202312kV~40.5kV空气绝缘开关柜现场电晕试验导则.doc
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1、12kV40.5kV空气绝缘开关柜现场电晕试验导则1目次前言II1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 试验回路和测量系统24.1 试验回路24.2 测量系统35 出厂局放试验45.1 总则45.2 试验标准及判据46 现场电晕试验56.1 概述56.2 试验原理56.3 试品要求56.4 试验程序66.5 试验标准及判据76.6 现场要求76.7 现场电晕试验记录格式87 外部干扰抑制87.1 外部干扰的主要形式及识别87.2 抑制干扰措施88 电晕放电定位88.1 一般要求88.2 紫外放电定位98.3 超声波放电定位9附录A (资料性附录) 电晕放电的典型图谱10附录B (资料
2、性附录) 弧光接地过电压水平12附录C (资料性附录) 电晕试验数据记录格式1412kV40.5kV空气绝缘开关柜现场电晕试验导则1 范围本标准给出了12kV40.5kV空气绝缘开关柜现场电晕试验方法,规定了空气绝缘开关柜现场电晕试验的电晕放电量水平。本标准适用于12kV40.5kV空气绝缘开关柜的现场电晕试验。2 规范性引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本标准。GB/T 2900.5 电工术语GB/T 7354-2003 局部放电测量(eqv IEC 60270:2000
3、)GB 3906 3.6kV40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备DL/T 417 电力设备局部放电现场测量导则DL/T 848.3 高压试验装置通用技术条件第3部分 无局放试验变压器DL/T 404 3.6kV40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备DL/T 345 带电设备紫外诊断技术应用导则DL/T 620-1997 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL 408 电业安全工作规程(发电厂和变电所电气部分)3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1 局部放电(局放) partial discharge(PD)GB/T 7354-2003的3.1适用。注: 局部放电可能发生在绝
4、缘内部或导体附近的地方。3.2 电晕 corona在紧靠未绝缘或稍有绝缘的导体处的气体中发生,由该导体距其他导体较远而产生的强发散电场引起的局部放电簇。注: 电晕是局放放电的一种形式,通常产生光和噪声。3.3 电晕放电 corona discharge气体介质在不均匀电场中的局部自持放电。注1: 电晕放电可以是相对稳定的放电形式,也可以是不均匀电场间隙击穿过程中的早期发展阶段。注2: 通常情况下,电晕放电指导体尖端或电场不均匀处的空气中的放电,局部放电指固体绝缘内部放电。3.4 视在放电量q quantity of apparent dischargeGB/T 7354-2003的3.3适用。
5、3.5 重复出现的最大电晕放电值 largest repeatedly-occurring corona discharge magnitude满足GB/T 7354-2003中脉冲序列相应的测量系统所记录到的最大量值。3.6 背景噪声水平 background noiseGB/T 7354-2003的3.6适用。3.7 电晕放电起始电压corona discharge inception voltage指试验电压从不产生电晕放电的较低电压逐渐增加时,在试验中电晕放电量超过某一规定值时的最低电压值。3.8 电晕放电熄灭电压corona discharge extinction voltage指
6、试验电压从超过电晕放电起始电压的较高值逐渐下降时,在试验中电晕放电量小于某一规定值时的最高电压值。3.9 弧光接地过电压partial discharge extinction voltage中性点不接地(绝缘)系统中,一相接地将使另两相对地电容通过电源电感再充电产生的过电压,称为电弧接地过电压,又称弧光过电压。3.10 脉冲电流法 pulse current method局部放电产生电荷交换,通过测试回路在试品两端出现视在放电电荷,并形成脉冲电流,检测阻抗两端可采集到与脉冲电流成比例的脉冲电压信号,信号的大小与试品的视在放电电荷有关。注: 脉冲电流法又称“电荷法”。3.11 局部放电测量系统
7、 partial discharge measuring systemGB/T 7354-2003的3.8适用。并做如下补充:本校准采用局部放电测量系统测量开关柜电晕放电。3.12 电晕放电定位corona discharge location通过日盲紫外成像、超声波传感器等手段来确定电晕放电的部位。4 试验回路和测量系统4.1 试验回路本系统采用脉冲电流法进行空气绝缘开关柜电晕试验测量,试验回路推荐选择测量阻抗与耦合电容器串联回路的直接法。其基本回路如图1所示。Zf 高压滤波器;Cx 试品等效电容;Zm 测量阻抗;Ck 耦合电容;M 测量仪器图1 开关柜电晕试验测量基本回路测量阻抗与耦合电容
8、器串联回路主要包括:a) 试品等效电容Cx;b) 耦合电容Ck(Ck在试验电压下不应有明显的局部放电); c) 测量阻抗Zm。测量阻抗是一个四端网络的元件。测量阻抗应具有阻止试验电源频率进入仪器的频率响应。连接测量阻抗和测量仪器中的放大单元的连线,通常为单屏蔽同轴电缆。d) 根据试验时的干扰情况,试验回路可以选择低通滤波器Zf,以减低来自电源的干扰,也能适当提高测量回路的最小可测量水平。e) 局部放电测量仪M。4.2 测量系统4.2.1 耦合装置耦合装置是测量系统和试验回路的一个主要部分,其组件是针对特定的试验回路为达到最佳的灵敏度而专门设计的,一台测量仪器只能与特定的耦合装置相配。耦合装置通
9、常是一个有源或无源二端口网络,它把输入电流转换成输出电压信号。这些信号由传输系统传给测量仪器。耦合装置的频率响应按输出电压与输入电流之比定义,其选择至少要有效防止试验电压及谐波频率进入仪器。耦合装置与试品之间的连接宜根据实际尽量短,以减小对测量带宽的影响。4.2.2 局部放电测量仪采用脉冲电流法进行开关柜电晕试验。常用的局部放电测量仪器的频带可分为宽频带和窄频带两种。其由如下参数决定:a) 下限频率f1上限频率f2其定义为:对一恒定的正弦输入电压的相应A,宽频带仪器分别自一恒定值下降3dB时的一对(上、下限)频率,窄频带仪器分别自一恒定值下降6dB时的一对(上、下限)频率。b) 频带宽度f:宽
10、频带和窄频带两种仪器的频带宽度均定义为:f= f2- f1c) 谐振频率f0:窄频带仪器的响应具有谐振峰值,相应的频率称为谐振频率f0。出厂及现场进行开关柜电晕试验时,推荐采用宽频带测量仪器。一般选用宽频带测量仪器,例如f1 =(1050)kHz,f2 =(70400)kHz。电晕放电量单位为皮库(pC)。4.2.3 校准装置确定整个试验回路的换算系数K,称为视在放电量的校准,换算系数K受回路Cx,Ck,Cs(高压对地的杂散电容)及ZM等元件参量的影响。因此,试验回路每改变一次必须进行一次校准。校准的基本原理:视在放电量校准的基本原理是:以幅值为U0的方波通过串接小电容C0注入试品两端,此注入
11、的电荷量为:Q0=U0C0(1)式中: U0方波电压幅值,单位为伏特(V);C0电容,单位为皮法(pF);Q0电荷量,单位为皮库(pC)。校准方波的波形校准方波的上升时间应使通过校准电容C0的电流脉冲的持续时间比1/f2要短,校准方波的上升时间不应大于0.1s,衰减时间通常在100s1000s范围内选取。目前大都选用晶体管或汞湿继电器做成小型电池开关式方波发生器,作为校准电源。视在放电量的校准分为直接校准和间接校准两种方式。a) 将已知电荷量Q0注入试品两端称为直接校准,其目的是直接求得指示系统和以视在放电量Q表征的试品内部放电量之间的定量关系,即求得换算系数K。这种校准方式是由GB/T 73
12、54推荐的。b) 将已知电荷量Q0注入测量阻抗Zm两端称为间接校准,其目的是求得回路衰减系数K1,并由校准脉冲相比较而直接读出放电量值。校准时应注意:校准方波发生器的输出电压U0和串联电容C0的值要用一定精度的仪器定期测定,校正周期一年一次;U0和C0的误差(或不确定度)应小于3%。如U0一般可用经过校核好的示波器进行测定;C0一般可用合适的低压电容电桥或数字式电容表测定。方波上升沿时间应满足标准要求。每次使用前应检查校准方波发生器电池电量是否充足。从C0到Cx的引线应尽可能短直,C0与校准方波发生器之间的连线最好选用同轴电缆,以免造成校准方波的波形畸变。当更换试品或改变试验回路任一参数时,必
13、须重新校准。5 出厂局放试验5.1 总则推荐在屏蔽效果较好的高压试验室(大厅)中进行出厂局放试验。优先选择完整装配的试品,开关柜类型应至少包括大电流柜(主进柜)、馈线柜、电压互感器柜等。5.2 试验标准及判据开关柜出厂局放试验按照DL/T 404-2007附录B进行,最大允许局部放电量应满足附录B.5的规定,即:1.1Ur(Ur为额定电压)相间电压下为100pC。并做如下补充:a) 应单独对现场安装使用的主母排进行局部放电试验,最大允许局部放电量应满足DL/T 404-2007附录B.5中的规定。电压互感器、电流互感器、套管、固封极柱、绝缘筒、绝缘子等常规元件的局部放电量应满足相应元件的标准要
14、求。b) 在1.5Ur相间电压下最大允许的局部放电量:额定电压12kV开关柜为500pC,额定电压24kV和40.5kV开关柜为2000pC。注1: 考虑到中性点非接地系统允许单相接地2小时特殊工况,单相弧光接地过电压水平一般为2.5倍相电压(约1.5Ur),因此,试验电压包括1.5Ur。注2: 在排除外界干扰的情况下,1.1Ur相间电压下和1.5Ur相间电压下的局放试验有可能同时包含固体绝缘中的局部放电和导体表面或者电场集中区域的电晕放电,测量读数取局放信号重复出现的最大值。受开关柜设计尺寸和导体曲率半径的限制,造成额定电压24kV和40.5kV开关柜在1.5Ur下的放电量比较大。注3: 考
15、虑到更高电压等级下试品更容易激发空气中的电晕放电,因此,不同电压等级下的最大允许放电量取值有所区别。6 现场电晕试验6.1 概述本标准4.1和4.2中所给出的试验回路和测量仪器主要用于空气绝缘开关柜的现场电晕试验。现场电晕试验主要考核开关柜在现场并柜安装、搭接面处理、长母排安装等方面的整体装配工艺水平。注: 开关柜现场电晕试验与出厂局放试验的区别在于:出厂局放试验主要考核开关柜内部有机绝缘材料和制造中可能出现的绝缘缺陷,由于变电站现场工况复杂,电晕放电现象更为普遍,因此以现场电晕试验作为绝缘试验的补充。6.2 试验原理试验接线原理如图2所示。试验设备包括无晕试验变压器(含可调电源)、分压器、耦
16、合电容、局部放电测量仪等。Zm 测量阻抗;C 耦合电容;M 局部放电测量仪图2 现场开关柜电晕试验接线原理图6.3 试品要求试品应满足如下要求:a) 出厂局部放电试验合格,并满足本标准5.2的要求。b) 开关(配电)室所有开关柜需整体装配完毕(含母线桥),所有常规试验合格。c) 试品表面应清洁干燥。与试品相连的引线(母排)、避雷器、电缆等设备断开并接地。d) 开关柜内电流互感器二次短接并接地,带电显示装置高压信号线短接并接地,所有断路器、隔离开关合闸,接地开关断开。e) 考虑到中性点非接地系统允许单相接地2小时特殊工况,交接试验均应带电压互感器进行。若为带消谐装置或四PT接线需断开中性点消谐装
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