Q GDW 1311-2014 1000kV交流线路金具电晕及无线电干扰试验方法及编制说明.pdf

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1、 ICS 29.240 备案号 Q/GDW 国家电网公司企业标准 Q/GDW 13112014 代替 Q/GDW 311-2009 1000kV 交流输电线路金具电晕及无线电干扰试验方法 Corona and RIV test methods for fittings of 1000kV AC transmission line 2014 - 10 - 15 发布 2014 - 10 - 15 实施国家电网公司 发布Q/GDW 13112014 I 目 次 前言 . . II 1 范围 . . 1 2 规范性引用文件 1 3 术语与定义 1 4 电晕试验方法 . . 2 5 无线电干 扰试验方

2、法 5 6 判定准则 . . 6 7 试验报告 . . 6 附录 A（规范 性附录） 无线电干扰的试验回路 7 附录 B（资料 性附录） 紫外成像仪的使用方法 8 附录 C（资料 性附录） 等效场强计算方法 9 附录 D（资料性附录） 施加电压、无线电干扰电压和可见电晕关系 . 11 编制说明 . 12 Q/GDW 13112014 II 前 言 为进一步规范 1000kV 交流线路金具电晕和无线电干扰试验方法和判定准则，对 Q/GDW 311-2009 1000kV 交流输电线路金具电晕及无线电干扰试验方法进行修订。 本标准代替 Q/GDW 311-2009，与 Q/GDW 311-2009

3、 相比主要技术性差异如下： 对部分定义的文字进行了修改，使各条款的定义更为明确； 增加了特高压紧凑型金具试验布置位置修正系数； 推荐紫外成像仪作为可见电晕试验的主要方法，对可见电晕观察判断进行了进一步明确； 试验电压海拔修正方法中对本修正公式的适用确定为海拔 1000m 至 3000m，并将该章节合并入 4.5 节； 原“ 7 接收判据”修改为“ 6 判定准则”； 增加了“附录 C 等效场强计算方法”。 本标准由国家电网公司基建部提出并解释。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准起草单位：中国电力科学研究院、国网交流建设有限公司、国网电力科学研究院、国家电网公司交流建设部。 本标准主要起草

4、人：陈海波、万启发、谢梁、谢雄杰、李峰、陈勇、郑怀清、谷莉莉、徐涛。 本标准 2009 年首次发布， 2014 年第一次修订。 Q/GDW 13112014 1 1000kV 交流输电线路金具电晕及无线电干扰试验方法 1 范围 本标准规定了1000kV交流输电线路金具的电晕及无线电干扰试验的试品布置、试验程序、规定试验电压修正、判定准则和试验报告的内容。 本标准适用于1000kV交流输电线路所使用的电力金具。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/

5、T 2317.2 电力金具试验方法 第2 部分：电晕和无线电干扰试验 GB/T 6113.101 无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范 第 1-1部分 GB/T 16927.1 高电压试验技术 第一部分：一般试验要求 GB/T 24623 高压绝缘子无线电干扰试验 3 术语与定义 GB 2314、GB/T 5075、GB/T 29 00.19、GB/T 2317.2中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 可见电晕 visible corona 试品表面附近空气绝缘局部击穿而产生的气体放电现象，一般可用肉眼、望远镜或紫外成像仪观察到。 3.2 电晕起始电压 corona incep

6、t ion voltage 在试品上施加的电压逐渐升高直至试品上发生可见电晕时的电压。 3.3 电晕熄灭电压 corona extinc tion voltage 在试品上发生可见电晕后，逐步降低所施加的电压直至可见电晕消失时的电压。 3.4 无线电干扰电压 radio-interfe rence voltage 试品产生电晕时对周围无线电接收设备造成干扰，干扰信号的强弱以无线电干扰电压衡量，单位为V。 Q/GDW 13112014 2 3.5 规定试验电压 required te st voltage 金具电晕和无线电干扰试验的电压要求值，在此电压下，试验导线和金具上的场强值经修正后与实际工

7、程输电线路最大场强值等效。 4 电晕试验方法 4.1 试品布置 4.1.1 布置原则 试验是以单相来模拟三相输电线路，参考 GB/T2317.2，试验导线和金具上的场强值经修正后与实际工程输电线路在系统最高运行电压下最大场强值等效。 4.1.2 试品组装 试品组装时应根据金具组装图纸，模拟导线和模拟横担应垂直布置，并力求接近实际线路的布置，应采取适当屏蔽措施以消除其他部位电晕对试品的影响。 4.1.3 典型布置要求 对绝缘子的金具试验，应把绝缘子元件和金具组成完整的绝缘子(串)装置，金具应安装在导线上，模拟横担的长度应大于绝缘子串长的 1.5 倍，宽度与实际横担宽度相当。 金具试品参见图 1图

8、 3 进行布置，图 1、图 2 和图 3 分别适用于悬垂装配试品、耐张装配试品和档中金具（如间隔棒、防振锤）的典型布置，试品布置的有关尺寸要求见表 1。 图 1 悬垂装配试品的典型布置 Q/GDW 13112014 3 图 2 耐张装配试品的典型布置 图 3 档中金具的典型布置 表1 试品布置的有关尺寸 单位：米 h L L1 L2 13（5%） 不小于4D 不小于3D 不小于3D 注： h：试品离地高度； D：屏蔽环或球的外径，D1.2倍分裂导线分裂圆直径； L1：金具与屏蔽环之间的距离； L2：金具之间的距离。 试验时，应将试品按装配图成组（套）安装试验，一般应将试品逐组（套）试验，也可以

9、多组（套）试品一起试验，但试品的布置应符合表1的规定。 平行于导线的墙面与试品间的距离s应满足：s2h。 4.2 试品要求 试品应无明显损伤，试验前可用无毛干布将试品擦拭干净。 4.3 仪器设备 Q/GDW 13112014 4 观测电晕宜采用紫外成像仪，也可采用肉眼、望远镜，参考GB/T 2317.2；记录电晕可使用照相机、紫外成像仪或映像增强器等仪器设备。电源及测量设备应满足GB/T 16927.1的要求。 4.4 试验方法 4.4.1 测试环境 紫外成像仪可用于晴天非黑条件下进行可见电晕电压试验，使用方法参见附录B。用肉眼、望远镜观察可见电晕，试验应在户外晴天夜晚条件下进行，观测者需在黑

10、暗条件下停留15min以上，以适应黑暗条件下的观测。 4.4.2 观测位置要求 a) 试验时，观测者应站在安全位置，为了获得较好的试验结果，观测点与试品在地面投影点的距离宜在20m左右； b) 将紫外成像仪镜头对准试品，根据需要调整增益和放大倍数，并在显示屏上清楚看到试品，紫外成像仪； c) 试验时应安排试验人员在不同角度进行观测，以防止试品电晕点被干扰或遮挡，必要时可由多名试验人员同时观察。 4.4.3 试验程序 逐步升高施加在试品上的电压，直至观察到显示屏中试品表面出现喷射状雪花点或圆形色斑，即认为试品出现了可见电晕，维持5min，若该现象不消失则记录该电压作为电晕起始电压，否则继续升高电

11、压至电晕稳定；然后逐步降低施加在试品上的电压，直至试品上的电晕消失为止，维持5min，并记录该电压为电晕熄灭电压。上述试验重复三次，取其平均值作为该试品的电晕起始电压和电晕熄灭电压。 4.5 电晕试验规定试验电压值 电晕试验规定试验电压值一般可由下述方法计算,也可由场强等效电晕试验法（资料性附录C）计算确定。 电晕试验的规定试验电压值为： 0123=1.1MAXUkkkU (1) 式中： UMAX系统运行最高相电压，635kV； k1 悬挂高度修正系数，如表2所示： 表2 悬挂高度修正系数 k1 导线高度/m 8 10 13 15 悬挂高度修正系数 0.92 0.96 1.00 1.05 k2

12、 位置修正系数，档中金具和耐张金具取 1.0，常规线路悬垂金具取 1.05，紧凑型线路悬垂金具1.1； k3 气象修正系数，在环境温度为 1040，相对湿度为 20%70%的条件下，只作空气密度修正，气象修正按式（2）进行。 Q/GDW 13112014 5 10321273273ptk(2) 式中： p0 标准大气压强，101.3kPa； p1 试验时的大气压强，kPa； t0 标准温度，20； t1 试验时的温度，。 当金具用于海拔高于 1000m 但不高于 3000m 的地区时，位于低海拔地区的试验室应将试验电压 U0乘以海拔修正系数 kH: 0HHUkU (3) 式中： H海拔高度，k

13、m。 电晕试验中， 金具试品电晕起始电压值应高于电晕熄灭电压值， 电晕熄灭电压值需高于规定电压值。 5 无线电干扰试验方法 5.1 试品布置和要求 无线电干扰试验布置应符合4.1的规定，试品应符合4.2的规定。 5.2 仪器设备 无线电干扰试验回路按照附录A执行，应符合GB/T 24623的要求，所用仪器应符合GB/T 6113.101的有关规定，电源及测量设备应满足GB/T 16927.1的要求。无线电干扰电平计算方法及与可见电晕关系见附录D。 5.3 试验程序 5.3.1 背景干扰测试 无线电干扰试验，应进行测试回路背景干扰测量和环境背景干扰测量，测试回路背景噪声应保证在交流试验电压下，至

14、少比试品的干扰电压低50%。环境背景干扰应在试品未施加电压的条件下对试验回路进行测量。原则上，背景干扰电压应不高于试品干扰电压的30。 5.3.2 测试流程 首先在试品上施加规定试验电压的110，并维持5mi n，然后降到规定试验电压的30，再逐级升高电压，直到规定试验电压的110。而后再逐级降低电压 至规定试验电压的30。在第二次降压过程中同时记录施加电压和无线电干扰电压值，由此可作出一条干扰电压和施加电压的关系曲线。通常每级电压为规定试验电压值的10。 5.4 无线电干扰规定试验电压 无线电干扰试验的规定试验电压值为： 0123=1.1MAXUkkkU (4) Q/GDW 13112014

15、 6 式中： UMAX 系统运行最高相电压，635kV； 悬挂高度修正系数 k1、位置修正系数 k2、气象修正系数 k3计算方法同 4.5 条。 高海拔地区无线电干扰试验电压的海拔修正同 4.5 条。 6 判定准则 在规定试验电压下，试品不应有可见电晕，在 0.5MHz 测量频率下无线电干扰电压应不大于 800V，则试验通过。 7 试验报告 试验报告至少应包括以下内容： a) 试品名称、型号、规格。 b) 试验时的气象条件（温度、湿度、气压等）。 c) 试品布置。 d) 测试仪器的型号和不确定度。 e) 可见电晕试验结果： 1) 电晕起始电压； 2) 电晕熄灭电压； 3) 起晕位置。 f) 无

16、线电干扰试验结果： 1) 测量频率； 2) 背景干扰水平； 3) 施加电压程序； 4) 无线电干扰电平。 Q/GDW 13112014 7 A A 附 录 A （规范性附录） 无线电干扰的试验回路 无线电干扰试验回路如图 A.1 所示，主要参数如下： a)测量频率：f= 0.5 MHz0.1 MHz； b)等效电阻：R L= (R1+R2R M)=300，其中 R M为仪器 M 2内阻； c)调谐阻抗：Z S，在测量频率下(Z S+RL)=(30040) ，相角不超过 20。 T-试验变压器；F-滤波器；M 1 -电压测量仪器；，M 2-无线电干扰测量仪器 R1- 275电阻；R 2-匹配电阻

17、；C 1、C 2-分压器 Zs-由电感器Ls 和电容器C S组成的串联调谐回路；L-并联电感 图 A.1 无线电干扰试验回路图 B Q/GDW 13112014 8 附 录 B （资料性附录） 紫外成像仪的使用方法 紫外成像技术是相对较新发展的一种有效电晕检测工具。 国家电网公司各省局和电科院常用的紫外成像仪主要为以色列 Ofil 公司和南非 UVIRCO 公司制造的产品。 以色列 Ofil公司的紫外成像仪均配置 LCD 显示屏， 南非 UVIRCO 公司的紫外成像仪根据型号不同配置 LCD 显示屏或取景器，采用配有 LCD 显示屏的紫外成像仪时，应注意遮阳，避免阳光直射显示屏影响观测效果；采

18、用配有取景器的紫外成像仪时，应避免长时通过取景器观测电晕造成视觉疲劳。以色列Ofil 公司常用几款紫外成像仪增益调整范围为 0200（以数字形式显示），南非UVIRCO 公司常用几款紫外成像仪增益调整范围为 0100%（以百分数形式显示）。 采用紫外成像仪观测电晕时，在一固定位置长时观测时，宜采用三脚架支撑固定紫外成像仪；在一定区域内移动观测时，宜采用与紫外成像仪配套的背带或肩带等将设备固定在观测者身上。调整合适的图像显示亮度，使紫外成像仪在清晰显示可见光图像的同时也能有效观察到紫外图像，当需要采用紫外成像仪的光子数计数功能时，应使需要进行光子计数的观测区域位于紫外成像仪的光子数计数框内，并待

19、紫外成像仪计数稳定后读取和记录光子数。 利用紫外成像仪进行了 1000kV 金具的可见电晕试验，试品布置和试验设备依据标准第 4 条的相关要求，测量仪器采用的紫外成像仪镜头应有足够的变焦放大倍数，一般不小于 15倍光学变焦。 Q/GDW 13112014 9 B C 附 录 C （资料性附录） 等效场强计算方法 场强等效电晕试验法是基于在试验场无法布置与实际线路同等条件进行电晕试验而提出的一种电晕试验方法。 场强等效电晕试验法的规定试验电压值 U0 中，场强等效修正系数 kb 是考虑了实际线路与试验布置存在悬挂高度、位置、相间和周边金具影响所带来的场强差异，通过建立实际线路真形塔、金具及相关元

20、件的仿真计算模型，计算被测试品表面的最大场强，并根据试验布置建立试验构架、金具及相关元件的仿真计算模型，计算对应的试品表面的最大场强，从而将两者的最大场强相比得到场强等效修正系数kb 。 场强等效修正系数 k b 反映了实际线路与试验布置存在的场强分布差异，可以修正试验布置存在的悬挂高度、位置、相间和周边金具对电晕试验的影响，不仅能代替常规法中悬挂高度修正系数 k1 和位置修正系数 k2，同时也考虑了跳线、相间和周边金具等影响因素。 得出场强等效修正系数 kb后，可计算电晕试验电压值 U0，作为试验场布置进行实际线路的电晕规定试验电压。 电晕试验的规定试验电压值 U0为： U0=kakbk3U

21、MAX式中： UMAX 系统运行最高相电压， 635kV； ka 安全裕度系数，为实际工程中金具起晕场强 Ei（根据 PEEK 公式一般约为 30kV/cm）与该工程所确定的控制场强 Ec的比值 Ei / Ec（特高压试验示范工程建设中 Ec一般选在 20kV/cm23kV/cm 范围）,一般选为 1.32； kb 场强等效修正系数，为系统运行最高相电压峰值下实际线路金具表面最大场强 E1 与试验布置金具表面最大场强 E2的比值 E1/ E2 ； k3 气象修正系数，在环境温度为 10 40，相对湿度为 20% 70%的条件下，只作空气密度修正，气象修正与标准正文中的式（2）相同。 场强等效电

22、晕试验法的算例： 此处以零海拔地区特高压交流 1000kV 输电线路悬垂复合绝缘子均压环的电晕试验为例，计算采用有限元方法，以实际结构参数建模。 首先根据 1000kV 输电线路悬垂复合绝缘子均压环在实际工程中的布置形式，建立实际尺寸的三维计算模型，如图 C.1 所示。 Q/GDW 13112014 10 图 C.1 1000kV 输电线路悬垂复合绝缘子实际线路计算模型 计算模型中包括杆塔、导线、均压环、联板等。依据均压环在实际工程中的运行状态加载峰值电压898kV，运用三维有限元数值计算方法对均压环及其周围空间中的电场分布进行仿真计算，并获得实际布置形式下均压环表面的最大电场强度 E1=17

23、.63kV/cm，此值应低于该工程所要求的控制场强。 其次根据 1000kV 输电线路悬垂复合绝缘子的均压环在电晕试验场的布置形式，建立实际尺寸的三维计算模型，如图 C. 2 所示。计算模型中包括构架、导线、均压环、联板等，并加载相同的峰值电压898kV，运用三维有限元数值计算方法对均压环及其周围空间中的电场分布进行仿真计算，获得试验布置形式下均压环表面的最大电场强度 E2=19.67kV/cm。 图 C.2 1000kV 输电线路悬垂复合绝缘子均压环电晕试验计算模型 将 E1与 E2相比可得到两种布置形式下的场强等效修正系数 kb=0.8963。 应用式 U0=kakbk3UMAX，代入场强

24、等效修正系数 kb=0.8963，系统最高运行相电压 UMAX= 635kV，气象修正系数 k3=1，并乘以安全裕度系数 ka，可得到均压环的规定试验电压值 U0。若在此电压下，试品无可见电晕，可判定该均压环电晕试验合格。Q/GDW 13112014 11 附 录 D （资料性附录） 施加电压、无线电干扰电压和可见电晕关系 在通信领域，通常用无线电干扰电平来衡量无线电干扰的强度，单位为 dB(分贝)。干扰电平和干扰电压的关系如下： 020lgUAU 式中： A 分贝值； U 实测的干扰电压， V； U0 基准电压，1 V。 施加电压、无线电干扰电压和可见电晕之间关系如图 D.1 所示。 图 D

25、.1 施加电压、无线电干扰电压和可见电晕之间关系示意图 Q/GDW 13112014 12 1000kV 交流输电线路金具 电晕及无线电干扰试验方法 编 制 说 明 Q/GDW 13112014 13 目 次 1 编制背景14 2 编制主要原则14 3 与其它标准文件的关系14 4 主要工作过程14 5 标准结构和内容14 6 条文说明14 Q/GDW 13112014 14 1 编制背景 本标准依据国家电网公司关于下达 2014 年对公司技术标准制修订计划的通知（国家电网科201464号文）的要求编写。中国电力科学研究院长期开展 1000kV特高压交流输电线路金具及无线电干扰试验，为我国特高

26、压交流输电线路金具的节能环保运行提供了重要的技术支撑，在长期的金具电晕和无线电干扰试验中，掌握了一套试验方法。随着特高压工程建设的深入开展，特高压交流输电线路金具电晕和无线电干扰试验方法也在不断完善， 为了使新研制的特高压交流金具满足新建特高压工程环保节能运行的需要，在国家电网公司基建部的组织和指导下，经过多次讨论并征求专家意见，对原标准进行了修订和完善，为国内交流输电线路金具的电晕和无线电干扰试验提供了指导文件和技术依据。 2 编制主要原则 本标准根据交流输电线路的实际需要， 借鉴1000kV及以下电压等级电力金具试验经验， 结合1000kV特高压交流工程金具试验成果，参考1000kV 交流

27、输电线路金具电晕及无线电干扰试验方法（DL/T 1178-2012）进行了修订。 3 与其他标准文件的关系 本标准与相关技术领域的国家现行法律、法规和政策保持一致。 本标准在金具电晕及无线电干扰试验试品布置与同类国家标准 GB/T 2317.2电力金具电晕和无线电干扰试验和电力行业标准 DL/T 11781000kV交流输电线路金具电晕及无线电干扰试验方法一致，并在可见电晕观察判断方法进行了细化。 本标准编制过程中的主要参考文件：国家标准 GB/T 2317.2电力金具电晕和无线电干扰试验；电力行业标准 DL/T 11781000kV 交流输电线路金具电晕及无线电干扰试验方法。 4 主要工作过

28、程 2014年 3 月，开展标准修订的启动工作。 2014 年 4 月，完成标准征求意见稿编写，采用发函方式广泛、多次在国家电网公司下属单位、金具制造厂家、高校和设计院范围内征求意见。 2014年 5 月，修改形成标准送审稿。 2014 年 6 月，国家电网公司基建部组织召开了标准审查会，审查专家组对本标准逐条进行了审查并提出了审查意见和建议，审查结论为：标准编制满足项目要求，经修改完善后同意报批。 2014年 7 月，修改形成标准报批稿。 5 标准结构和内容 本技术条件依据国家电网公司技术标准编写要求进行编制。标准的主要结构和内容如下： 1） 目次。 2） 前言。 3）标准正文共设 7 章：

29、范围、规范性引用文件、术语和定义、电晕试验方法、无线电干扰试验方法、判定准则、试验报告。 其中，第 4 章电晕试验方法和第 5章无线电干扰试验方法规定了试验的布置原则、试品要求、试验设备、试验程序和修正方法；第 6章判定准则对试验通过与否的判定准则进行规定。 4) 标准设 1 个规范性附录：无线电干扰的试验回路， 3 个资料性附录：紫外成像仪的使用方法、等效场强计算方法、施加电压、无线电干扰电压和可见电晕关系。 6 条文说明 本标准第 4.1 条中， 导线长度的确定是由对悬垂串布置进行建模仿真计算获得。 布置根据安装图纸，离地高度 13m，导线两端屏蔽环外径 D。对导线长度为 4D 和 8D

30、时，均压环表面最大电场强度仿真计算Q/GDW 13112014 15 结果换算成标幺值 （以导线长度为 4D时场强为参考值） ， 导线长度为 8D 时， 表面最大电场强度为 1.03。导线长度为 4D 时，能够满足电晕试验要求。 本标准第 4.5 条中，试品悬挂高度修正系数根据计算获得。受不同条件的限制，不同实验室导线悬挂高度可能不同，应该对试验电压进行修正。表 1 是根据悬挂高度不同时导线起晕电压并换算成标幺值（以 13m 高度为参考值）。高度低于 13m 的试验电压要降低，高于 13m 的要提高。 表 1 悬挂高度修正系数 导线高度 (m) 8 10 13 15 导线起晕电压标幺值 1.09 1.04 1.00 0.95 悬挂高度修正系数 0.92 0.96 1.00 1.05