GBZ 24845-2009 1000kV 交流系统用无间隙金属氧化物避雷器技术规范.pdf
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1、ICS 29.240.10K 44组昌中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z 24845-20091 000kV交流系统用无间隙金属氧化物避雷器技术规范Specification of metal-oxide surge arresters without gaps for 1 000 kV AC system中华人民共和国国家质量监督检验检茂总局中国国家标准化管理委员会2010-05-01实施发布GB/Z 24845-2009目次前言.I引言.IT1范围2规范性引用文件3术语和定义4标志和分级-5标准额定值46避雷器运行条件47技术要求48试验程序.9测试设备和试品910型式试验(设
2、计试验).11例行试验和验收试验1112定期试验MU抽样试验UM气体绝缘金属封闭无间隙金属氧化物避雷器CGIS-避雷器1315铭牌、包装、运输及保管四附录AC资料性附录)推荐的电压分布试验方法20参考文献. 22GB/Z 24845-2009目U吕本指导性技术文件的附录A为资料性附录。本指导性技术文件由中国电力企业联合会提出。本指导性技术文件由中国电力企业联合会归口。本指导性技术文件由特高压交流输电标准化技术工作委员会、国网电力科学研究院负责解释。本指导性技术文件负责起草单位:国家电网公司、国网电力科学研究院。本指导性技术文件参加起草单位:西安电瓷研究所有限公司、中国电力科学研究院、西安交通大
3、学、抚顺电瓷制造有限公司、廊坊电科院东芝避雷器有限公司。本指导性技术文件主要起草人:王保山、陈维江、王维洲、孙岗、朱斌、张翠霞、王晓刚、郭洁、汤霖、王森、熊易、刘洪涛、叶立茂、车文俊。IGB/Z 24845-2009sl本指导性技术文件力求采用lEC60099-4:2006,其术语及定义,试验方法,检验规则等技术内容尽量与lEC60099-4: 2006 , GB11032-2000及BIT7617-1994等标准保持一致。本指导性技术文件提出的技术性能参数系基于有关1000kV电压等级的科研结论及参考国内外超高压设备的现有设计运行经验,在国家电网公司晋东南一南阳一荆门特高压交流输变电工程10
4、00kV氧化钵避雷器技术规范基础上编制,并经厂家产品型式试验实测数据和试运行结果确认。HGB/Z 24845-20091 000kV交流系统用无间隙金属氧化物避雷器技术规范1范围本指导性技术文件涉及1000kV交流系统用无间隙金属氧化物避雷器的运行条件、技术要求、试验程序、测试设备、试验(型式、例行、验收、定期、抽样)和包装运输等诸方面内容。本指导性技术文件适用于为限制1000kV交流系统过电压而设计的资套元间隙金属氧化物避雷器和GIS用罐式避雷器(以下简称避雷器)。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本指导性技术文件的引用而成为本指导性技术文件的条款,凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单
5、(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本指导性技术文件,然而,鼓励根据本指导性技术文件达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本指导性技术文件。GB/T 191储运图示标志CGB/T191-2008, ISO 780:1997 , MOD)GB 3906 3.6 kV40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备CGB3906一2006,IEC 62271200: 2003 ,MOD)GB/T7674一2008额定电压72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备(lEC62271-203:2003 ,MOD)GB/T 8905六氟化硫电气设备中气体管理
6、和检测导则CGB/T89051996,n巳qIEC 60480:1974)GB 11032-2000交流元间隙金属氧化物避雷器CeqvlEC 60099-4:1991)GB/T 12022工业六氟化硫CGB/T 12022-2006 , IEC 376: 1971; IEC376儿1973;IEC 376B:1974 , MOD)GB/T 13540高压开关设备抗地震性能试验GB/T 16434高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准GB/T 16927. 1高电压试验技术第1部分:一般试验要求CGB/T16927.1-1997 , eqvlEC 60060-1: 1989)G
7、B 50150-2006电气装置安装工程电气设备交接试验标准JB/T 10492交流元间隙金属氧化物避雷器用监测器IEC 60099-4: 2006 Metal-oxide surge arresters without gaps for a. c. systemsIEC 60721-3-2 Classification of environmental conditionsIEC 60815 Selection and dimensioning of high-voltage insulators intended for use in pollutedconditions3术语和定义GB1
8、1032-2000、GB7674-2008中所确立的及下列术语和定义适用于本指导性技术文件。3. 1外套及伞裙housing and sheds3. 1. 1外套housing避雷器的外部绝缘部件,应提供必需的爬电距离并保护内部部件不受环境影响。注:外套可由几个部件组成,用以提供机械强度并保护内部部件不受环境影响。GB/Z 24845-20093.1.2伞悟shed外套伸出的绝缘部分,用以增加爬电距离。3.2瓷套避雷器porcelain-housed surge arrester用瓷做外套材料,并带有附件及密封系统的避雷器。3.3弯矩bending moment械损伤的最大非线性金属氧化物电阻
9、片(串并联)窍嚼;ft合属外在民-f句鄂没有任何串联或并联放电间隙,并以气体(如六氟化硫)作为绝缘介质所组成的避雷器,本指导性技术文件中涉及的均为单相GIS避雷器。注1:气体压力通常超过lOSPa(lbar)。注2:该避雷器用于气体绝缘开关装置。3. 11芯体core由非线性金属氧化物电阻片(串并联组成,并用绝缘材料、支撑结构等零部件加以固定的组件。3.12避雷器工频荷电率power-frequency voltage loading factor of MOA避雷器工频荷电率(平)=避雷器电压分布不均匀系数工频持续运行电压/工频参考电压。GB/Z 24845-20093. 13绝缘气体的额定
10、密度D,(或额定压力p,) rated density ofinst巾tinggas D, (rated pressure ofinsulating gas P ,)由制造厂规定的,在投运前或补气后充入避雷器内的绝缘气体的密度D,.(或压力P,.),并折算到标准大气条件(+20C , 101. 3kPa)下。可以用相对压力或绝对压力表示。避雷器应在绝缘气体的额定密度下运行。3. 14绝缘气体的最小运行密度D酣(或最低运行压力Pme) the minimum functional density of insulatinggas Dme(the minimum functional pressu
11、re of insulating gas Pme)由制造厂规定,折算到标准大气条件(+20C , 101. 3kPa)下的绝缘气体的最小运行密度Dme(或最低运行压力Pme)。可以用相对压力或绝对压力表示。绝缘气体低于此密度,避雷器的额定值将不能保证。因此需要及时补气。3. 15绝对漏气率absolute seal leak rateF单位时间内气体的漏失量,以PaL/s表示。3.16允许漏气率permissible seal leak rateFp制造厂规定的最大允许绝对漏气率。3. 17相对漏气率relative seal leak rateFm在额定充气压力的系统中,相对于气体总量的绝对
12、漏气率。以每年或每天的百分率表示。4标志和分级4. 1避雷器标志金属氧化物避雷器应以下述最少资料永久地标志在避雷器的铭牌上:一一持续运行电压;一一额定电压;一一额定频率;一一标称放电电流;直流参考电压;一一一以千安(kA)表示的额定短路耐受电流;一一制造厂名或商标、型号和标志;一一避雷器元件装配位置标志;一一制造年月;一一出厂编号。注:如果铭牌的空间足够,还应包含:一一一线路放电等级z外套耐污秽水平(见GB/T16434)。4.2避雷器分级避雷器按其标称放电电流分类。本指导性技术文件涉及的避雷器标称放电电流为20kA,其线路放电等级为第5级或第6级。GB/Z 24845-20095标准额定值5
13、. 1标准额定电压本指导性技术文件涉及的避雷器的额定电压为828kV(有效值)。注:其他额定电压值正在考虑中。5.2标准额定频率本指导性技术文件涉及的避雷器的额定频率为50Hz。5.3标称放电电流本指导性技术文件涉及的避雷器的6避雷器运行条件b)d)1飞J飞/f-gh、,、,、,1Dje-G7技术要求7.1避雷器制造要求避雷器应满足本指导性技术文件的要求,并应按照规定程序批准的图样和文件进行制造。7.2主要技术参数避雷器的基本技术参数应满足表l的规定。GB/Z 24845-2009表1避雷器主要技术参数项别避雷器主要参数系统标称电压有效值)/kV1 000避雷器标称放电电流(峰值)/kA20避
14、雷器额定电压(有效值)/kV828避雷器持续运行电压(有效值)/kV638陡波冲击残压峰值)/kV骂王1782雷电冲击残压(峰值)/kV运二16202kA操作冲击残压(峰值)/kV1460直流参考电压/kV二主1114O.75倍直流参考电压下的漏电流/A100工频参考电流(峰值)b/mA24工频参考电压(峰值/,2)/kV二三828阻性电流(基波峰值)/mA主3持续电流全电流(有效值)/mA主二202ms方波耐受电流/A8000大电流冲击耐受电流值/kA100/每柱线路放电等级5或6并联柱数4柱间咆流分布不均匀系数主1.10绝缘底座绝缘电阻/M,Q,二三2000a对于典型的4柱并联结构而言,直
15、流参考电流通常为8rnA.、吨,b对于典型的4柱并联结构而言,工频参考电流通常为24rnA.c4柱并联结构是经过验证的典型的结构,只要所有性能可以满足要求,其他柱数也是允许的。7.3技术要求7.3. 1避雷器外套的绝缘性能避雷器内部绝缘件和避雷器瓷套的绝缘耐受电压值应满足表2规定:表2绝缘试验电压值单位为千伏额定雷电冲击耐受电臣(峰值)2400额定操作冲击耐受电压(峰值)1 800额定短时1min工频耐受电压(有效值)1 1007.3.2参考电压7.3.2. 1避雷器的工频参考电压避雷器的工频参考电流以及最小工频参考电压应满足表1规定,并应在制造厂的资料中公布。7.3.2.2避雷器的直流参考电
16、压避雷器的直流参考电流以及直流参考电压应满足表l规定,应在表1规定的参考电流下测量。在例行试验中,应规定选用的参考电流下的避雷器最小参考电压值和最大参考电压值,并应在制造厂的资料中公布。GB/Z 24845-20097.3.3避雷器的持续电流应满足表1规定。7.3.40.75倍直流参考电压下漏电流应满足表1规定。7.3.5残压测量残压的目的是为了获得各种规定的电流和波形下某种给定设计的最大残压。这些残压可从型式试验数据中得到,也可从制造厂规定的和公布的例行试验用的雷电冲击电流下的最大残压中得到。对于任何电流和波形,避雷器的最大残压可从型式试验时被试的比例单元的残压乘以比例系数算出。比例系数等于
17、公布的最大残压(例行试验时已被检验)与在同样电流和波形下比例单元所测残压之比。避雷器在陡波、雷电、操作冲击电流下残压值应满足表1的规定。7.3.6内部局部放电避雷器在1.05倍持续运行电压下的局部放电量不应大于10pC。7.3.7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。避雷器的密封泄漏率不应大于6.65X1。一5Pa L/s。7.3.8多柱避雷器的电流分布制造厂应规定多柱避雷器中单柱的最大电流值。电流分布最大不均匀系数不应大于1.10 07.3.9避雷器的热稳定性经供需双方协商,可按GB11032-2000中9.2.2进行特殊的热稳定试验
18、,在施加工频电压之前应施加两次线路放电,对于5级线路放电而言,两次线路放电避雷器预注入的总能量(按整只避雷器折算)不应小于20M,对于6级线路放电而言,两次线路放电避雷器预注入的总能量(按整只避雷器折算)不应小于40M。注:如因试验设备条件限制无法产生6级线路放电,可以用能量相同的方波冲击电流代替。7.3.10长持续时间电流冲击耐受型式试验时,避雷器比例单元应按表l规定分别通过线路放电试验和方波冲击电流耐受试验以验证避雷器长持续时间电流耐受能力。抽样试验时,避雷器电阻片应按表1规定通过方波冲击电流耐受试验。试验后观察试品,电阻片应元击穿、闪络、破碎或其他明显损伤的现象。长持续电流试验前后残压变
19、化不应大于5%。7.3. 11大电流冲击耐受大电流冲击耐受用于抽样试验,操作冲击动作负载试验的预备性试验、工频电压耐受时间特性试验和避雷器热稳定试验。大电流冲击耐受电流值(峰值)为每柱100kA。7.3.12避雷器电压分布不均匀系数和轴向最大工频荷电率要求避雷器应设计有均压结构,其避雷器电压分布不均匀系数不应大于1.15,电压分布不均匀系数计算结果应通过实测的方法确认。沿避雷器轴向最大工频荷电率不应大于0.90。7.3.13操作冲击动作负载避雷器应能耐受GB11032-2000规定程序的操作冲击动作负载试验(见GB11032-2000中8.6)所示的各种负载考核,这些负载不应引起损坏或热崩溃。
20、在施加工频电压之前应施加两次线路放电,当施加5级线路放电时其预注入的能量(按整只避雷器折算不应小于20M,当施加6级线路放电时其预注入的能量(按整只避雷器折算不应小于40M。若试品达到热稳定,且试验前后残压变化不大于5%,以及试验后检查电阻片无击穿、闪络或破损的现象,则避雷器通过试验。GB/Z 24845-20097.3. 14避雷器工频电压耐受时间特性制造厂应提供避雷器在预热到60C并分别经受两次线路放电等级能量负载后,允许施加在避雷器上工频电压的持续时间及相应的工频电压值,而不发生损坏或热崩溃的数据。提出的资料应至少包括两次线路放电等级能量后1.2U,、1.15U,、1.IOU,、1.OU
21、,下的耐受时间,工频电压耐受时间特性曲线应至少包括0.1s20min范围且不少于4个试验点。两次5级线路放电预注入的能量(按整只避雷器折算)不应小于20MJ。两次6级线路放电预注人的能量(按整只避雷器折算)不应小于40MJ。工频电压耐受时间特性应按GB11032一2000附录D程序进行验证。7.3.15短路电流试验避雷器应设有压力释放装置,且能将故障电弧转移至瓷套外表面以外,防止瓷套爆炸损坏邻近设备。短路电流试验包括额定短路电流(大电流)试验、减小的大电流短路电流试验、小电流短路电流试验。额定短路电流试验值为50kA , 0.2s;减小的大电流短路电流试验值为25kA , 0.2s和12kA,
22、0.2s;小电流短路电流试验值为800A , 1. 0s或直至排气为止。7.3.16机械负载7.3.16.1端子板允许导线张力制造厂应该规定与安装及运行相关的最大允许端部机械负载,如弯曲及拉伸负荷。避雷器应能耐受制造厂宣称的机械负荷值。制造厂应提供避雷器机械强度及端子板机械强度计算报告,并应进行试验验证。每台避雷器应有平面接线端子板以连接管型导线。端子板上的允许导线张力不应低于下列数值:水平纵向力:4000 N水平横向力:4 000 N垂直方向力:5 500 N封闭在包装箱中的避雷器应该耐受用户按照IEC60721-3-2规定的运输负荷,但不少于2Ml级。注:应该考虑施加在避雷器上的动态负荷,
23、例如可能影响设备的风力,覆冰,地震力及电磁力。7.3.16.2作用于避雷器风压力作用于避雷器上的风压力巳应按式(1)计算:F.-卫id9.8. .,. ., ( 1 ) 16式中zF2一一作用于避雷器上的风压力,N;vo-一一最大风速,m/s;S避雷器的迎风面积(应考虑表面覆冰厚度20mm) , m2;空气动力系数,它依风速大小而定。当u。运35m/s时,=0.807.3.16.3抗震要求制造厂应通过计算和试验,提供避雷器可承受的地震加速度能力。耐地震烈度8度的地震负荷:地面最大水平加速度:3m/s2;一一地面最大垂直加速度:1. 5m/s2。如果经供需双方达成协议,要进行抗震试验,则应按GB
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