2023交流电力系统金属氧化物避雷器用脱离器使用导则.docx
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1、交流电力系统金属氧化物避雷器用脱离器使用导则目 次前言II引言III1 范围1 错误!未定义书签。2 规范性引用文件13 术语和定义14 使用条件25 电力系统条件36 脱离器类型47 技术要求48 型式试验69 例行试验1210 抽样试验1311 脱离器的选择1312 脱离器的使用1413 脱离器的维护管理17附录 A(资料性附录)脱离器工作原理18附录 B(资料性附录)脱离器基本分类21I交流电力系统金属氧化物避雷器用脱离器使用导则1 范围本文件规定了 1kV500kV 交流电力系统无间隙金属氧化物避雷器用脱离器的使用条件、技术要求、试验要求以及选择、使用、维护要求等。本文件适用于 GB/
2、T 11032 中定义的无间隙金属氧化物避雷器用脱离器(以下简称脱离器)。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件, 仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T 311.1绝缘配合 第 1 部分:定义、原则和规则GB/T 2423.22环境试验 第 2 部分:试验方法 试验 N:温度变化GB/T 2900.12电工术语 避雷器、低压电涌保护器及元件GB/T 2900.19电工术语 高电压试验技术和绝缘配合GB/T 11032交流无间隙金属氧化物避雷器GB/T 16927
3、.1高电压试验技术 第 1 部分:一般定义及试验要求GB/T 16927.4高电压和大电流试验技术 第 4 部分:试验电流和测量系统的定义和要求GB/T 28547交流金属氧化物避雷器选择和使用导则GB/T 32520交流 1kV 以上架空输电和配电线路用带外串联间隙金属氧化物避雷器(EGLA)JB/T 7618避雷器密封试验DL/T 815输电线路用交流无间隙金属氧化物避雷器3 术语和定义GB/T 2900.12、GB/T 2900.19、GB/T 11032 和 DL/T 815 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1脱离器disconnector在避雷器故障时,为了防止系统持续故障
4、,能够使避雷器与系统断开并给出可见标识的装置。注:脱离器脱离时切断流经避雷器的故障电流通常不是该装置的功能。来源:GB/T 11032-2020,3.213.2故障指示器fault indicator能够指示避雷器故障的一种装置。注:故障指示器不必具有将避雷器从系统脱离的功能。来源:GB/T 11032-2020,3.223.3内置式脱离器disconnector of internal type脱离器安装在避雷器内部,是完整避雷器不可分割的一个部分,在动作时才给出可见标识。33.4外置式脱离器disconnector of external type脱离器安装在避雷器外部,可作为附件单独存在
5、,在动作时给出可见标识。3.5脱离器长期运行电流long term operating current of a disconnector脱离器允许长期运行且不动作的最大工频电流。3.6脱离器最小动作电流minimum operating current of a disconnector脱离器能够可靠动作的最小工频电流。3.7无间隙线路避雷器non-gapped line surge arrester,NGLA安装在输电线路上,与线路绝缘子(串)并联,用来保护线路绝缘,防止线路绝缘子(串)和空气间隙闪络的无间隙金属氧化物避雷器。注:无间隙线路避雷器通常装设有脱离器。来源:GB/T 11032
6、-2020,3.23.8绝缘托架mounting bracket一端支撑避雷器和脱离器,另一端固定在安装构架上的一种绝缘支撑物。正常情况下由于脱离器引线的短接作用绝缘支撑物上不承担电压,但当脱离器动作后绝缘支撑物要起到隔离系统电压以避免永久 接地。3.9热爆式脱离器hot-blast disconnector当避雷器故障时,工频故障电流流过脱离器元件产生发热,导致脱离器动作,使避雷器与系统断开 退出运行。3.10热熔式脱离器hot-melt disconnector当避雷器故障时,避雷器产生的热量传递给脱离器,同时工频故障电流流过脱离器元件产生发热, 导致脱离器内部低熔点合金熔化,导致脱离器动
7、作,使避雷器与系统断开退出运行。3.11额定长期运行电流rated long-term operating current of a disconnector运行电压下允许持久流过避雷器的电流。注 1: 持续电流由阻性和容性分量组成,其值会随温度、杂散电容和外部污秽情况而变化。因此试品的持续电流可能会与整只避雷器的持续电流存在差异。注 2:为便于比较,持续电流可统一用方均根值或峰值表示。4 使用条件4.1 正常运行条件符合本标准的脱离器在下述正常运行条件下应能正常运行:a)环境温度在40至40范围内; b)太阳光辐射;注:太阳最大照射(1.1kW/m2)的影响已通过在型式试验中把试品预热的方法
8、予以考虑。如果在脱离器附近有其它热源,脱离器的使用需经供需双方协商。c) 海拔不超过 1000m;d) 交流电源的频率不低于 48Hz,不超过 62Hz; e)风速34m/s;f) 地震烈度 7 度及以下地区;g) 覆冰厚度不大于 20mm;h) 长期流过脱离器端子间的工频电流不超过脱离器的额定长期运行电流。4.2 异常运行条件a)温度高于40或低于40; b)使用海拔高度超过 1000m;c) 能引起绝缘表面或安装金具劣化的烟气或蒸汽;d) 因烟气、灰尘、盐雾或其它导电物引起的严重污染; e)过度暴露在严重湿气、潮气、降水或蒸汽中;f) 带有脱离器的避雷器带电冲洗;g) 粉尘、煤气或烟气的爆
9、炸性混合物;h) 异常的机械条件(地震烈度 7 度以上,振动,最大风速超过 34m/s,覆冰厚度超过 20mm 及高弯曲负载等);i) 异常运输或贮存;j) 额定频率低于 48Hz 或高于 62Hz; k)脱离器靠近热源。注:在异常运行条件下,脱离器的设计、制造及使用应特殊考虑。5 电力系统条件5.1 系统标称电压(Un)和系统最高工作电压(Um)系统标称电压和系统最高工作电压见表 1。表 1系统标称电压和系统最高工作电压kVUn3610203566110220330500Um3.67.2122440.572.51262523635505.2 标准额定频率脱离器的标准额定频率为 50Hz。5.
10、3 系统接地方式脱离器可应用于中性点有效接地系统和中性点非有效接地系统。5.4 系统的接地故障持续时间系统的接地故障持续时间见表 2。表 2系统的接地故障持续时间系统中性点接地方式中性点有效接地系统中性点非有效接地系统接地故障持续时间,s101010aa 一般情况下,中性点非有效接地系统接地故障持续时间大于 10s,最长可持续 2h。但中性点高电阻接地方式、中性点谐振接地方式下,使用单相选线跳闸时,接地故障持续时间可能10s。6 脱离器类型6.1 按工作原理分按工作原理,主要分为热爆式脱离器、热熔式脱离器和热失磁式脱离器,其工作原理参见附录 A。6.2 按结构分按照结构,脱离器可分为:内置式、
11、外置式。6.3 按适用对象分按适用对象,脱离器可分为:配电类避雷器用脱离器、无间隙线路避雷器用脱离器等。6.4 按标称放电电流分标称放电电流分为:20 000A,10 000A,5 000A,2 500A 及 1 500A。6.5 按额定长期运行电流分脱离器的额定长期运行电流(有效值)推荐值为0.05mA、0.1mA、0.2mA、0.5mA、1mA。 脱离器按额定长期运行电流可分为四个等级,如表3所示。表 3脱离器的额定长期运行电流(有效值)推荐表等级额定长期运行电流,mAI0.10.1I0.50.5I117 技术要求7.1 总则当避雷器未发生故障时,脱离器不应动作,脱离器应保证与所配套的避雷
12、器具有相同的冲击电流耐 受能力;而当避雷器发生故障时,脱离器应保证能及时动作。脱离器应能耐受正常运行条件下的机械、环境应力。 脱离器动作时应不影响其它设备及人身的安全。脱离器应按制造商推荐的方法安装,需注意连接线的直径、刚性、长度满足制造商推荐要求以保证 在故障发生时有效脱离。7.2 外观要求脱离器的外套表面单个缺陷面积(如缺胶,杂质,凸起等)不应超过 10mm2,深度不大于 1mm,凸起表面与合缝应清理平整,总缺陷面积不应超过外套总表面 0.5%。7.3 脱离器外套的绝缘耐受性能21脱离器外套应具备合适的绝缘耐受能力,内部功能不应由于外绝缘水平的不足而受到影响。注:对内置式脱离器不要求。7.
13、4 脱离器的耐受性能7.4.1 重复转移电荷 Qrs 耐受脱离器应能通过重复转移电荷耐受的考核,重复转移电荷值应与使用脱离器的最高等级避雷器相同。7.4.2 动作负载耐受能力脱离器应能耐受动作负载试验中出现的各种负载,这些负载不应引起脱离器动作或功能失效。7.4.3 脱离器长期运行电流耐受能力此试验为考核脱离器在较恶劣条件下,如污秽条件下的长期运行性能。制造商应宣称脱离器能够长 期耐受的工频电流有效值。7.4.4 大电流冲击耐受能力大电流冲击耐受用于抽样试验。大电流冲击耐受应与配套使用的避雷器一致,具体要求见 GB/T 11032。7.5 机械性能7.5.1 总则制造商应宣称允许的安装方式,如
14、允许固定端安装,或允许无固定端安装等,并按照相应安装要求 提出相应的拉伸负荷、或抗弯负荷、或扭转负荷要求,脱离器应能耐受制造商宣称的机械负荷值。机械试验是为满足安装及运行条件而提出的,制造商应规定与安装及运行相关的最大允许端部负荷, 如弯曲、拉伸及扭转负荷。机械试验分为耐受负荷(包括弯曲耐受负荷、拉伸耐受负荷、扭转耐受负荷)和破坏负荷(包括弯 曲破坏负荷、拉伸破坏负荷、扭转破坏负荷),分别对脱离器和绝缘支架和(或)安装支架进行。在进行破坏负荷前,应先进行耐受负荷。注:通常,由于配电类避雷器的脱离器承受来自连接引线的重量负荷很小,因此可不进行此项试验。然而,即使在运行中的机械应力可以忽略,但脱离
15、器在安装中可能会承受扭矩或者其他负荷。7.5.2 拉伸负荷及额定拉伸破坏负荷脱离器应能耐受制造商宣称的与安装及运行相关的最大允许端部拉伸负荷值。7.5.3 扭转负荷及额定扭转破坏负荷脱离器应能耐受制造商宣称的与安装及运行相关的最大允许端部扭转负荷值。7.5.4 弯曲负荷及额定弯曲破坏负荷脱离器应能耐受制造商宣称的与安装及运行相关的最大允许端部弯曲负荷值。7.6 耐气候特性脱离器应能耐受 GB/T 11032 规定的环境作用。7.7 气候老化性能脱离器应能耐受 GB/T 32520 规定的气候老化试验。7.8 脱离器动作特性对于中性点有效接地系统,脱离器按照 GB/T 11032 的要求,在 2
16、0A、200A、800A 三种工频电流值下,确定脱离器的动作时间。对于中性点非有效接地系统,脱离器按照 GB/T 11032 的要求,在 100mA、1A、20A 三种工频电流值下,确定脱离器的动作时间。脱离器应具备有效和永久脱离的清晰可见标示。8 型式试验8.1 总则脱离器试验是为了验证脱离器可以耐受与避雷器正常运行相关的所有应力而不动作。试验也验证按 制造商公布的脱离器安秒特性、密封性能、机械性能。试验应在装有脱离器的避雷器上或者单独装配的脱离器上(如果脱离器不受临近避雷器热的影响) 进行。试品应按照制造商公布的推荐方法安装,使用最大的推荐尺寸和刚度以及最短的推荐连接引线长度。 在无推荐时
17、,导线应为冷拉裸铜线,其直径约为 5mm,长度约 30cm,且其安装应允许在脱离器/故障指示器动作时能自由移动。对于内置式脱离器,本试验应在装有脱离器的避雷器试品(或比例单元试品)上进行,对于外置式 脱离器,本试验可在装有脱离器的避雷器试品(或比例单元试品)上进行,也可以单独进行。试品应按 照制造商推荐的安装方法安装,连接线应符合 7.1 的要求。应按流程图确定的试验流程对脱离器进行型式试验,试验流程见图 1。图 1脱离器型式试验流程图8.2 外观检查脱离器外套表面的缺陷(如缺胶、杂质、凸起等),缺陷面积应符合 7.2 规定。8.3 脱离器外套绝缘耐受试验脱离器外套的绝缘耐受试验应在取出内部元
18、件的脱离器外套上进行。试验时绝缘部件外表面应清洁。 试验在三只脱离器外套上进行,脱离器外套工频(湿)耐受电压值取 3kV。试验应按照 GB/T 16927.1 中的相关规定进行。8.4 耐受性能试验8.4.1 重复转移电荷 Qrs 试验本试验按照 GB/T 11032 中的相关规定进行。试验在 3 只新试品上进行。对于有线路放电等级要求的避雷器,其配用脱离器应按 GB/T 11032 要求的线路放电等级,通过线路放电试验验证额定重复转移电荷耐受能力。按 GB/T 11032 进行试验,重复转移电荷值应与使用脱离器的最高等级避雷器相同。对于配电类避雷器,采用 8/20 雷电冲击电流进行试验;对于
19、无间隙线路避雷器(NGLA),采用雷电冲击放电或取决于应用的长持续时间冲击电流。试验应在 3 个试品上进行,并与避雷器规定的电荷值相同。额定重复转移电荷 Qrs 值应从下列选取,并针对典型的避雷器产品提出指导意见:0.1 C1.2 C,级差为 0.1 C;1.2 C4.4 C,级差为 0.4 C;4.4 C10 C,级差为 0.8 C;10 C20 C,级差为 2 C;20 C 以上,级差为 4 C。注:下面给出了从电荷值计算相应冲击电流幅值的指导:长持续电流,2ms: / A 500 Qrs / C;长持续电流, 4 ms: / A 250 Qrs / C;正弦半波,2 ms: / A 78
20、6 Qrs / C;正弦半波,4 ms: / A 393 Qrs / C;8/20: / kA 62 Qrs / C;雷电流冲击: / kA 8 Qrs / C。上述计算出的电流幅值是近似值,计算采用理想矩形波代替长持续时间冲击电流波,采用理想 8/20 雷电冲击电流和理想 200us 正弦半波代替雷电冲击放电。由于实际电流波形不同于理想波形,为达到额定电荷值而需要的电流幅值可能不同于列出的值。对于内置式脱离器,该试验应按运行条件在带脱离器的避雷器(或比例单元)上进行;对于外置式 脱离器,可单独试验。试验后检查试品,脱离器不应动作,且无闪络、破碎或其他明显损伤的痕迹,并能通过后续所进行 的动作
21、特性试验。均压元件的电阻或电容值变化不超过 20%;每个试品,在后续的动作试验中通过对称电流 20A(有效值)时可靠动作。8.4.2 动作负载试验本试验按照 GB/T 11032 中的相关规定进行。试验在三只新试品上进行。脱离器试品与避雷器或避雷器比例单元试品串联,且被试避雷器或避雷器比例单元试品是设计使用 脱离器的各种避雷器中标称放电电流最大的那种设计。试验后检查试品,脱离器不应动作,且无闪络、破碎或其他明显损伤的痕迹,并能通过后续所进行 的动作特性试验。均压元件的电阻或电容值或直流参考电压变化不超过 10%;每个试品,在后续的动作试验中通过对称电流 20A(有效值)时可靠动作。8.4.3
22、脱离器长期运行电流试验试验在 3 只新的脱离器试品上进行。对试品施加制造商宣称的脱离器长期运行电流,持续 20mins,脱离器应不动作,并且无可见的损坏。试验后检查试品,脱离器不应动作,且无闪络、破碎或其他明显损伤的痕迹,并能通过后续所进行的动作特性试验。均压元件的电阻或电容值或直流参考电压变化不超过 10%;每个试品,在后续的动作试验中通过对称电流 20A(有效值)时可靠动作。8.4.4 大电流冲击耐受试验本试验按照 GB/T 11032 中的相关规定进行。对于内置式脱离器,该试验必须按运行条件带脱离器进行;对于外置式脱离器,可单独试验。应选 择脱离器设计所能配用的最大标称电流避雷器对应的试
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