DLT 804-2002 交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则.pdf
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1、DL /T 8 0 4 -2 0 0 2 前言 本导则是根据原电力工业部 1 9 % 年度电力标准制修订项 目 计划制定的。 本导则指导选择和使用交流金属氧化物避雷器。 金属氧化物避雷器自2 0 世纪8 0 年代起在我国研制, 经过十多年的生产使用, 发现了 一些问 题, 也 积累了 一些经验。 本导则在总结经验的基础上, 对选择和使用金属氧化物避雷器中 易混淆的性能参数进 行了详细的解释,并给出了部分推荐数值。 本导则由电力行业避雷器标准化技术委员会提出并负责起草。 本导则由电力行业避雷器标准化技术委员会负责解释。 主要起草人:李启盛、张学鹏、张翠霞、张宝全、樊力、么虹。 中 华 人 民 共
2、 和 国 电 力 行 业 标 准 交流电力系统金属氧化物避雷器 使用导则 DL/ T 8 0 4 - 2 0 0 2 A p p l i c a t i o n g u i d e o f m e t a l o x i d e s ing e a r re s t e r s f o r a . c . p o w e r s y s t e m 1 范围 本标准是选择和使用交流电力系统金属氧化物避雷器 ( 以下简称避雷器) 的指导性文件。 本标准适用于系统标称电压为 3 k V-5 0 0 k V无间隙避雷器以及系统标称电压为 3 k V -3 5 k V有间隙 避雷器,但不包括线路用避雷
3、器。 2 引用标准 下列标准所包含的条文, 通过在本标准引用而构成为本标准的条文。本标准出 版时, 所示版本均为 有效。所有标准都会被修订, 使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 G B 3 1 1 . 1 -1 9 9 7 高压输变电 设备的 绝缘配合 G B 2 9 0 0 . 1 9 -1 9 8 2 电 工名词术语高电 压试验技术和 绝缘配合 G B 4 5 8 5 . 2 -1 9 9 1 高压绝缘子人工污秽试验方法 固体层法 G B 7 3 2 7 -1 9 8 7 交流系统用碳化硅阀式避雷器 G B 1 1 0 3 2 -2 0 0 0 交流无间隙 金属氧 化物避
4、雷器 G B 2 9 0 0 . 1 2 -1 9 8 9 电 工名词术语 避雷 器 G B 5 0 1 5 0 -1 9 9 1 电 气装置 安装工程电 气设备交接试验 标准 G B / I 1 6 9 2 7 . 1 -1 9 9 7 高电压试验技术 第一部分: 一般试验方法 G B / I 5 5 8 2 -1 9 9 3 高压电 力设备外绝缘污秽等级 D L / T 5 9 6 -1 9 % 电力设备预防性试验规程 D L / r 6 1 3 -1 9 9 7 进口 交流无间隙金属氧化物避雷器技术规范 D L / I 6 2 0 -1 9 9 7 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 J
5、 B / I 8 9 5 2 -1 9 9 9 3 5 k V及以 下交流系统用复合外套无间隙 金属氧化物避雷器 Z B K 4 9 0 0 5 -1 9 9 0 交流有串联间隙金属氧化物避雷器 I E C 9 9 -4 ( 1 9 9 1 ) 交流无间 隙金属氧化物避雷器 3 术语、符号、代号 名词术语、符号、代号与所引用的标准一致。 4 使用环境条件 4 . 1 正常使用环境条件 a ) 环境温度不高于+ 4 0 C, 不低于一 4 0 r-,日 温差不超过2 5 C; b )在太阳光的辐射下,避雷器外套表面的温度一般不超过 6 0 r-; C ) 海拔高度不超过1 0 0 0 m; d
6、)地震烈度为7 度及以 下地区; 中华人民共和国国家经济贸易委员会 2 0 0 2 - 0 4 - 2 7批准2 0 0 2 - 0 9 - 0 1 实施 D L/ r 8 0 4 - 2 0 0 2 e ) 最大风速不超过3 5 m / s ; f )覆冰厚度不大于2 c m ; 9 )N级及以下污秽等级。 4 . 2 异常使用环境条件 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 要求提供。 a ) 环境温 度超过+ 4 0 1; , 或低于一 4 0 1C; b )海拔高度超过 1 0 0 0 m; c ) 可能使绝缘表面或安装金具产生腐蚀的烟气或蒸汽
7、; d )因烟气、灰尘、盐雾、严重水雾或其他导电物质引起的严重污染; e ) 粉尘、 煤气或烟气的 爆炸性混合物; f )异常机械 条件 ( 烈度7 度以上 地震、 振动,最大风 速超过3 5 m / s , 覆冰厚度超过2 c m等) ; 9 )热源靠近避雷器; h ) 用于油中。 5 电力系统条件 5 . 1 系统标称电压 ( U) 和系统最高工作电 压 ( U m ) 系统标称电压和系统最高工作电压见表 t o 表1 系统标称电压和系统最高工作电压k V( 有效值) U1 3U m 3 .6 七6.2 日0 20 352 24 40 .57 2. 5110126 斗220252 330
8、500363 550 5 . 2 系统额定频率 系 统额定频率为5 0 H z o 5 . 3 系统接地 方式 按中 性点接地阻抗的 不同,电 力系统分为中 性点直接接地系统和中 性点非直接接地系 统。 系统中性 点接地方式与系统标称电压的关系见表 2 0 表2 中性点接地方式与系统标称电压的关系 系 统中 性 点 接 地 方 式中 性点 直 接 接 地 系 统一 系统标称电压3- - 2 0 , 1 1 0 -5 0 0 k V( 有效值) 中性点非直接接地系统 3 - 6 6 5 . 3 . 1 中性点直接接地系统 中 性点直接接地 ( 包括经低值阻抗接地)的 系统, 通常其零序电抗与正序
9、电抗的比 值 ( X u / X i )镇 3 , 零序电阻与正序电抗的比 值 ( R O / X t ) 3 , 零序电阻与正序电抗的比值 ( R a / X 1 ) 1 o 5 . 4 接地故障因数 a )中性点直接接地系统的接地故障因数通常不大于1 . 4 ; b )中性点非直接接地系统的接地故障因数通常不大于 1 . 7 3 ,但当接地电阻为电网总容抗的 3 7 % 时, 该接地故障因数最大值可达1 . 8 2 -1 . 9 0 ) 。从理论上讲, 若X o / X l 的比 值在一1 一一 2 0 之间时, 1 ) ( 1 . 0 5 -1 . 1 0 )招 。 DL/ C 8 0
10、4 - 2 0 0 2 由 于接近谐振点X o / X , =一 2 , 故谐振条件可能出现, 此时 接地故障因 数会高于 1 . 9 0 。 通常X o / X , 的 比 值离引起谐振的 范围 值很远, 所以 在选取避雷器时不考虑这种状态。 5 . 5 接地故障持续时间 系统的 接地故障 持续时间 见表3 0 表3 系统的接地故障持续时间 系统中性点接地方式 接地故障持续时间s 赞经高电阻或消弧线圈接地系统中, 中性点直接接地系统 毛 1 0 中性点非直接接地系统 1 0 使用单相选线跳闸时,接地故障持续时间可能1 . 2 5 ; 避雷器非紧靠保护设备k , 1 . 4 . b ) 操作过
11、电 压的配 合系 数k , 1 . 1 5 0 对于3 3 0 k V和5 0 0 k V变电 所、 带电缆段的变电所和气体绝缘变电所 ( G I S )的配合系数, 必要时 可通过模拟 计算对绝缘配合状态进行校核, 也可用统计法求出变电所的危险概率。 8 . 1 . 8 并联补偿电 容器用避雷器的 参数选择 并联补偿电容器组 是一种要频繁投切的设备。若断路器投切中出现重燃现象, 会产生过电 压, 这种 过电 压会引 起设备损坏 事故。用金属氧化物避雷器限制投切电容器组的重燃过电压效果显著, 对电 容器 和断路器都有好处。这种避雷器的参数选择有一定特点。 8 . 1 . 8 . 1 保护接线
12、通常 采用图3 所示的工 型 保护接 线方式, 可以有 效地限制单相重燃, 即电容器组相对地过电 压和电 容器组中 性点过电 压的 发展,同时也 可能降 低两相 重燃的几率, 将电容器和电抗器上的过电压限制在一 定范围之内。 若需要进一步限制电容器极间过电压,可以采用图4的接线方式。 七 图3 1 型保护接线方式图4 II型保护接线方式 图4 所示的II 型 接线 方式是由四只避雷器组成, 三只避雷器S A 2 并接在每相电容器组的两端之间, 另一只避雷器S N则接在电 容器中 性点。 这样既能限 制电 容器相对地过电压, 也可限制极间过电压, 是 一种比较理想的保护方式。但是这种接线方式中的
13、避雷器在两相重燃过电压中要吸收很大的能量,所以 1 1 D L/ 1 8 0 4 - 2 0 0 2 避雷器应具有较大的方波通流能力。 81 . 8 . 2 主要参数的 选择 a )额定电压和直流1 1 门 A电压:并联补偿电容器主要用于 3 k V-6 6 k V中性点非直接接地系统,避 雷 器额定电压和 直流1 m A电压的选择可参照8 . 1 . 2 及8 . 1 . 3 的原则,工 型 接线方式中的 避雷器额 定电 压可以按照G B 1 1 0 3 2 选取。II 型 接线方 式中的避雷器S N在单相接地故障中只承受相电 压的 作用, 所以 避雷器 S N额定电压的选择应以相电压为基础
14、,而不能直接应用G B 1 1 0 3 2中的值。对II 型接线方 . 式中相 间 避雷器S A 2 和中 性点对地避雷器S N的额定电压可取8 . 1 . 2 中推荐值的1 / 2 , 或通过计算确定。 b ) 保护水平:由 于母线上一般都装有防雷专用避雷器, 并联电容器用避雷器的雷电冲击残压可 按普通阀 式避雷器考虑。对于操作冲击保护水平, 根据D L / 1 6 2 0 及并联电容器国家 标准的规定,电 容器对地绝缘水平一般为4 倍最高相电压峰值;电容器极间绝缘水平按2 . 1 5 倍电容器额定电压峰值 选取 。 c)方波通流能力: 避雷器方波 通流能力的 要求与电容器组容量及系统标称电
15、压有关。I 型和II 型 两 种接线方式中避雷器方波通流能力可近似按表1 3 选取。 表 1 3 并联补偿电容器用避雷器的方波通流能力A 系统标称电压 k V ( 有效值) 361 03 56 6 电容器组容量 k v a r 1 工型 2 5 0 03 0 0 4 5 0 03 0 0 7 5 0 04 0 0 2 00 005 oo 4 0 0 0 06 0 0 II型 2 5 0 01 0 0 0 4 5 0 09 0 0 7 5 0 09 0 0 2 00 0 07 0 0 4 0 0 0 0 8 0 0 注:在某一系统标称电压下.当电容器组容量大于表 1 3 所列值时,应重新计算对避
16、雷器方波通流能力的要求。 8 . 1 . 9 压力释放要求 在避雷器内部故障时通过避雷器的故障电流不致引起避雷器外套的严重爆炸,避雷器所能耐受的短 路电 流应大于避雷 器安装处的 最大短 路电流,并按此 选定 避雷器的 压力 释放电流 等级。 在选择压力释 放电流等级时, 一般可参考 安装处1 0 年内系 统发展可能达到的最大短路电流 ( 周期 分量)有效值。 复合外套避雷器也应做相应的大电流系统短路试验。 8 . 1 . 1 0 避雷器的 外绝缘和耐污要 求 对于正常使 用条件的避雷器, 避雷器外套 所承受的雷电冲击水平不 得低于1 . 2 倍的 标称电流下的残 压值。 D L/ 1 8 0
17、 4 - 2 0 0 2 在避雷 器安 装处的海 拔超过 1 0 0 0 m, 或地震烈度在7 度以上、 最大风速超过3 5 m / s 以及覆冰厚度 超过2 c m时, 应与制造厂协商, 对避雷器外绝缘机械强度重新核算。 根据避雷器安装地区的污秽情况, 按标准G B / 1 5 5 8 2 选用 避雷器外绝缘污秽等级。污秽等级分为4 级, 规定了 外套最小公称 爬电比距的要 求: I 级轻污秽地区为1 7 m r n / k V; II 级中等污秽地区为2 0 m m / k V; lu 级重污秽地区为2 5 m m / k V ; W 级特重污秽地区为3 1 m m / k V o 在选择
18、爬电比距时, 应注意外套的 有效绝缘高度, 考虑它的有效性。在lu 级及以上重污秽地区用的 避雷器,其型式试验中应做人工污秽试验。 8 . 1 . n 无线电干扰和局部放电性能要 求 试验应在完整的避雷器上进行,并应按实际运行情况安装。 试验时, 加于 避雷 器的 工频电 压应升至避雷器的 额定电压, 然后在短于 l o s 时间内降至1 . 0 5 倍的 持续运行电 压。 在该电 压下局放量不大于5 0 p C( 也有制造厂的规范为 I O P C ) , 无线电干扰电 压不大于 2 5 0 0 卢 。 测试无线电干扰的频率为 L O MH z o 8 . 1 . 1 2 机械性能 运 行中
19、的 避雷器要承 受导线的最大允许水平拉力和作用于避雷器上的风压力。 G B 1 1 0 3 2中 作了相 应的规定并 推荐了 计算公式。 若避雷器为悬挂式安装,应做拉伸试验。 使用于 地震区的避雷器, 制造厂应通过计算或试验, 提供避雷器可能承受的地震加速度。 8 . 1 . 1 3 密 封性能 密封性能的好坏是影响避雷器安全运行的主要因素之一。现场安装时应注意保护压力释放板,防止 扎破或碰伤。 G B 1 1 0 3 2 中推荐采用氦质谱检测仪检验密封,同时也允许采用其他方法。对 1 7 k V及以 下的避雷 器, 使用较多 且行之有效的方法是冷热水浸泡法和抽气浸泡法 ( 多用于额定电 压为
20、2 6 k V及以下的避雷 器) 。 a ) 冷热水浸泡 法:冷水温度为环境温度,冷水和热水温度相差4 0 C。 将被试品放人热水浸泡2 h , 取出随即放人冷水中浸泡1 2 h , 取出 避雷 器进行试验, 并比 较浸泡前后的 数据。 b )抽气浸泡法: 将避雷器放人盛有环境温度水的可观察的密封容器中, 将容器中水面上气压抽至 真空度规定值 ( 型式试验为 2 0 P a ,出厂试验为 1 5 P a ) ,并保持 l O m i n ,无连续气泡冒出的避雷器为合 格 。 8 . 2 有间隙避雷器 8 . 2 . 1 持续运行电压 ( U , ) 有串 联间隙避雷器, 对持续运行电压不像无间
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