冲击电流波。 对每个试品施加冲击电流(偏差为±5%)一次,其电流的峰值为表9所规定。测出的残压值按本标准6.4条校正。3次试验中的最高残压值不得超过表2、表3、表5、表6、表8中的规定。 5.5 大电流冲击耐受试验
本试验只用于抽样试验。
试验时,应从同批被试电阻片中抽取工频参考电流(或直流参考电流)下电压最高者5片,进行此项试验。试品应耐受两次冲击,不应有击穿、闪络等损坏。两次之间间隔应能使电阻片冷却到环境温度。
试验电流值应按表12规定,波形为4/10 μs。波形调整范围如下:
a.视在半峰值时间为9~11 μs;
b.任何反极性电流波的振荡,其峰值应小于电流峰值的20%;
c.允许冲击波上有小振荡,但其峰值应小于峰值的5%。为
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了测量,可以用一条平均曲线确定峰值。
d.视在波前时间为3.5~4.5 μs;
5.6 总则
本试验应在避雷器比例单元(或电阻片)上进行。试品必须是新的。试品的额定电压为3~6 kV。试验时,电阻片可暴露在温度为20±15 ℃的静止空气中。
当脱离器与避雷器设计成一体时,试验必须按运行条件带脱离器进行。
本试验应耐受18次冲击,试验分为6组,每组为3次,每两次之间的间隔为50~60 s,每相邻两组之间的间隔应使试品冷却到接近环境温度。
试验后,当试品冷却到环境温度,重复残压试验,试验前后其同极性标称放电电流(试验前后的电流值偏差应小于3%)下每只试品的残压变化不得超过5%。
检查试品不应有击穿、闪络、损坏等现象。 经过试验的电阻片不得装入产品中使用。 5.6.1 方波电流冲击耐受试验
型式试验应在比例单元上进行。试品3只。试品应符合本标准6.2条规定。
抽样试验在电阻片上进行,应从同批被试电阻片中抽取工频参考电流(或直流参考电流)下所测电压最高的5片进行试验。 型式试验和抽样试验中,如果仅有1只试品通流不足18次,则加倍数量抽取参考电压最高者做试验。如试验合格,则认为试品合格。如其中仍有通不过18次的电阻片出现时,则认为试验没有通过。对于抽样试验允许降低参考电压(由工厂自行规定)重新进行试验。试验合格后,则高于此参考电压的电阻片认为不合格。
本试验用方波发生器进行,如果用触发点火系统,其能量不得超过主回路贮存能量的0.5%。 方波波形规定如图1所示。
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图1 2000μs方波波形图
a—波峰的视在持续时间,其值为2000μs, b—总的视在持续时间:b/a≤1.5;c≤10%
注:100%处表示幅值,允许偏差+10%。
试验所用方波冲击电流如表10、表11所规定。 5.6.2 线路放电耐受试验
试验在比例单元上进行。试品3只。试品应符合本标准6.2条的规定。
本试验按表10规定的参数模拟预充电的线路对试品施加放电的电流冲击。
试验回路波阻抗与表15规定的线路波阻抗的偏差应不大于20%。
表15 避雷器线路放电试验参数 相当于系避雷器标线路称放电 放电 电流等级 峰值,kA 5 10 5 10 等级 Ω 抗Z 时间T,μs 线路波阻在持续 压UL kV,d.c 电压等级 有效值,kV 3.2UR 110 电流的视充电电统额定
1 4.9UR 2000 2 2.4UR 2000 3.2UR 220 武汉华能阳光电气有限公司 10 10 20 3 4 1.3UR 0.8UR 2400 2800 2.8UR 2.6UR 330 500 注:UR—试品额定电压,kV,有效值。 表中线路放电等级的增加与能量要求的增加相对应,适当选择放电等级是以系统要求为依据(见附录F)。
通过试品的能量W由表15中的参数决定并按式(2)计算:
„„„„„„„„„„(2)
式中:T——时间;
Ures——按表15通过3个试品较低电流值下的最低操作冲击电流残压值。
如果满足下列要求,试验可在任何发生器上进行:
a.电流冲击峰值的视在持续时间应为表15规定值的100%~120%之间;
b.电流冲击总的视在持续时间不应超过峰值视在持续时间的150%;
c.振荡或起始脉冲不应超过电流峰值的10%。如果出现振荡,以平均曲线来确定峰值;
d.对每只试品每次冲击测出的能量应满足:
第一次冲击的能量应为上式计算能量值的90%~110%,其余17次冲击的能量应为式式计算能量值的100%~110%; 每次试验时,电流发生器应在电流冲击起始的总持续时间的1~2倍间与试品断开。
常用的试验回路附录E。 5.7 工频参考电压试验
对避雷器(或避雷器元件)施加工频电压,当通过试品的阻性电流等于工频参考电流时,测出试品上的工频电压峰值。参考电压等于该工频电压峰值除以,如参考电压与极性有关时,取低值。试验环境温度为25±10℃。 5.8 直流参考电压试验
对避雷器(或避雷器元件)施加一直流电压,当通过试品的电
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流值等于1mA时,测得试品上的直流电压值。如参考电压与极性有关时,取低值。
直流电压脉动部分应不超过±1.5%。 试验环境温度为25±10℃。 5.9 动作负载试验
5.10 无线电干扰电压和局部放电试验
试验在完整的避雷器上进行,并应按实际运行情况安装。 试验时,加于避雷器的工频电压应升至避雷器的额定电压,然后在小于10s时间内降低至1.05倍持续运行电压。在该电压下,局部放电量不大于50pC,无线电干扰电压应不大于2500μV。 测试无线电干扰的频率为1.0MHz。试验前应确定背景干扰水平,并应使背景干扰降至最低水平。
其试验方法按照GB11604中的有关规定,局部放电试验方法应按照GB7354中的有关规定进行试验。
5.10.1 总则
此试验是对避雷器试品按照规定的次数,施加规定的冲击电流并施加工频电压,以模拟实际运行条件的试验,在工频电压施加过程中电压峰值的变化应不超过1%。电压峰值对有效值之比与的偏差不大于2%。电压测量精度为±1%。 通过该项试验的主要要求是,被试避雷器在施加工频电压时能够冷却下来,即不出现热崩溃。因此要求试品的瞬时及稳态的热耗散能力等于或小于整只避雷器。
试验规定在3只完整避雷器或避雷器比例单元上进行。对于低压避雷器及额定电压在3~6kV时,可直接在整只避雷器上进行。对于额定电压高于6kV的避雷器,试验可在避雷器的比例单元上进行。比例单元的额定电压为3~6kV。施加到试品上电压和通过试品脱离器进行。
试品应符合本标准6.2条的规定。 避雷器是否通过动作负载试验,主要是看电阻片的功率损耗。因此本试验在未经加速老化试验的新电阻片上进行时,施加的工频电压应为升高的试验电压*(见本标准6.10.2条)和*,在*
和*下,电阻片的功率损耗应相当于电阻片在老化后,在
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电压和额定电压Un下的功率损耗。
加于被试避雷器比例单元上的工频试验电压应等于整只避雷器的电压乘以比例单元与整只避雷器额定电压的比值。 注:在图2、图3中规定的预热温度60±3℃是加权平均温度。它包括环境温度、太阳辐射和避雷器瓷套上某些污秽的影响。 6.10.2 加速老化试验
本试验是为了确定在未经加速老化试验的电阻片上进行动作负载试验时,施加的工频电压*和*值(见图2和图3)。 6.10.2.1 试验程序
试验在3个试品上进行。试品应符合6.2a条中的规定,并且3个试品应在1台避雷器中分别选取可能出现的参考电压最大、最小的电阻片和参考电压为平均值的电阻片,当避雷器是按电阻片的参考电压高低自上而下组装时,取平均参考电压的电阻片试验。试品上所施加的电压UcT应考虑到避雷器中电压分布不均匀的因素,由式(3)确定。
(3)
式中:Uc——试品的持续运行电压;
K——避雷器在持续运行电压下的电压分布不均匀系数。
(4)
式中:L——避雷器的总高度,m; K0——系数为0.05。
如果对避雷器进行电压分布实测或计算,则电压UcT可取实测(见附录G)或计算的结果。
对试品连续施加1000h(加压期间,中途不得停电)电压UcT,而在实验过程中,电阻片表面温度应保持115±4℃。
在加速老化期间,电阻片可置于避雷器中所用的周围介质中。这时应在封闭的容器内的单个电阻片上进行老化试验,容器的容积至少为电阻片容积的2倍。其介质密度应不低于避雷器中的介质密度。 注:①如制造厂能够证明在敞开的空气中进行加速老化试验和按照上述方法等价,则加速老化试验可在敞开的空气中进行。 ②如周围介质是液体或其他物质,则加速老化试验程序需经供需双方同意。
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③对中性点非有效接地系统用电站、配电和并联补偿电容器避雷器,Uc取试品的1.3倍持续运行电压进行试验,对中性点避雷器,Uc取试品的0.4UR进行试验。 5.10.2.2 升高的*和*的确定 将试品预热到115±4℃,然后向试品施加电压UcT,并在1~2h时间内测量试品在下的功率损耗,在加电压1000h(+100h)时间后,再在下测量试品的功率损耗。两次测量应在相同的温度(±1℃)下进行。如果小于,则动作负载试验时,施加的电压和不需要修正。如果大于,可得=/。当在未经加速老化试验的试品上进行动作负载试验时,则试品的电压和额定电压应升高到*和*,其值按下列方法确定。
在室温及电压UcT、下测量未经加速老化试验的试品的功率损耗和,然后将电压升高到*,*,其相应的功率损耗、应满足下列关系的要求:
,
此处UcT是加速老化试验所确定的3个试品中的最大值。 在功率损耗测量时,其测量时间应尽可能短,以免因试品发热而使功率损耗增加。 5.10.3 试品的散热特性 5.10.3.1 总则
在动作负载试验中,试品的性能在很大程度上与试品散热能力有关。为此,试品必须具有相当于整只避雷器的瞬态及稳态的散热能力。在同样的环境条件下,试品中和整只避雷器中的电阻片在承受相同电压时,原则上应达到相同的温度。 5.10.3.2 试品的要求
本条规定了一个严格的避雷器比例单元的热模型,当要求热性能等价时,应该遵循:
a.模型的电性能和热性能必须代表被模拟避雷器工作元件的一部分。
b.外壳必须满足下述要求: (1)材料应与避雷器外壳相同。
(2)内径应与避雷器外壳内径相同(±5%)。
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(3)外壳应足够长,以容纳避雷器比例单元,但最好不超过比例单元长度的10%。
允许外壳比电阻片柱长出50%,但是外壳伸长部分必须填充未经压缩的绝热材料,如:玻璃棉,而外部同样长度上也必须绝热,在外壳外部绝热材料的热阻常数(R值)在径向应为2.9℃²m2/W或更大。
(4)试品外壳的总重比被模拟避雷器比例单元的外壳重量不应大于10%。
(5)外壳两端包括外壳切割端面必须在轴向覆盖R值为2.9℃²m2/W或更大的绝热材料。
c.在试品中用于电气连接的导体最大直径为3mm的铜线。 注:此处的“外壳”代表实际的封装材料。 5.10.3.3 验证避雷器比例单元的热性能试验
如果制造厂说明避雷器比例单元的绝热性能,比按照本标准5.10.3.2条规定获得的更好,或需检验6.10.3.2条规定的模型的有效性,必须按照附录B进行试验。 5.10.4 雷电冲击动作负载试验
本试验适用于中性点避雷器和额定电压126kV及100kV以下的避雷器。试验应按图2所示的程序进行雷电动作负载试验。 试验在3只完整避雷器或避雷器比例单元上进行。
试验之前应在25±10℃下测量试品在标称放电电流下的残压值,然后试品应连续耐受20次波形为8/20μs、峰值为避雷器标称放电电流(偏差±5%)的冲击。施加冲击时,试品应施加试品的持续运行电压UCT*,施加的20次冲击分为4组,每组5次。两次冲击间的间隔时间为50~60s,两组间的间隔时间为25~30min。两组间试品无需施加电压。冲击电流的极性应与工频半波的极性相同,并且冲击电流应在工频电压峰值前60°±15°内施加。
标称放电电流冲击试验可在电阻片上进行,电阻片置于敞开的空气中,其静止空气温度为25±10℃。测出的电流峰值应为规定值的90%~110%。
预备性试验后,电阻片贮存于25±10℃的温度中,以备动作负载试验使用。
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动作负载试验时,电阻片应置于本标准6.10.3.2条规定的试品中,首先对每个试品施加波形为4/10μs的大电流冲击两次。 大电流的极性应与波形为8/20μs冲击电流的极性相同,幅值按表12的规定。第一次冲击之后,试品应冷却或预热到60±3℃。施加第二次冲击电流之后,应在100ms之内对两只试品施加相应的额定电压UR*持续10s,然后降至升高的持续运行电压UCT持续30min,以证实试品热稳定或热崩溃,全部试验程序见图2。
注:为了模拟实际系统条件,施加第二次大电流冲击时,试品应施加电压UR*,此问题正在考虑中。 每次冲击应记录电流值。在同一试品的电流记录应表明试品无击穿或闪络。
在施加工频电压期间,应连续记录电流和电压。 在施加工频电压期间,应监视电阻片的温度或电流阻性分量或功率损耗,以证明热稳定或热崩溃。
注:①并联补偿电容器避雷器,10s耐受电压应为1.2UR*。 ②中性点非有效接地系统用额定电压3.8~12.7kV电站和配电避雷器,10s的耐受电压应为1.3UR*。
③中性点非有效接地系统用额定电压42 kV及以上的电站避雷器,10s的耐受电压应为1.2UR*。
试验结束后,待试品冷却到25±10℃,重复残压试验,试验前后其同极性标称放电电流(试验前后的电流值偏差应小于3%)下的残压变化应大不于5%,检查试品应无闪络、击穿、损坏等现象,则认为避雷器通过此项试验。
In—标称放电电流
5.10.5 操作冲击动作负载试验
本试验适用于额定电压100kV、200kV及其以上的电站避雷器。试验应按图3所示的程序进行操作冲击动作负载试验。 试验在3只完整避雷器或避雷器比例单元上进行。
试验之前,应在25±10℃下测量试品在标称放电电流下的残压值,然后试品应连续耐受20次波形为8/20μs、幅值为避雷器标称放电电流(偏差±5%)的冲击。施加冲击时,试品应施加试
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品的持续运行电压。施加的20次冲击分为4组,每组5次。两次冲击间的间隔时间为50~60s,两组间的间隔时间为25~30min。两组间试品无需施加电压。冲击电流的极性应与工频半波的极性相同,并且冲击电流应在工频电压峰值前相位角60°±1.5°以内施加。
标称放电电流冲击试验可在电阻片上进行,先将电阻片置于敞开的空气中,其静止空气温度为25±10℃;然后置于本标准5.10.3.2条规定的试品中。之后对试品作两次波形为4/10μs的大电流冲击试验,两次之间应使试品冷却到室温。冲击电流的峰值应为表12规定值的90%~110%,在第二次大电流冲击之后,试品贮存,预备操作过电压动作负载试验使用。
操作过电压动作负载试验时,试品的温度应为60±3℃。试品应承受表15规定的两次长持续时间电流冲击试验,两次冲击之间的间隔时间为50~60s。大电流冲击和长持续时间电流冲击的极性与波形为8/20μs冲击电流的极性相同。在第二次长持续时间电流冲击试验之后,试品与长持续时间电流冲击试验回路断开,并应在冲击后100ms之内对两只试品施加相应的额定电压UR持续10s,然后降到升高的持续运行电压持续30min,以证实试品的热稳定或热崩溃。
注:为了模拟实际系统条件,施加每二次长持续时间电流冲击时,试品应施加电压UR,此问题正在考虑中。
在第二次长持续时间电流冲击试验时,应记录试品的电压和通过试品的电流。第二次操作期间,试品耗散的能量应根据电压和电流示波图来决定。该能量值应在型式试验报告中给出。在施加工频电压期间,应连续记录电压和电流。 在施加工频电压期间,应监视电阻片的温度或阻性电流分量(或功率损耗),以证明热稳定或热崩溃。
试验结束后,待试品冷却到25±10℃,重复残压试验,试验前后其同极性标称放电电流(试验前后的电流值偏差应小于3%)下的残压变化应不大于5%,检查试品应无闪络、击穿、损坏等现象,则认为避雷器通过此项试验。
In—标称放电电流
5.10.6动作负载热稳定性评价
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如果对各种类型避雷器在图2和图3中所示程序中,至少在施加电压的30min最后部分期间,当阻性电流分量(或功率损耗)或温度呈稳定或平稳降低,则认为耐受动作负载试验的避雷器比例单元是热稳定的,并认为通过此项试验。
阻性电流分量与施加电压的稳定性和环境温度的变化有显著影响。因此,在某些情况下,在施加30min后,判断避雷器是否热稳定是不甚明确的。如果出现这种情况,施加电压的时间应延长直到明确证实阻性电流分量(或功率损耗)或温度呈稳定或平稳降低。如果在施加电压3h后,阻性电流分量(或功率损耗)或温度尚无明显增加趋势,则认为是稳定的。 5.11 工频电压耐受时间特性试验
本试验应在比例单元上进行。试品的要求应符合本标准 对中性点有效接地系统用避雷器和电气化铁道避雷器应分别在0.1s,1s,30s,20min四个时间点上进行工频耐受试验,每只试品作一次工频耐受试验。
对中性点非有效接地系统用避雷器及中性点避雷器,每只试品应按本标准5.11条的规定在规定的时间内进行一次工频耐受试验。
在施加工频电压期间,电源电压的变化不得大于1%,试验后,重测标称电流下残压并检查试品,应无闪络、击穿、损坏等现象。
5.11.1 验证避雷器工频电压耐受时间特性的程序 如供需双方同意验证工频电压与时间曲线,可使用在附录C中叙述的程序。
5.12 避雷器瓷套的绝缘耐受试验
本试验应在干、湿状态下进行,并要尽可能按实际运行情况安装。
试验时,避雷器瓷套的外表面应清洁,避雷器内部电阻片及其他元件应除去。具体试验要求及方法,应符合GB 311.1~311.3中的规定。
5.13 压力释放试验
本条适用于绝缘瓷套密封并装有压力释放装置的避雷器。对于其他型式的避雷器,象用于封闭式组合电器(GIS)的避雷器,
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试验应经供需双方协商。 5.13.1 总则
当避雷器装有压力释放装置时,应按本条试验。做试验是为了表明,避雷器故障不会引起瓷套爆破。每次试验要在用新瓷套组装的试品上进行。一只试品在大电流下试验,另一只试品在小电流下试验。
为了触发电流在避雷器试品内部流通,全部电阻片用熔丝旁路,熔丝将在试验电流开始后在第一相位角为30°以内熔断。旁路电阻片的熔丝应沿着并紧贴电阻片表面。
按照制造厂推荐的方法,模拟实际安装条件安装试品。上端与另一元件端部结构或端盖相接,两者取较能限制压力释放的那一种。底座的底平面应与一个近似圆形围栏顶部在同一水平面上,围栏至少30cm高,围绕试品且与之同心。围栏直径等于试品直径加两倍试品高度,但最小直径为1.8m。如试品保持完整无损,或者是非爆炸性破裂,且全部零件都落在圆型围栏之内,则认为试品通过了试验。
试验电源的频率不低于48 Hz,不高于62 Hz。 5.13.2 大电流压力释放试验
试品应为同类型避雷器设计中最长的元件,如能满足下列要求,则应认为同一设计所有额定电压避雷器均符合本试验要求。 a.该结构把串联和并联的非线性电阻片组装在元件内与元件的额定电压成比例。凡避雷器设计是避雷器每个元件中含有不同比例和数量的电阻片串联时,试验程序须经供需双方协商; b.避雷器每个元件使用截面尺寸相同的瓷套。如避雷器由瓷套设计结构不同的元件组成,即底元件尺寸较大时,应试验每种设计中最长的元件。
电源的短路容量应足够大,以便当避雷器用阻抗可以忽略不计的连杆短路时,电源的交流分量有效值在0.2s不降到规定值的75%以下。试验回路的短路功率因数应不高于0.1(X/R=10或以上)。
试验应在单相回路上进行,空载电压尽可能为避雷器额定电压的77%~100%范围内。试验站可能没有足够的功率,能在77%额定电压下来试验所有的高压避雷器,因此,在下面第6.13.2.1
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条和6.13.2.2条中,给出进行大电流压力释放试验的两种代替程序。
注:77%电压相应于施加避雷器的额定电压为系统线电压75%(即位于接地故障因数为1.3的地点)的系统相电压。对于接地故障因数为1.39或1.73的地点,相电压分别为避雷器额定值的72%或58%。试验应表明符合表13所示的一个压力释放要求。试品试验时,试验电流至少应通流0.2s,虽然对于测量预期电流及调整回路来说,试验时间再短一些更合适。
5.13.2.1 空载电压等于或大于77%额定电压的大电流试验 首先测量预期电流,试验方法是将避雷器用阻抗可忽略不计的固体连杆旁路。回路参数和开关合闸时间整定为使电流交流分量有效值等于或超过表13给出的额定压力释放电流,且第一个主波峰值至少为电流交流分量有效值的2.5倍。试验时电流的第一波必须为主波。
然后去掉固体连杆,并用相同的回路参数和合闸时间对避雷器试品进行试验。
避雷器内部限弧电阻将降低电流的交流分量和峰值。这一点不使试验无效,因为试验至少是用正常运行电压进行的,且对试验电流的影响与运行中发生故障的情况是相同的。试验时故障电流为避雷器用阻抗可忽略不计的连杆旁路时测得的预期电流交5.13.2.2 空载电压低于77%额定电压下大电流试验
当试验所用试验回路大大低于试品额定电压的77%时,内部电弧的电阻与试验回路阻抗相比高得不成比例,以致电流的交流分量和峰值不能再认为是避雷器的预期电流值。因此,当避雷器在低于避雷器额定电压时,避雷器试验电流的第一主波峰值至少应为电流交流分量有效值的1.7倍,并且交流分量的有效值至少应等于从表13所选预期电流的有效值。避雷器试验电流第一波必须是主波。
用阻抗可忽略不计的连杆旁路避雷器作预备试验并不是主要的,但在选用试验回路参数时,由于内部电弧电阻随电弧长度和电弧在避雷器瓷套内受到限制而改变的影响应留有裕度,这就需要增加预期电流,特别是当试验回路的电压显著地低于避雷器额定电压的77%时。
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5.13.3 小电流压力释放试验
避雷器试品可以是所考虑的设计的任何额定值,并且本试验应证明相同设计的所有额定值避雷器均能合格。
试验回路空载电压为试品额定电压的77%~100%之间,回路参数应调整到使能产生800A有效值(±10%)的电流通过试品,电流是在电流开始流通后约0.1s时测得的。电流至少需流通到排气发生为止,且在试验时电流的降低值不应超过起始测量值的10%。
注:假若避雷器在试验时没有排气,在接近避雷器去释放内部压力前应当小心,因为内部压力即使在冷却时可能还很高。 5.14 避雷器脱离器试验 5.14.1 总则
试验应在装有脱离器的避雷器上进行。假若当避雷器处于正常安装位置、脱离器不会受到避雷器发热的影响时,可在单独的脱离器上进行。
试品安装须符合制造厂推荐。连接线须采用推荐中最大的线径和强度以及推荐中最短的长度。如无正式推荐,导线应为硬拉裸铜线,直径约为5mm,长约30cm,布置得使脱离器在动作时能自由运动。
5.14.2 方波电流和动作负载耐受试验 若脱离器与避雷器构成一体时,此项试验可在避雷器试验时同时试验。如脱离器设计成附属于避雷器或作为附件插入导线或地线中,试验可分开进行或与避雷器试品联合进行。脱离器对下述每种试验应能耐受而不发生动作,每项不同试验使用3只新试品:
a.动作负载试验
本试验应按本标准6.10.4条进行,脱离器试品与避雷器试品串联,避雷器试品的参考电流是设计使用脱离器的各种避雷器中的最高者。
b.方波电流耐受试验
本试验须按本标准6.6.2条进行,电流峰值和持续时间相应于设计使用脱离
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器的避雷器的最高等级(参见表10)。
5.14.3 安秒曲线试验
安秒曲线数据应取自通过脱离器试品(带或不带避雷器,如本标准6.14.1条
所要求)的3个不同的对称起始电流值,即20A,200A及800A有效值(±10%)。
对于受到相连避雷器内部发热影响的脱离器试验,必须将避雷器中的电阻片用直径为0.08~0.13 mm的裸铜线旁路,以便启动内部电弧。
对于不受相连避雷器动作影响的脱离器试验,如避雷器安装脱离器,则应将其电阻片用尺寸足够大的导线并联或代替,以保证在试验时导线不会熔断。
试验电压可以是任何适当数值,只要足以保持足够的电流以电弧形式沿避雷电阻片流通,并且足以引起保持脱离器以动作的任何间隙闪弧。试验电压不得过设计带有脱离器的避雷器最低额定电压值。
试验回路的参数应首先用阻抗可忽略不计的导线将试品短路,以产生所需的电流。合闸开关应整定有电压值几个电气角度内接通回路,以拆除。
电流流通应保持在要求的数值,直到脱离器发生动作为止。对3种电流数值中的每一种,至少应试验5只新试品。 对所有被试试品,应以流过试品的电流有效值和脱离器第一次移动时间绘制曲线。脱离器安秒曲线为通过代表最大持续时间的各点所绘光滑曲线。
对于动作时延相当长的脱离器,作安秒特性试验应控制电流流经试品的时间,以确定3种电流水平的每一种的最小持续时间,这些电流水平能使脱离器成功地动作。对安秒曲线所采用的点,在5次试验中脱离器必须5次成功地动作,如有1次不成功,则在同一电流水平和持续时间下补作5次试验,必须动作成功。 5.14.4 脱离器性能评价
必须清楚地由装置证明有效和永久的脱离。如果对此有疑问,则施加等于1.2倍设计采用脱离器的最高避雷器额定电压的
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工频电压1min,应没有超过1mA交流有效值的电流流过。 5.15 机械负荷试验
试验时,将避雷器按实际情况安装,对其顶端施加与避雷器轴线垂直的负荷。避雷器应能承受住顶端最大允许水平拉力与风压力折算到顶端的集中作用力之和的2.5倍的负荷而不破坏。具体试验方法应符合GB 775.3的规定。
如果避雷器是由若干元件组成,此试验允许在元件上进行,但必须与整只避雷器等价。 5.16 密封性能试验
本试验采用氦质谱检漏仪检验密封。避雷器的漏气率要求小于6.65³10-3Pa²L/s。如果条件不具备时,允许用其他有效方法进行此项试验。 5.17 人工污秽试验 见附录H。
5.18 多柱避雷器电流分布试验
每一组并联的电阻片柱应进行该项试验,将标称放电电流和操作冲击电流通过一组并联的电阻片柱,测量通过每柱的电流值,每柱的电流值不得高于制造厂规定的上限。
出厂试验时,测量每柱的平均参考电流值下的参考电压值(直流或交流)和平均标称放电电流值下的残压值。各柱平均参考电流值下的参考电压的偏差不得大于规定值的±1%,平均标称放电电流值下的残压的偏差由制造厂自行规定。 六 检验规则 6.1检验
避雷器的检验分为出厂试验、抽样试验、型式试验、定期试验和验收试验5种,其试验方法应符合本标准的规定。试品应是清洁的、新的、装配完整的,并尽可能按实际运行情况安装布置。如安装均压环等。 6.2 总则
避雷器应由制造厂技术检查部门进行检验验收,制造厂应保证全部交货的避雷器符合本标准的要求,用户有权按本标准规定对避雷器进行检验。 6.3 出厂试验
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出厂的每只避雷器(或电阻片)按表16的规定进行检查。如果避雷器(或电阻片)有不满足表16中所规定的任何一项要求时,则此避雷器认为不合格。
表16 避雷器出厂试验项目 序 号 1 2 3 4 5 6 7 试 验 名 称 持续电流试验 标称放电电流残压试验 工频参考电压试验 直流参考电压试验 密封性能试验 局部放电试验 多柱避雷器电流分布试验 5.15条 6.18条 5.4条 5.7条 5.14条 5.6条 5.13条 6.4条 6.7条 6.8条 所有电阻片 避雷器或元件 避雷器或元件 试验依据 5.9条 试验方法 6.3条 试 品 避雷器或元件 6.16条 避雷器或元件 6.9条 避雷器或元件 每组并联的电阻片柱 注:额定电压69 kV及以下避雷器,第3项试验可不作。 6.4 抽样试验
抽样试验主要对电阻片进行,应按批次抽取试品。试验项目及试品数量见表17。
表17 抽样(抽查)试验项目 序 号 1 试 验 名 称 方波电流冲击耐受试验 5.5条 试验依据 样 品 数 量 1.5%(不少于5片) 试验方法 6.6.2条 武汉华能阳光电气有限公司 大电流冲击耐受2 试验 加速老化试验 5.5条 1.5%(不少于5片) 3只试品 6.5条 6.10.2条 3 5.10条 注:①制造厂应每半年对电阻片进行一次加速老化试验。 ②加速老化试验中的KcT值应不大于型式试验中加速老化试验所得的KcT值。若大于时,应重作动作负载试验。 ③多柱避雷器作方波冲击耐受试验时,其每片电阻片的方波电流值应考虑电流分布不均匀程度。
④制造厂每半年到一年内应对电阻片进行一次大电流冲击电流耐受试验。 6.5 型式试验
新产品试制定型时,必须进行全部型式试验。型式试验通过后,无需重作。试验应按表18规定进行。在设计或工艺有所变更对产品性能有影响时,必须对有关试验项目进行试验。
表18 避雷器型式试验项目
试验要求 序 号 试验项目名称 试验依据 试验方法 试 品 数 量 20 kA 电站 避雷器 额定电压288 kV1 持续电流试验 5.9条 6.3条 及以上避雷器1只,其余3只 要求 武汉华能阳光电气有限公司 残压试验 a.陡波冲击残压试验 2 b.雷电冲击残压试验 c.操作冲击残 压试验 长持续时间电流耐受试验 3 a.线路放电试验 b.方波电流冲击耐受试验 工频电压耐受4 时间特性试验 工频参考电压5 试验 动作负载试验 6 a.加速老化试5.11条 5.5条 5.5条 5.4条 5.4条 5.4条 6.4.1条 6.4.2条 6.4.3条 6.6.3条 6.6.2条 3只避雷器(或比例单元) 要求 要求 要求 3只比例单元 3只避雷器或比例单元 要求 — 每点1只比例单6.11条 元要求 额定电压288 kV 5.7条 6.7条 及以上避雷器1 只,其余3只 5.10 要求 要求 6.10.23只避雷器或比武汉华能阳光电气有限公司 验 b.雷电冲击动作负载试验 c.操作冲击 动作负载试验 条 5.10条 5.10条 条 例单元 — 要求 6.10.43只避雷器或比条 例单元 6.10.53只避雷器或比条 例单元 额定电压288 kV7 密封试验 5.6条 6.16条 及以上避雷器1只,其余3只 41 kV及以上1要求 瓷套绝缘耐受8 试验 5.12条 只瓷套 6.12条 41 kV以下3只瓷套 要求 压力释放试验 a.大电流压力9 释放试验 5.8条 6.13.2 条 1只试品 要求 要求 b.小电流压力5.8条 6.13.31只试品 释放试验 条 41 kV及以上110 机械负荷试验 5.3条 6.15条 只试品 41 kV以下3只试要求 武汉华能阳光电气有限公司 品 额定电压288 kV直流参考电压11 试验 5.14条 及以上避雷 6.8条 器1只,其余3只 无线电干扰电12 压和局部放电试验 13 人工污秽试验 多柱避雷器电14 流分布试验 避雷器脱离器15 试验 5.13条 5.16条 5.15条 5.17条 6.9条 1只试品要求 要求 6.17条 1只试品 每组并联的阀片6.18条 柱 6.14条 续表 试 验 要 求 并联电气配 发电电动10 kA电站 避雷器 5 kA电站 避雷器 补偿 电容器 化 电 铁 避雷避雷避雷道 器 器 器 雷器 器 避雷避雷机 机 避避雷压 点 低 中性武汉华能阳光电气有限公司 器 要求 要求 器 要要求 — 要求 要求 要求 要求 要求 要求 求 — 要要求 要求 要求 要求 要求 要求 100、200 — 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 — 100、200kV 及其以上避雷 器要求 — kV 避雷器要求 126、100 kV 以下避雷器要求 — — — — — 要求 要求 要求 要求 要求 — 要求 — 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 — 要要求 要求 要求 要求 要求 求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要武汉华能阳光电气有限公司 — 要求 中性点非有效接 地系统用避雷器 要求 中性点有效接地 系统用避雷器要求 要求 要求 要求 要求 要求 求 要求 正在考虑中 — — — — 要求 — — 要要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 求 要要求 要求 要求 要求 额定电要求 要求 要求 要求 要求 额定 — — — 求 要求 额定电 压要求 压42 kV电压 要求 — 及 42 kV 要求 武汉华能阳光电气有限公司 以上避雷器要求 及以上避雷器要求 42kV 及以上 避雷器 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 — 要要求 要求 要求 要求 要求 求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 要求 — 重污秽地区用产品要求 由多柱电阻片组成的避雷器要求 避雷器带有脱离器时要求 6.6 定期试验
为了监视产品质量,对于生产的产品必须三年作一次定期试验,长期停产后恢复生产时应作定期试验。定期试验是从正常生产的产品中抽取3只,按表19进行。
表19 定期试验项目 序 号 1 试验项目名称 试验依据 5.4条 试验方法 6.4条 试验数量 3只避雷器或 比例单元 备 注 残压试验 武汉华能阳光电气有限公司 长持续时间电流耐受试验 a.线路放电试2 验 b.方波冲击电流试验 5.5条 6.6.3条 3只避雷器或比例单元 126 kV及100 kV以下避雷器 100、200 3只比例单元 kV及其以上避雷器 126、100 kV以 下避雷器 100、200 c.操作冲击动作负载试验 5.10条 6.10.4条 3只比例单元 kV及其 以上避雷器 4 工频电压耐受5.116.11条 比例单元 5.5条 6.6.3条 100、200 3只比例单元 kV及其以上避雷器 动作负载试验 5.5条 5.10条 5.10条 6.6.3条 a.加速老化试验 3 b.雷电冲击动作负载试验 6.10.23只避雷器或条 比例单元 6.10.33只避雷器或条 比例单元 武汉华能阳光电气有限公司 时间特性试验 条 6.7 验收试验
当订货者在订货协议中规定有验收试验时,则应按供货避雷器数量抽取大于立方根的最小整数进行下列试验:
a.外观检查:检查外观、铭牌及其附件有无缺少或损坏; b.按照本标准6.3条的规定,在工频持续运行电压下,测量通过避雷器(或元件)的全电流和阻性电流;
c.按照本标准6.7条和6.8条的规定,对整只避雷器施加工频或直流电压,测量避雷器的工频或直流参考电压值; d.按照本标准6.4.2条进行避雷器的残压试验; e.按照本标准6.9条进行避雷器的局部放电试验; f.按照本标准6.16条进行密封试验。 七 标志、包装、运输、保管及保修期 7.1 标志
在避雷器铭牌上应清晰地标明: a.避雷器名称及型号; b.避雷器额定电压; c.避雷器直流1 mA电压(仅对中性点非有效接地系统用避雷器);
d.避雷器持续运行电压; e.制造厂名称及商标;
f.制造年份及生产产品编号。 7.2 包装
避雷器的包装必须保证在运输中不因包装不良而使产品损坏。在包装箱上应注明:
a.产品名称、型号及制造厂名;
b.发货单位、收货单位及详细地址; c.产品净重、毛重、体积等; d.“小心轻放”、“向上”、“易碎”字样和标记,字样和标记还应符合GB191的要求。 7.3 随产品提供的技术文件 a.包装清单;
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b.产品出厂合格证明书(额定电压42kV及以上的避雷器应提供出厂试验数据);
c.安装、使用说明书(每组避雷器附1份)。 7.4 运输和保管
产品运输、装卸和保管应遵守8.2d条的要求。如产品对运输、装卸和保管有其他特殊要求时,制造厂应在包装箱上明确标志。
7.5 保修期
在用户遵守制造厂规定的运输、保管和使用规则的条件下,从制造厂发货日期起,在两年内产品因质量不良而发生损坏或不能正常运行时,制造厂应无偿地为用户修理或更换。
附录 异常使用条件 (补 充 件)
1 下述各条是典型的非正常运行条件,在避雷器制造和使用时需特殊考虑,并应引起制造厂和使用者的注意。 a.避雷器带电冲洗;
b.粉尘、煤气或烟气的爆炸性混合物;
c.因烟气、灰尘、盐雾或其他导电物质引起严重污染; d.异常机械条件(烈度7度以上的地震、振动、最大风速超过35m/s、覆冰厚度超过2 cm等);
e.额定频率低于48 Hz或高于62 Hz; f.热源靠近避雷器;
h.用于六氟化硫气体或油中; g.其他。
k.避雷器带电冲洗;
l.粉尘、煤气或烟气的爆炸性混合物; m.避雷器带电冲洗;
n.粉尘、煤气或烟气的爆炸性混合物;
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