2023高压并联电容器用放电线圈使用技术条件

高压并联电容器用放电线圈使用技术条件目 次前 言 Ⅱ范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1使用条件 3技术要求 5试验方法 10检验规则 148标志 159包装、运输和储存 17附录A（规范性）放线圈接线式及定电压 18附录B（资料性）型号表示方法 19IPAGEPAGE11PAGEPAGE10高压并联电容器用放电线圈使用技术条件范围本文件适用于额定频率50Hz6kV～66kV高压并联电容器装置所配用的单相全密封油浸规范性引用文件（包括所有的修改单适用于本文件。GB311.1绝缘配合第1部分：定义、原则和规则GB/T1094.2电力变压器第2部分：液浸式变压器的温升GB/T1094.33部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙GB/T1094.1111部分干式变压器GB/T2423.12A：低温GB/T2423.22B：高温GB/T7354高电压试验技术局部放电测量GB/T7595运行中变压器油质量GB/T11024.1标称电压1000V以上交流电力系统用并联电容器第1部分：总则GB/T14549电能质量公用电网谐波GB/T22071.2互感器试验导则第2部分：电磁式电压互感器GB/T26218.1污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第1部分：定义、信息和一般原则GB/T26218.2污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第2部分：交流系统用瓷和玻璃绝缘子GB/T26218.3污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第3部分：交流系统用复合绝缘子术语和定义下列术语和定义适用于本文件。电容器capacitor本质上由电容表征其特性的具有两个端子的设备。注：“电容器”一词是当不需要特别强调电容器单元或电容器组的不同含义时的用语。[来源：GB/T11024.1—2019，3.4]放电线圈dischargecoil当高压并联电容器装置从电源脱开后能将电容器端子上的电压在规定时间内降到规定值及以下的带有绕组的器件。高压端子highvoltageterminal与电容器并联连接构成泄放电容器剩余电荷的放电线圈的出线端子。一次绕组primarywinding与高压端子相连的绕组。二次绕组secondarywinding与二次端子相连的绕组。一次绕组共用端子shareterminalofprimarywinding供差压保护使用的放电线圈，每相具有两个独立磁路和两个独立一次绕组。一次绕组共有三个高压ratedprimaryvoltageUN放电线圈一次绕组端子间能连续承受的工频电压设计值的方均根值。额定二次电压ratedsecondaryvoltageU2N二次绕组端子间的工频电压设计值的方均根值。额定负荷ratedload在额定频率和额定二次电压下，二次端子间连接的与本文件规定的对应准确级的每一相的负荷（伏·安）数。配套电容器容量范围maximumreactivepowerofcapacitorco-ordinationforadischargecoil能满足电容器组的剩余电压在规定时间内降至规定电压以下时电容器组的三相容量上限值为配套电容器组容量范围，放电线圈适用于这个限值以下容量的电容器组。最高工作电压maximumoperationvoltage连续施加于放电线圈一次绕组端子间的不致使其寿命显著缩短的工频电压限值。额定绝缘水平ratedinsulationlevel放电线圈的绝缘，设计成能承受规定条件下的标准雷电冲击耐受电压和标准短时工频耐受电压。额定输出ratedoutput（在规定功率因数下以伏安表示）。准确度等级accuracyclass额定频率ratedfrequency放电线圈设计所规定的频率值。使用条件正常使用条件安装位置户外或户内。环境温度安装运行地点的环境温度范围为-50℃～+55℃。在此温度范围内按放电线圈所能适应的环境温度范围分为若干温度类别，每一温度类别均由下限温度和上限温度来表示。下限温度为放电线圈可以投入运行的最低气象温度，其值从5℃、-5℃、-25℃、-40℃、-50℃中选取。上限温度为放电线圈可以在其中连续运行的最高气象温度，其值从40℃、45℃、50℃、55℃中选取。它们对应的代号分别为A、B、C、D，相应的24h平均和年平均最高温度见表1。表1是以放电线圈不影响环境空气温度这一使用条件（例如户外安装）为前提确定的。任何下限温度和上限温度的组合均可选作放电线圈的温度类别。放电线圈的温度类别应与安装运行地点的环境空气温度相适应。这些温度值可在安装地区的气象温度表中查得。表1 上限温度的分类代号环境温度℃最高24h平均最高年平均最高A403020B453525C504030D554535海拔不超过1000m。抗污秽能力表2 爬电距离污秽等级最小额定爬电比距污秽等级最小额定爬电比距amm/kV爬电距离闪络距离统一爬电比距a很轻22.0－b轻27.8≤3.5c中等34.7≤3.5d重43.3≤4.0e很重53.7a≤4.0注1：对于实际爬电距离，允许有规定的制造偏差（见GB/T23752）。有关爬电距离的其他规定和制造偏差见GB/T26218.1。注2：众所周知，绝缘子的表面绝缘特性深受其形状的影响。注3：表中的值适用于瓷绝缘子。根据GB/T21429—2008，复合绝缘子具有更好的耐污秽性能。a在污秽度极其严酷的情况下，选取53.7mm/kV的额定爬电比距可能不能满足要求。根据运行经验和试验室试验结果，可选取更大的爬电距离，但必须考虑在某些情况下冲洗的可行性。安装环境无腐蚀性气体、蒸汽，无导电性或爆炸性灰尘。安装场所无剧烈的机械振动。最大风速35m/s。相对湿度月平均相对湿度不超过90％，日平均相对湿度不超过95％。特殊使用条件如在与4.1不符合的特殊条件下使用时，由制造方和购买方商定。运行条件稳态过电压放电线圈的工频稳态过电压和相应允许施加时间应符合表3的规定。表3 工频稳态过电压工频稳态过电压倍数最大持续时间说明1.10长期（每24h不超过12h）指长期工作电压的最高值不超过1.1倍表3（续）1.15每24h中30min系统电压的调整和波动1.205min轻荷载时电压升高1.301min操作过电压2.0，持续时间不大于1/2周波的过渡过程；开断时可能受到1.372倍施加电压（有效值）的作用。故障（一相电容器贯穿性击穿）开断时可能受到1.92倍施加电压（有效值）的作用。工频加谐波过电压如果放电线圈在不高于1.1U1N电压下长期运行，则包括所有谐波分量在内的电压峰值应不超过1.22U1N。技术要求额定值额定一次电压星形接线的放电线圈，且其中性点与电容器组中性点相连接时，其额定一次电压按表4选取。注：当电容器组为中性点不能引出，放电线圈为星形接线时，其额定一次电压取系统标称电压除以3后的1.05倍。额定绝缘水平安装在地电位处的放电线圈的额定绝缘水平应符合表5中相应规定。（无二次绕组或有二次绕组并带有对地隔离装置时的额定绝缘水平应符合表6相应规定。放在绝缘台架上的一次绕组准备接壳的端子与外壳绝缘时，它应能承受额定短时工频耐受电压3kV（有效值）。放电线圈的二次绕组应能承受额定短时工频耐受电压3kV（有效值）。表4 放电线圈额定一次电压单位：千伏系统标称电压6102035666.3/310.5/310.5/23+10.5/231212/2+12/22222/2+22/24040/2+40/2额定一6.6/311/311/23+11/231313/2+13/22323/2+23/24242/2+42/2次电压7.2/312/312/23+12/231414/2+14/22525/2+25/24444/2+44/2注：当一次绕组由公用端子时，其额定电压按购买方要求设计，见附录B。表5 安装在地面上外壳接地的放电线圈的绝缘水平单位：千伏系统标称电压（方均根值）610203566额定一次电压6.3/36.6/37.2/310.5/3312/310.5/23+10.5/2311/23+11/2312/23+12/2312131412/2+12/213/2+13/214/2+14/222232522/2+22/223/2+23/225/2+25/240424440/2+40/242/2+42/244/2+44/2额定短时工频耐受电压（方均根值）25/3235/4255/6580/95160额定雷电冲击耐受电压（峰值）6075125185350注：斜线下的电压为干燥状态下的值。表6 置绝缘平台放电线圈绝缘水平单位：千伏系统标称电压3566额定一次电压值12.5或12.5/222或22/2额定短时工频耐受电压（方均根值）35/4255/65额定雷电冲击耐受电压（峰值）75125注：斜线下的电压为干燥状态下的值。额定频率50Hz。相数单相。放电容量放电容量不应小于相配套电容器组的容量。额定二次电压3100V、100 V。3如果另有要求，由制造方和购买方商定。额定输出及准确度等级30VA、50VA，0.5级；50VA、100VA，1级。当放电线圈有两个二次绕组时，每个二次绕组的额定输出和准确级应分别满足0.5级，30VA或50VA；1级，50VA或100VA。注：下标横线的数值为优先值。性能要求绝缘电阻一次绕组对二次绕组、铁芯和外壳的绝缘电阻不小于1000MΩ（20℃时）。二次绕组对铁芯和外壳的绝缘电阻不小于500MΩ（20℃时）。耐受电压放电线圈耐受电压见表7。表7 放电线圈耐受电压电压类型安装场所电压施加部位电压值施加时间或次数试验方法条号工频电压地面连在一起的高压端子对接地铁芯、外壳和二次端子按表51min6.7连在一起的二次端子对接地铁芯和外壳3kV1min6.7雷电冲击电压连在一起的高压端子对接地铁芯、外壳和二次瑞子按表5正、负各3次6.9工频的整倍频率（感应耐压）地面同相高压端子相互之间2.5U1N15s～60s6.8台架上外壳接固定电位同相高压端子相互间，将一个拟接地外壳的高压端子接外壳2.5U1N15s～60s6.8工频电压拟接外壳的高压端子对外壳、铁芯和二次端子3kV1min6.7放电性能在额定频率和额定电压下，放电线圈与规定容量上限值的并联电容器相并联，当电容器断电以后，其端子间的电压在5s内应由2U1N降至50V以下。放电线圈应能承受在1.92U1N电压下电容器储能放电的作用。绕组直流电阻绕组直流电阻应符合设计值规定。准确度等级测量准确度等级由规定运行条件下的最大允许电压误差百分数来标称见表8规定。表8 准确度等级项目测量准确级0.51.0误差限值相位差’±20±40表8（续）运行条件电压%90～130频率%95～105运行温度类别温度类别的下限温度至上限温度负荷%0～100负荷功率因数0.8（滞后）温升在1.1（功率因数在表9 油浸式放电线圈的绕组温升放电线圈测温部位测温方法放电线圈测温部位测温方法温升限值aK绕组电阻法50a：温度类别上限值超过+40℃时，温升限值应减少（例如+55℃类别时，温升限值为40K）。表10 干式放电线圈的绕组温升测温部位测温方法测温部位测温方法绝缘耐热等级a温升限值K绕组电阻法B65F90a：对于铁芯、金属部件和与其相邻的材料温升限值，应取在任何条件下不会出现使它们受到损害的温度。介质损耗因数35V32℃66V22℃时）。机械强度规定的试验载荷可从任意方向施加于高压端子。正常安装方式下，放电线圈本体、套管和高压端子应能承受500N的静态试验载荷，规定的试验载荷可从任意方向施加于高压端子。二次端子应能在水平和垂直方向承受250N的静态载荷。局部放电局部放电的要求对全部电压等级的干式放电线圈均适用，并适用于20kV及以上油浸式放电线圈。局部放电水平应不应超过表11所列的限值。预加电压及测量电压也列在同一表中。绝缘油性能绝缘油性能应符合GB/T7595及有关标准规定的要求，检验规则按本文件要求进行。表11 局部放电水平系统标称电压kV试验电压施加方式预加电压有效值测量电压有效值允许局部放电水平pC油浸式干式6～66一次绕组对铁芯、外壳和二次绕组0.8倍工频耐受电压1.3U1N5206～66一次绕组两高压端子之间2.15U1N1.3U1N520短路承受能力在额定电压下，能承受二次短路电流在ls时间内所产生的热和机械力的作用而无损伤。结构要求放电线圈外露空气中金属部分应有良好的防腐蚀层，并符合户外防腐电工产品的涂漆标准及相应技术文件的要求。油浸式放电线圈的密封性能应在最高运行温度下（户外型还应考虑太阳直晒）不应出现渗0.05MPa，并在下限温度下不应出现负压。GB/T1094.11安装在地面上的放电线圈两个高压端子之间、高压端子与外壳之间以及支柱绝缘子带电部126kV～20kV电压等级放电线圈外壳接地螺栓直径应不小于8mm，35kV～66kV电压等级应不小于12mm。二次出线端子螺杆直径不应小于8mm，并用铜或铜合金制成。产品结构部件应有足够的机械强度，并必须安装方便。放电线圈应为全密封结构，在预期寿命期内不必更换部件。油浸式放电线圈是否装压力释放器由购买方和制造厂协商。高压端子、二次端子、接地端子和铭牌等齐全，固定牢固。干式放电线圈宜采用正向垂直安装方式，反向/侧向悬挂式安装时应有足够的强度，保证使用寿命内产品不能开裂。户外使用放电线圈二次接线盒防护等级不低于IPX4。（台表12 电气距离系统标称电压kV一次绕组共用端子对两端高压端子之间的电气距离mm两个高压端子之间、高压端子与外壳之间以及支柱绝缘子带电部分对地的电气距离mm户内户内610010020010100125200201501803003520030040066325—650试验方法试验条件放电线圈的一切试验和测量，除另有规定者外，均应在20士15的范围内进行。试验所用的工2士14549的要求。外观检查用量具测量电气距离。绝缘电阻测量2500VV绝缘电阻表测量绝缘电阻，并应记录环境温度和湿度。绕组直阻测量介质损耗测量对35kV及以上的油浸式放电线圈，用高压交流电桥或其他测试仪器测一次绕组与铁芯、外壳和二次绕组间的介质损耗因数，并记录测试温度。应在10kV至额定电压下测量，其试验要求应符合5.2.7条和GB/T22071.2的规定。绕组端子标志检验在二次绕组上结一只适当量程的直流电压表，在一次绕组上施加1.5V~12V的直流电压，并使对应端子的极性相同，如图1所示。如果在直流电源接通瞬间，电压表的指针向正的方向（向右）偏转，则绕组的极性为减极性（连接组的标号为12）。同一极性的端子为同名端。绕组端子标志检验也可和误差试验或变比试验同时进行。图1绕组端子标志检验电路图工频电压试验（干试或湿试）工频电压试验按GB311.1的要求进行。5.2.2验收试验的工频试验电压值为出厂试验值的90％。感应耐压试验试验通常按GB/T1094.3的要求进行。感应耐压试验电压按5.2.2条要求，施加时间按式（1）计算，但最短不得短于15s。试验频率为额定频率2倍及以下时，施加lmin。n×0 1）ft式中：t——电压试验时所需经历时间，s；fn——额定频率，50Hz；ft——试验频率，Hz。雷电冲击电压试验试验按GB/T1094.3的要求进行，在连接在一起的高压端子与铁芯、外壳和短接的二次绕组间施加正、负极性标准雷电冲击波（1.2/50μs）各3次。不需作大气条件校正。如果全电压下所记录的电压瞬间波形图与降低电压下所记录的相应波形图无明显差异，则试验合格。装在台架上外壳接固定电位的放电线圈不作雷电冲击电压试验。误差试验50Hz0.5Hz49.5Hz～50.5Hz90～13％额定电压以及0和100％额定二次负荷下进行。误差试验采用电桥法。使用电压表在0（不大于密封性试验（油浸式放电线圈）80后至少保持12h油箱内压力不大于0.05MPa。冷热交变通电试验（干式放电线圈）冷热交变通电试验的温度控制方法按照GB/T2423.1和GB/T2423.2进行。冷热交变试验冷热交变试验按下列步骤进行：被试放电线圈试验环境温度从室温2小时内连续均匀升至50℃（或按环氧树脂材质报告单规定温度）并保持4小时；试验箱温度2小时内连续均匀降至0℃保持2小时；试验箱温度由0℃在2小时内连续均匀降至温度下限值（或按环氧树脂材质报告单规定温度），保持不少于6小时，直流电阻无明显变化；试验箱温度2小时内连续均匀升至0℃，保持2小时；循环步骤a至步骤d三次（至少执行3个循环或者按另行规定的技术文件要求）；f）试验箱2小时内连续均匀降至室温。试验后，放电线圈外观应无开裂，耐受电压性能和准确级应满足本文件要求。冷冻放电试验在下限温度下，放电5次不开裂。绝缘油性能试验放电线圈用绝缘油应进行击穿电压和介质损耗因数测量，试验应按GB/T7595和GB/T22071.2的要求进行。空载电流及损耗试验在工频额定电压下进行，可在二次侧加压，一次侧开路进行试验，也可在一次侧加压，二次侧开路。温升试验温升试验方法按照GB/T1094.2和GB/T1094.11的要求进行。绕组温升应采用电阻法测量；绕组以外的其他部位的温升，可用温度计法或热电偶法测量。放电试验选取放电容量上限值的电容器组，以直流充电至1.902倍额定电压值，然后通过放电线圈放电，并记录放电电压波形，5min内完成5次放电。试验前后测试放电线圈空载电流值应无明显变化。注：干式放电线圈在下限温度下充直流电至1.902额定电压放电5次。选取放电容量上限值的电容器组，以直流充电至2倍额定电压值，然后通过放电线圈放电。测量放电5s时的电容器端子电压，并记录放电电压波形。使用一次绕组共用端子作为放电回路进行放电试验未通过时，放电试验不合格。短路承受能力试验10％，试验一次，试验中记录施加电压和短路电流波形。一次绕组有共用端子时，可以分别进行，也可以同时进行。当无二次绕组时，不必试验。试验合格的判别原则：放电线圈未受明显损伤；复测误差并与短路试验前测试值相比，其误差不超过相应准确级限值的一半，且仍满足相应准确级的要求；所有端子放电测试都通过；能承受6.7条及6.8条所规定的电压（干试）试验，但试验电压值降至原规定值的90％。爬电比距检验（油浸式高压端子间、高压端子对地电气距离检验高压端子对外壳的电气距离指高压端子对外壳或外壳突出部分或二次出线端子的最小直线距离。励磁特性测量放电线圈应进行励磁特性测量，其测试要求应符合GB/T22071.2之规定。试验时测量0.2、0.5、0.8、1.0、1.1、1.3、1.5倍额定电压下的励磁电压和电流值。有二次绕组时，试验电压可以施加于二次端子上。局部放电试验试验回路和测试设备试验回路和测试设备按GB/T7354标准执行，测试灵敏度能达到测出局部放电量5pC的水平。注1：油浸式在温度下限下进行。注2：干式在放电前后进行。试验程序一次绕组对铁芯、外壳及二次绕组的局部放电试验1160301130s后进行测量。但对安装在台架上的产品拟接外壳的端子不做局部放电试验。高压端子之间的局放试验感应耐压升至表515s～4010s，测得的局部放电水平不超过表9的规定值。试验时的一高压端子接电源，另一高压端子接外壳并接地。两端子接线方式对调以后再试验一次。机械强度试验放电线圈以正常运行方式安装，在套管接线端子、二次端子的水平方向和垂直向上/下方向分别施加规定的静载荷lmin，如果没有发现损坏或漏油，则认为通过本项试验。检验规则试验分类试验分为出厂试验、型式试验和验收试验。出厂试验每台产品出厂时，必须进行出厂试验，试验项目如下：a）外观检查；b）绝缘电阻；绕组直阻测量；介质损耗因数测量；端子标志检验（带有二次绕组时）；f）空载电流及损耗试验；g）工频电压试验（干试）；h）感应耐压试验；i）误差试验（带有二次绕组时）；j）密封性试验；k）绝缘油性能试验；l）局部放电试验；m）励磁特性测量。型式试验a）工频电压（湿试）试验（户外产品）；b）雷电冲击电压试验；c）冷热交变通电试验（干式放电线圈）；d）温升试验；放电试验；机械强度试验；h）爬电比距检验；i）高压端子之间、高压端子对外壳电气距离检验。验收试验验收试验是在安装前进行的试验，试验项目如下：a）外观检验；b）绝缘电阻；绕组电阻测量；介质损耗因数测量（35kV及以上油浸式）；e）误差试验（必要时）；工频电压试验（干试）；局部放电试验（干式和20kV及以上油浸式放电线圈），若产品出厂时有局部放电试验报告时，可不进行本项试验或选取部分产品开展抽查试验。感应耐压试验（对绝缘有怀疑时进行，试验电压为出厂值的85%）。标志和随行文件标志铭牌a）放电线圈名称；b）型号；c）额定一次电压；d）额定二次电压；e）额定频率；f）额定输出/准确度等级；g）配套电容器容量范围；h）相数；i）绝缘水平；j）环境温度；k）出厂序号；l