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碳化硅阀式避雷器试验作业指导书

发表时间: 2023-11-08 14:43:46

作者: 武汉华顶电力

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1范围

本作业指导书规定了碳化硅阀式避雷器的交接验收试验、预防性试验的试验项目、作 业程序、试验结果判断和试验注意事项。适合电力生产、基建、试验研究单位在碳化硅阀 式避雷器的交接验收、预防性试验、检修过程中应用。制定本指导书的目的是在检查碳化硅阀式避雷器的制造与安装质量 , 以及在检查运行 中避雷器的安全状况过程中规范试验操作、保证试验结果的准确性 , 为设备运行、监督、 检修提供依据。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本作业指导书的引用而成为本作业指导书的条款。凡是注目期 的引用文件 , 其随后所有的修改单或修订版均不适用于本作业指导书 , 然而 , 鼓励根据本 作业指导书达成协议的各方研究是否可使用这些文件的版本。凡是不注日期的引用文 件 , 其版本适用于本作业指导书。GB50150 电气装置安装工程电气设备交接试验标准

3安全措施3.1为保证人身和设备安全 , 在进行绝缘电阻或直流试验后应对试品充分放电。

3.2在进行高压试验时 , 应有专人在试验场地周围监护 , 严禁非试验人员进入试验场地。 a) 进入试验现场 , 试验人员必须戴安全帽 , 穿绝缘鞋。

b) 现场试验工作必须执行工作票制度 , 工作许可制度 , 工作监护制度 , 工作间断、

       转移和终结制度。

c) 在现场进行试验工作时 , 试验人员应注意保持与带电体的安全距离不应小于安全

       规程中规定的距离。

d) 试验现场应装设遮栏或围栏 , 悬挂 " 止步 , 高压危险 !" 的标示牌 , 严禁非试验人员进入试验场地。

e) 试验器具的金属外壳应可靠接地 , 试验仪器与设备的接线应牢固可靠。

f) 工作中如需使用梯子等登高工具时 , 应做好防止高空坠落的安全措施。

g) 试验装置的电源开关 , 应使用具有明显断开点的双极刀闸 , 并有可靠的过载保护

       装置。

h) 开始试验前 , 负责人应对全体试验人员详细说明在试验区应注意的安全注意事项。

i) 试验过程应有人监护并呼唱 , 试验人员在试验过程中注意力应高度集中 , 防止异

 

常情况的发生。当出现异常情况时, 应立即停止试验 ,查明原因后 , 方可继续试验。

j) 变更接线或试验结束时 , 应首先将调压器回零 , 然后断开电源。

k) 为保证人身和设备安全 , 在进行绝缘电阻或电导电流测量后应对试品充分放电。 l) 试验结束后 , 试验人员应拆除试验临时接地线 , 并对被试设备进行检查和清理现场。

m) 试验应在天气良好的情况下进行 , 遇雷雨大风等天气应停止试验。

4工作程序

 4.1 试验项目 本作业指导书包括碳化硅阀式避雷器的以下试验项目 :

a) 绝缘电阻 ;

b) 电导 ( 泄漏电流 ) 及检查串联组合元件的非线性系数差值 ;

c) 工频放电电压 ;

d) 放电计数器试验。

4.2 试验流程 ( 建议 )

    试验流程如图 1 所示。






电导电流

及非线性

系数差值







绝缘电阻

试验

 


底座绝缘

电阻试验


工频放电

电压

放电计数器试验




 图 1 试验流程

4.3 人员要求

    本作业需要作业人员 2~3 人。作业人员应熟悉高压试验的有关要求和避雷器有关原

理。

4.4 设备要求

本项工作要求设备如下 :

a) 60 kV 直流发生器 1 台 ;

b)2500 v 及以上兆欧表 1 个 ;

c) 试验变压器、调压器、分压器等。

4.5 试验方法

碳化硅阀式避雷器分为不带并联电阻避雷器、带有并联电阻避雷器。

4.5.1 不带并联电阻避雷器 (FS型 ) 的试验

4.5.1.1 测量避雷器及底座绝缘电阻

4.5.1.1.1 测量方法

采用 2500 v 兆欧表测量 , 并加屏蔽环 , 以消除表面泄漏电流的影响。

4.5.1.1.2 判断方法

FS型的绝缘电阻交接时应大于 2500 , 运行中应大于 2000 , 当测量值低于规定值时 , 为查明原因 , 可进行泄漏电流的测量 , 泄漏电流一般不大于 10 件 , 当测量值大 于 2000  时 , 一般可不做泄漏电流试验。

    底座绝缘电阻自行规定 , 可在带电情况下检查。

411.1.3 试验注意事项

    当天气潮湿时 , 表面泄漏电流影响很大 , 应引起试验人员的注意 , 严重时可以加屏蔽。

4.5.1.2 测量工频放电电压

4.5.1.2.1 测量目的

对于FS型避雷器 , 测量工频放电电压的目的是检查火花间隙的结构及其特性是否正 常 , 检查它在内过电压下是否有动作的可能性。

4.5.1.2.2 判断方法

EB 型避雷器的工频放电电压应该在表 1 所示范围内。

 表 1 FS避雷器的工频放电电压

额定电压

3

6

10

放电电压

交接时、大修后

9~11

16~19

26~31

运行中

8~12

15~21

23~33

 4.5.1.2.3 试验注意事项

a) 电压测量的问题。FS型避雷器在间隙击穿以前 , 流过避雷器的电流是很小的 , 如 果保护电阻 R 的数值不大 , 则可以认为变压器高压侧的电压即是作用在避雷器的电压。因此可以近似地根据变压器的变比和低压侧电压表的读数来求避雷器的放 电电压 , 但是好能够做一下变压器高低压侧 ( 或对测量线圈 ) 电压的校正曲线。

b) 保护电阻 R 数值的选择问题。如果为了避免避雷器在试验时候不能自行熄弧而将 间隙烧坏 , 采用增大 R 阻值的方法 , 会给试验带来严重的误差 , 因为当避雷器火 花间隙虽然已经开始放电 , 但由于 R 太大 , 所以电流非常小 , 不足以在间隙中建弧 , 当电压继续升高以后 , 火花间隙中才能建立稳定的工频电弧 , 表计才能有所反映 , 这样就使测量的工频放电电压超过实际的真实数值 , 造成误判断 , 而将工 频放电电压较低的避雷器误认为合格。所以在实际试验当中应控制间隙击穿以后 工频电流不超过 0.7A 。可以参照下面的公式选择 R :式中 :

I  —通过避雷器的电流 ,A;

U  —估计的避雷器的放电电压 ,V;

XB —试验避雷器的电抗 ( 折算到高压侧 ), 。 ;

R —加入的限流电阻。

试验时还应注意 , 在间隙击穿以后 , 电流应在 0.5s 内切断 , 以免间隙烧坏。

c) 升压速度问题。在试验的时候 , 升压的速度应该控制 , 不宜太快 , 以免电压表由 于机械惯性作用而得不到正确的读数 , 升压的速度一般可以按照下面的速度来控 制 :

1)1OKV 及以下避雷器 :3~5kV/s;

2)20~35KV的避雷器 :15~2OKV/s。

    d) 放电的问隙问题。避雷器在进行两次放电之间的间隔时间应该不小于 1Os, 以免

间隙内部没有充分去游离 , 造成放电电压偏低或分散性较大。

4.5.1.3 放电计数器试验

4.5.1.3.1 试验目的

该试验项目能判断计数器是否状态良好 , 判断其能否正常动作。

4.5.1.3.2 试验方法

    可以采用专门的放电计数器测试仪器或者采用并联电容充放电的方法。

4.5.1.3.3 判断方法

    测试 3~5 次 , 均应正常动作。

4.5.2 带有并联电阻避雷器的试验

带有并联电阻的避雷器一般型号为 EZ(PBC 、 ID) 型、 FCZ 和 FCD 型 , 为了改善避 雷器的放电特性 , 在路型避雷器的基础上 , 增加了并联 ( 分路 ) 电阻 , 所以在试验项目 上有一些不同 , 体现在以下一些方面 :

a)  由于增加了并联 ( 分路 ) 电阻 , 所以必须检查并联电阻的通断和接触情况及非线性电阻系数是否近似相等 , 增加了测量电导电流及检查串联组合元件的非线性

系数差值。

b) 限制测量工频放电电压的加压时间。由于增加了并联 ( 分路 ) 电阻 , 在做工频放 电电压试验时 , 并联电阻上会有电流通过 , 因为并联电阻的热容量不大 , 所以在 接近放电电压时 , 如果持续时间太长 , 就会使并联电阻因发热而损坏 , 所以加压 时间与 FB 型避雷器相比较有所不同。

4.5.2.1 测量避雷器及底座绝缘电阻

4.5.2.1.1 测量目的

此项试验除了检查内部受潮、瓷套裂纹等缺陷以外 , 还可以检查并联电阻通断 , 是否 老化变质或断裂以及接触情况。测量底座绝缘电阻判断底座绝缘是否良好。

4.5.2.1.2 测量方法

    采用 2500 v 兆欧表测量 , 并加屏蔽环 , 以消除表面泄漏电流的影响。

4.5.2.1.3 判断方法

    绝缘电阻:可以自行规定,但是与前一次及同类型的测量数据相比较 ,不应有显著变化。

   底座绝缘电阻 : 自行规定 , 可在带电情况下检查。

4.5.2.2 测量电导电流及串联组合元件的非线性因数差值

4.5.2.2.1 测量目的 为了检查避雷器的并联电阻是否受潮、老化、断裂、接触不良以及非线性系数是否合适。

4.5.2.2.2 测量方法 电导电流是当避雷器两端施加直流电压时避雷器通过的电流。 测量电导电流时施加的直流电压可以参照表 20

表 2 测量电导电流时施加的亘流电压

元件额定电压

3

6

10

15

20

30

试验电压U1

8

10

12

试验电压U2

4

6

10

16

20

24

 

非线性因数由下式来决定 :


式中 :

—避雷器并联电阻的非线性因数 ;

U1 、I1 —50% 额定试验电压及此电压下的电导电流值 ;

U2 、I2 —额定试验电压及此电压下的电导电流。

每个元件的非线性因数应在 0.35~0.45 之间。当避雷器由几个元件组合而成时 , 同一串联元件组两个元件的非线性因数的差值称之为非线性系数差值。

4.5.2.2.3 试验注意事项

    a) 施加在避雷器两端直流电压应符合 GB/T16927.1 的要求 , 并且高压的测量应该在

       高压侧使用屏蔽线进行。

    b) 如果避雷器由两个或两个以上的元件组成 , 应该对各个元件进行试验。

4.5.2.2.4 判断方法

    陀、 FCZ 、 FCD 型避雷器的电导电流参考值见表 3 和表 4, 注意电导电流值不仅要符合表中要求 , 而且应该与历年相比较 , 数据不应该有显著变化。

如果测量得到的电导电流显著降低 , 则表示并联电阻断裂或接触不良 , 如果显著增 加 , 则可以认为避雷器受潮 , 如果电导电流降低不多 , 但是却是逐年降低 , 可以认为接触 电阻已经劣化。

同一相串联元件的非线性因数差值不应大于 0.05, 电导电流差值不能大于 30% 。试 验研究表明如果非线性因数差值超过 0.05 时 , 各元件的工频电压分布不均匀性比较严重 , 避雷器的灭弧性能将受到影响。

    如果 FZ 型避雷器的非线性因数差值大于 0.05, 但是电导电流合格 , 允许更换其中一节 , 换后的非线性因数应该符合要求。

 

表 3 国产 EZ 、 FCZ 型避雷器电导电流的参考值

避雷器型号

兀件试验电压

电导电流

备注

kv

μA

EZ3

4

450~650

西瓷厂

EZ6~220

参见表2中的U2

400~am

西瓷厂

FCZ3-35

50

250~400


FCZ3-35L


FCZ1-110J~220J

110

500~700

西瓷厂

FCZ2-110J~220J

110

400~600

抚瓷厂'

FCZ3-110J~220J

110

250~400

西瓷厂

FCZ-500J

160

1000~1400

较少使用

表 4 FCD型避雷器的电导电流值

 

额定电压    kv

2

3

4

6

10

13.2

15

试验电压    kv

2

3

4

6

10

13.2

15

电导电流 μA

FCD为50~100 ,   FCD1、FCD3不超过10, FCD2为5~20

 

4.5.2.3 工频放电电压测量

4.5.2.3.1 试验方法

带并联电阻的避雷器的工频放电电压测量基本等同于 EB 型避雷器进行工频放电电压 试验。

4.5.2.3.2 判断方法

    陀、 FCZ 和 FCD 型避雷器的工频放电电压参考值参见表 5 和表 60

4.5.2.3.3 注意事项

由于带并联电阻避雷器结构中增加了并联电阻 , 所以对加压时间有严格的限制 , 施加 电压超过放电电压以后的时间应不大于 0.2 s, 间隙放电后 , 通过避雷器的电流应在 0.5 s 内切断 , 电流幅值应限制在 0.2A 以下。

 

表 5 FZ 型避雷器的工频放电电压值

 

型号

FZ3

EZ6

EZL10

FZ15

EZ20

EZ35


工频放电电压








有效值

9~11

16~19

26~31

41~49

51~61

82~98


KV








型号

FZ-40

FZ-60

FZ-110J

EEL110

FZ-220J



工频放电电压








有效值

98~121

140~173

224~268

254~312

448~536



KV








 

表 6 FCZ 型避雷器的工频放电电压值

 

型号

FCZ3-35

FCZ3-35L

FCZ-30DT

FCZ3-110J

FCZ3-220J



FCZ2-110J

FCZ2-220J

工频放电电压






有效值

70~85

78~90

85~100

170~195

340~390

KV






 

4.5.2.4 放电计数器试验

4.5.2.4.1 试验目的

    该试验项目能判断计数器是否状态良好 , 判断其能否正常动作。

4.5.2.4.2 试验方法

    可以采用专门的放电计数器测试仪器或者采用并联电容充放电的方法。

4.5.2.4.3 判断方法

    测试 3~5 次 , 均应正常动作。

 

5原始记录与正式报告

 

5.1对原始记录与正式报告的要求

    a) 原始记录的填写要字迹清晰、完整、准确 , 不得随意涂改 , 不得留有空白 , 并在

       原始记录上注明使用的仪器设备名称及编号。

    b) 当记录表格出现某些 " 表格 " 确无数据记录时 , 可用 "/" 表示此格元数据。

    c) 若确属笔误 , 出现记录错误时 , 允许用 " 单线划改 ", 并要求更改者在更改旁边签名。

    d) 原始记录应由记录人员和审核人员二级审核签字 ; 试验报告应由拟稿人员、审核

       人员、批准人员三级审核签字。

    e) 原始记录的记录人与审核人不得是同一人 , 正式报告的拟稿人与审核 / 批准人不得是同一人。

    f) 原始记录及试验报告应按规定存档

5.2 试验原始记录的内容及格式

    试验原始记录的内容及格式参考附录 A 。

 

                                  附录 A

( 资料性附录 )

碳化硅阀式避雷器试验记录

标识与编号


试验日期


单 位


安装地点


试验地点


环境温度


试验负责人


试验参加人


记 录


审 核


铭牌参数





型 号


额定电压


系统运行电压


出厂序号


出厂时间


生产厂家


绝缘电阻

仪器型号


仪器编号


试品编号





绝缘电阻





电导电流及非线性因数差值




仪器型号


仪器编号


试品编号

试验电压    kv

电导电流    μA

非线性因数α











































工频放电电压    kv

试品编号





放电电压





底座绝缘电阻检查





放电计数器检查





结 论





 


碳化硅阀式避雷器试验作业指导书
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