SD 176-1986 3~500 kV交流电力系统金属氧化物避雷器技术条件.pdf
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1、SD 17686 146 中华人民共和国水利电力部关于颁发0-500kV交流电力系统金属霞化物避雷器技术条件和(3- 500 kV交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则的通知(86)水电技字第55号现颁发(3-500kV交流电力系统金属氧化物避雷器技术条件CSD 176-86)和(3-500kV交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则CSD177-8肘,自1986年12月1日起施行。该技术条件和使用导则).系参照国际电工委员会(lEC)有关标准文件并按我国目前金属氧化物避雷器制造和电网情况所制订,是选用和鉴定国产避雷器的技术依据,也是选用进口避雷器的参照文件。施行中的问题和意见,请告北京清河电力科学
2、研究院高压所水利电力部避雷器标准化技术委员会秘书处。1986年8月25日1 总论1. 1 适用范围中华人民共和国水利电力部部标准3-500 kV交流电力系统金属氧化物避雷器技术条件SD 176-86 本标准适用于为限制3500kV交流电力系统过电压而设计的无间隙金属氧化物阀型避雷器(金属封闭式避雷糠的特殊要求须另作补充规定)。1. 2 运行条件1. 2.1 正常运行条件符合本标准的避雷器,在下列条件下可用于户内和户外。a. 环境温度不离子+40C.不低于40C.日温差不超过25C;b. 在太阳光的辐射下,避雷器瓷套表面的温度一般不超过60、C;C. 海拔高度不超过1000 m; d. 交流电源
3、的额定频率为50Hz及60Hz; e. 长期加在避雷器接地端与导线之间的工频电压,不得超过避雷器的持续运行电压pf. 最大风速为35m/s.顶端最大水平拉力(不包括避雷器本体风压).对系统额定电压在63kV 及以下为294N(30 kgO .1l0220 kV为490N(50 kgf).330500 kV为1470N(l50kgf); g. 覆冰厚度不大于2cm;h. 地震裂度为七度及以下的地区。1. 2. 2 异常运行条件在下列异常条件下工作的避雷器.使用单位在订货时应预先说明,由厂家按合同条件提供。a. 环境温度超过斗40C或低于40 C; b 海拔高度超过1000 m; 同可能损坏绝缘表
4、面或安装金具的烟雾或蒸汽接触gd. 等值附盐密度大于0.03mg/cm气e. 过度遭受湿汽、雨水或蒸汽的侵袭sf. 异常摇动或机械震动;地震裂度超过七度的地区;风速超过35m/s;高覆冰地区gg. 非正常的运输或贮存;h. 有效接地系统的避雷器规范成符合表6的规定。线路长度超过表6的规定时,使用单位在订货时应预先说明,要求制造厂按合同条件提供。2 定义2. 1 元间隙金属氧化物避雷器由串联和/或并联连接的非线性金属氧化物电阻片(阀片)构成而没有任何串联或并联放电间隙的避雷器。中华人民共和国水利电力部1986-08-25批准1986-12 -01实施147 SD 176-B6 2.2 非线性金属
5、氧化物电阻片非线性金属氧化物电阻片是避雷器的一部分,具有非线性伏安特性。t:在正常E报电压F呈高电阻,当大的放电电流通过时呈低电阻,从而限制了避雷器两端的电压。2.3 避Elr器的比例单元是用适当的瓷套组装起来的J个完整部分;对于某一特定的试验,它必须能代表整只避雷器的性能。避雷器的比例单元不定是避雷器节。2.4 避雷器节是用瓷套组装起来的一个完整部分。它可以与其他避雷器节相串联和/或并联,构成更高额定电压或更大额定电流的避雷器。2.5 避雷器压力释放装置为了释放由避雷器内部闪络或通流时间过长而引起的越雷器内部过高的压力,防止瓷套粉碎性爆炸的一种结构。2. 6 避雷器的锁定电)15:避雷器两端
6、子间允许的最大工频电压的有效值.其数值由动作负载试验确定(6.0条).避雷器在该电压下能正确地动作,额定电压是用作表明其工作特性的基准参数。2.7 避雷器的持续运行电压允许持续施加在避雷器两端之间的工频电压的有效值。2. B 避雷器的额定频率使用避霄器的电力系统的频率。2.9 击穿放电在电压的作用下,随着绝缘破坏而出现的现象,包括电压突降和电流导通。这个术语适用于固体、液体和气体电以及由这些介质组成的复合介质的电击穿。注:固体绝缘介质中的击穿放电将造成其电气绝缘强度的卑久性的破坏。在液体和气体介质中电气绝缘强度是可恢复的e2.10 击穿通过固体介质的击穿放电。2. 11 闪络沿着固体介质表面的
7、击穿放电。2. 12 冲击)种单方向的电压或电流波,没有明显的振荡,迅速地上升到最大值,雨后(通常)较慢地下降到零值,有时有反极性的小波。规定冲击电压或冲击电流的参数是极性、峰值、1族前时间及波恩时间。2. 13 陡波冲击电流具有视在披头时间l间的冲击电流.设备调整在士10%(即O.91. 1阳)范围内,视在半峰值时间为5I-S或大于5间。2. 14 雷电冲击电流波形8/20阳冲击电流,设备调整视在波头时间为7至9,视在半峰值时间为1822问22.15 方波冲击电流一种冲击波,迅速t升到最大值,在规定的时间里大体上保持恒定,然后迅速下降到零。规定方波冲击的参数是极性、峰值、峰值视在持续时间和总
8、视在持续时间。2.16 冲击峰值电压或电流冲击彼的最大值。如果迭加有振荡时,参见6.4.Z.c项和6.5. 3. 2项。2.17 冲击波前148 SD 176-86 冲击波在达到峰值之前的那一部分。2. 18 冲击波尾冲击波在峰俏之后的那部分。2.19 冲击波的视在原点在伏秒或安秒曲线上,由零电压或零电流的时间轴与通过冲击波前上两个参照点的直线的交点确定,对于冲击电流,其参照点应是峰值的10%和90%。注上述定义适用于横坐标和纵坐标的刻度是线性的。参见第2.20条的注.2.20 冲击电流波的视在波前时间T1此时间(以间为单位)等于冲击电流从峰值的10%增加到90%所需时间的1.25倍。注,如果
9、波前有振萄,10%和90%参考点将在通过振荡波形的平均曲线上取。2. 21 冲击波前视在陡度冲击波的峰值与视在波前时间的比值。2.22 冲击波视在半峰值时间T,从视在原点到电压或电流下降至半峰值的时间间隔,以问表示。2.23 冲击波形的表示由两个数字组合而成,第一个表示视在波前时间(Tj),第个表示视在半峰值时间(T,),单位为s.它可写成T1汀2符号.,1无数字意义。2.24 方波冲击波峰值视在持续时间冲击幅值大于峰值的90%所占的时间。2.25 方波冲击波总视在持续时间冲击幅值大于峰值的10%所占的时间,如在波前有小的振荡,可作条平均曲线,以确定达到10%幅值的时间。2.26 冲击反极性振
10、荡的峰值冲击电压或冲击电流,在达到持久零值之前,在零值附近振荡时,其反极性所达到的最大幅值。2.27 避雷器的放电电流通过避雷器的放电电流。2.28 避雷器的标称放电电流用以划分避雷器等级的放电电流峰值,其波形为8/20问。2.29 避雷器的操作冲击电流视在波前时间为30士3间,视在半峰值时间大致为2倍视在波前时间的冲击电流。2.30 避雷榕的持续电流在持续运行电压下,流过避雷器的电流。注2措续电流包含阻性和容性分量,可能受温度和对地杂散电容的影响而变化。避霄梯试品的持续电流与完整的避霄器的持续电流可能不同.2.31 避雷器的工频参考电流避雷器的工频参考电流是工频电流阻性分量的峰值。它等于或大
11、于额定电压下的电流,用以确定避雷器的工频参考电压。参考电流应选得足够大,以消除由于均压和杂散电容对测量参考电压的影响.其数值由制造厂规定。2.32 避雷器的残压放电电流通过时.在避雷器端子间呈现的电压。2.33 越雷器的工频参考电压避雷器在工频参考电流下测得的电压峰值。2.34 避雷器的工频耐受伏秒特性149 SD 176-86 避雷器的工频耐受伏秒特性表明,避雷器在规定的条件下,施加不同的电压,而不发生损坏或热崩溃的相应最长持续时间。2. 35 预期电流假如在回路内的给定点用阻抗可以忽略的导体将回路短路,在该点所流过的电流。2. 36 避雷器的保护特性避雷器的保护特性由下列内容组成za. 按
12、照6.3. 1款的规定测得的陡波冲击电流残压;b. 按照6.3. 2款的规定测得的雷电冲击伏安特性; 按照6.3. 3款的规定测得的操作冲击电流残压。2.37 避窗器的热崩溃热崩溃这个术语用以描述避笛器的功率损耗随温度的升高而不断增加,从而又使温度上升,直至避雷器损坏的状态。2.38 避雷器的热稳定热稳定这个术语用以描述避雷器经受动作负载试验之后所引起的温升,在施加规定的持续运行电压和规定的环境条件下,随时间逐渐下降的状态。2.39 型式试验(设计试验)本试验是在新设计的避雷器完整样品上进行的试验,目的是确定其有代表性的特性并证明它符合本标准。试验完成后,除非更改设计会影响到性能,否则不需要重
13、复进行。2.40 例行试验为了保证产品符合设计规范,按照需要对每个避雷器或部件、材料所作的试验。2.41 验收试验制造厂和用户之间协商同意,在一批订货的避雷器或代表样品上所作的选择性试验。2.42 接地故障因数在三相系统中的一个选定地点(通常是指设备安装处),在给定的系统结构下,当发生接地故障时,健全相的最大工频对地电压有效值与无故障时该点的工频相电压有效值之比u注,CD这个接地故障国数纯悴是一个比值(其值大于1).以通用的术语来表明这个系统从这个选择点看过去的接地条件特征。此比值与该点的实际运行电压值无关固接地故障因数等于过去曾经使用过的接地因数乘以J-e与接地故障因数可用从所选择的地点看进
14、去的系统相序阻抗进行计算.对任何旋转电机的阻扰.均果用rJ:暂态电抗。所有的中性点有效摆地震统,其零序阻抗与正序阻抗之比均小于3。如果零序电阻不越过正序电抗,其接地故障国数不超过1.402.43避雷器的直流参考电流与参考电压避雷器的直流参考电流是伏安特性上拐点附近的某一电流值。该值与电阻片材料及尺寸有关,其数值约在1-10mA之间。该电流值由制造厂确定并提供给用户。直流参考电压是避霄榕在直流参考电流下测得的电压,对交流避雷器而言,该电压值只供校核使用。3 避霄榻的标志和标准额定值3. 1 避雷器的标志避雷器铭牌上最少应标明下列内容za 系统额定电压zb. 避雷器持续运行电压:150 SD 17
15、6 86 C. 避雷器额定电压3d. 额定频率$e. 标称放电电流;f. i:持续时间放电等级gg. 压力释放电流等级;b. 制造厂的名称、商标、型号及标志ei 制造年月3j. 产品生产及组装编号,生产许可证号数。3. 2 际准额定电压标准额定电压见表1。表1避雷稽的额电压系统额定系统最高工作避雷器额定系统额定电压.kV(有敷值)电压,kV(有效值)电压,kV(有效值电压.kV(有蚊值)3.0 3. S 见SD177 -86 220 6.0 6. 9 i电流下的操作冲击残压由9个电压峰值中最大的值确定。注:制造厂应另提供O.25倍表4中电流F的残压值.供用户校核时使用、表4操作冲击残ffi试验
16、的电流岭值罪统额定电压kV(有效值)500 330 220 电流峰值kA 500.2000 2:;0.1 000 125.己006. 4 t:支持续时间冲击电流耐受试验6.4.1 总则系统额定电1王kV(有效直r J 0 ,oG3 电流崎筒kA 12G.5(1) 2S0.1 000 125.5 h2.5.250 为了便于估算,在进行该项试验之前,应测量每个试品在标椅;放电电流F的雷电冲击残压。根据5.1和6.1条,每次长持续时间冲击电流耐受试验将在三只新的整只避窗器、避雷器比例单元或电阻片上进行。这些试品除了为估算目的而进行上述试验外,在这之前不得做任何试验。非线性金属氧化物电阻片在该项拭验过
17、程中,可以暴露在静止的25土10C空气中。如果避雷糠的额定电压不低于3 kV,则试品的额定电压至少应为3kV.但无需超过6kV,如果避雷器的脱离器与避窗器设计成一-体,这些试验应按运行条件带脱离器进行,所有这些试验必须在分布参数发生器上进行。每个试品的长持续时间冲击电流耐受试验,共作18次放电.其中每3次为一组、共分6组。阙次动作之间的时间间隔应为50s到60S.每组之间的时间间隔应能使试品冷却到接近环境温度。在每一试验过程中,均应录取第1次和第四次放电时试品的电压和电流示披阁。在进行长持续时间冲击电流耐受试验后,当试品冷却到接近环境温度时,为了便F与试验前的现H董值进行比较,应对试品重新进行
18、残压试验。残压平均值的变化不应超过5%。试验完成后,应对试品进行检查,金属氧化物电阻片应元击穿、闪络、开裂或其他损坏痕迹。6.4.2 对系统额定电压为220500kV避雷器的要求冲击发生器的特性,如链数、元件的电感、电容和损能应满足定的要求,在进行避rIr器试品的长持续时间冲击电流耐受试验之前,应按下述程序予以校核。将冲击发生器充电到不低于规定充电电压U,的50%的A个合适电压町,然后通过一阻值约等FR,的低电感负载电阻放电。表5列出了基于不同放电要求的四种不同等级避雷器的!和民l的值。U.试品额定电压,以kV有效值表示。峰值视在持续时间与表6中的线路长度相对应。154 SD 176-86 表
19、5系统额定电压为220500kV避雷器长持续时间冲击电流耐受试验的参数系统额5E电压长持续时间放电等级负载电阻/(,| 峰值视在恃续时间充电420 326 如果放电电流的峰值Id符合下式时,则认为冲击发生器的特性是符合要求的。K卫2I,R (标么值)3. (j 2. 6 2. 1 2.4 式中,K值应在O.951.05间,Ud以kV、1,以kA、R,以。为单位表示。冲击电流须基本t为矩形波,并须满足下列要求a. d嗲值视在持续时间应在表5规定值的100%120%之间;b. 总视在持续时间不应超过峰值视在持续时间的50%; C. 振荡或起始的凸超不应超过电流峰值的10%.如出现振荡应画平均钱来确
20、定峰值zd. 如果电流脉冲之后有一反极性短脉冲,后者的峰值不应超过前者峰值的10%。在完成前述的校核程序之后,将试品代替负载电阻,进行长持续时间冲击电流耐受试验。如果前述K值不超过1.O.则此时充电电压成为U,L!n果K值超过1.O.则将充电电压增加到KU.o注K值允许有二个变化范围,官意味着负载电阻制造公差和冲击发生棒的阻抗与理想值且i的偏差。当负载电阻值与冲击发生器阻抗之和超过2凡时,所规定的充电电庄的小的增量庭为了使预期电流恢复到要求的数值。负载电阻和冲击发生器阻扰应接近相等.以获得基本上符合规定的短形被冲击电流.并保证无反向电流或者即使有,也保持在规定的不超过主冲击电流的10%的限度以
21、内。6.4.3 对系统额定电压为110kV及以下避雷器的要求在进行避雷器长持续时间冲击电流耐受试验之前,无需对冲击发生器进行校核调整。试品可与其他线性或非线性电阻并联或串联。试品应能经受规定次数的放电动作。增加的电阻器的数蟹和阻值以及充电电压的选择,应使通过试品的电流基本t是矩形波,其峰值视在持续时间为2000 间,电流值见表70J;-);) SD 176-86 表7对系统额定电压为110kV及以下避雷器长持续时间冲击电流耐受试验的要求系统锁定电压I - 1M . .n . I 电流峰值| 被保护设备kV(有效值)I 离压电气装置110 100 电动机300 电容器组100600 53 34
22、SF.封闭电器300400 6. 5 动作负载试验6. 5. 1 总则这是用对避雷器施加规定次数的规定冲击.并向时施加规定的工频电压,以模拟运行条件的试验。在加工频电压过程中,电压的变化不得大于1%。对这些试验的主要要求是,在工频电压下,避雷器能够冷却J下来,不发生热崩溃。因此要求被试避雷器比例单元的瞬态和稳态散热能力应等于或小于完整避雷器的散热能力。试验应按5.1和6.1条的规定.在三只完整的避雷器或避雷器比例单元上进行,试验时试品周围的静止空气温度为20士5C ,试验前试品应在烘箱中预热,使试验开始时试品温度为60士3C 0 注所定温度为周围气温和太阳辐射影响以及避雷器瓷套污染影响的加权平
23、均值E如果整只避雷器的额定电压不小于3kV,则试品的额定电压至少应为3kV,但元需大于12kVo由于试验设备的限制,对额定电压离于12kV的避雷器,通常须在避雷器比例单元上进行本试验。重要的是,试品的电压和通过它的电流要尽可能地代表整只避雷器的情况。避雷器能否通过动作负载试验的重要参数是电阻片功率损耗。因此,动作负载试验应该在没有老化的电阻片上、在提高的试验电压c和R下进行。电阻片在该电底下与老化过的电阻片在正常电压值U,和U下.具有相同的功率损耗,提高的试验电压值应由加速老化试验确定,方法见6.5. 2. 2项。加于被试避雷器比例单元上的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的额
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