前言
本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件代替 GB/T 36955—2018《柔性直流输电用启动电阻技术规范》,与 GB/T 36955—2018相比,除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下:
a) 增加了术语和定义:电阻元件、电阻器塔、启动电阻短时耐受电流、稳态电流、冷态电阻值、热态电阻值、热时间常数(见3.5、3.6、3.9、3.10、3.11、3.12、3.15);
b) 更改了术语和定义:电阻器模块更改为电阻器单元、额定电阻值更改为标称电阻值并更改定义、电阻值温升偏差更改为电阻值公差并更改定义(见3.4、3.13、3.14,2018年版的3.4、3.6、3.7);
c) 删除了术语和定义:冲击能量耐受能力(见2018年版的3.9);
d) 删除了安装条件中的绝缘子材质限制(见2018年版的4.2);
e) 删除了电阻值偏差要求中的频率范围(见2018年版的5.1.1);
f) 将“热态额定值”更改为“热态电阻值”(见5.2.3,2018年版的5.1.2);
g) 增加了温升限值中 Cr20Ni80材料的温升限值要求,更改了陶瓷材料的温升限值要求(见5.7, 2018年版的5.8);
h) 绝缘水平调整为根据启动电阻配置位置对应(见5.4,2018年版的5.4);
i) 增加了电阻器设计的一般要求:开展电场计算校核,设置必要的均压屏蔽装置;雷电和操作冲击绝缘设计需考虑杂散参数对电阻电压分布不均的影响(见6.1);
j) 根据现有电阻器不同材料和结构型式,更改了电阻器结构设计和材料要求(见6.2,2018年版的6.2);
k) 增加了支撑绝缘子和套管的材质要求(见6.4);
l) 更改了温升试验中的流程和试验方法(见7.6,2018年版的7.5);
m) 删除了工频耐压试验中端子间试验(见2018年版的7.6.3.1),由其他试验替代验证;
n) 删除了雷电冲击耐压试验和操作冲击耐压试验中泄漏电流无明显增大要求(见2018年版的7.6.5、7.6.6);
o) 更改了无线电干扰电压试验内容(见7.9,2018年版的7.8);
p) 删除了部分过时或实施起来不合理条款(见2018年版的7.6.2)。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国电力企业联合会提出。
本文件由全国高压直流输电工程标准化技术委员会(SAC/TC 324)归口。
本文件起草单位:国网经济技术研究院有限公司、南方电网科学研究院有限责任公司、中国长江三峡集团有限公司、上海吉泰新电气有限公司、上海久能机电制造有限公司、西安神电电器有限公司、东北林业大学。
本文件主要起草人:张全、李探、薛英林、赵峥、王莹鑫、吴方劼、卢毓欣、苑宾、蒲莹、马玉龙、刘一琦、史尤杰、李飚、李志闯、孙金平、孟羽、倪玉顺、黄曹炜、刘钊汝、王艳、郭勇帆、李嘉辰、尹聪琦、周邦昊段玉卿、刘珂鑫、李佳讯、付子玉。
本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为:
2018年首次发布为 GB/T 36955—2018;
本次为第一次修订。
1 范围
本文件规定了柔性直流输电用启动电阻的使用条件和安装条件、技术要求、设计和结构、型式试验出厂试验、现场试验、包装与贮运、使用与维护、技术资料等要求,描述了相应的试验方法。
本文件适用于柔性直流输电用启动电阻,包括交流侧启动电阻和直流侧启动电阻
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—2012 绝缘配合 第1部分:定义、原则和规则
GB/T 4208—2017 外壳防护等级(IP代码)
GB/T 11022—2020 高压交流开关设备和控制设备标准的共用技术要求
GB/T 11032—2020 交流无间隙金属氧化物避雷器
GB/T 11604—2015 高压电气设备无线电干扰测试方法
GB/T 13540—2009 高压开关设备和控制设备的抗震要求
GB/T 16927.1—2011 高电压试验技术 第1部分:一般定义及试验要求
GB/T 50064—2014 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范
JB/T 7618—2011 避雷器密封试验
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件
3.1
启动电阻 pre-insertion resistor
柔性直流换流器不控充电过程中为减小换流器充电电流而投入的电阻
3.2
交流侧启动电阻 pre-insertion resistor at AC side
根据系统条件布置在联接/换流变压器的网侧或阀侧的启动电阻。
注:交流侧启动电阻典型位置示意参见附录 A。布置在联接/换流变压器的网侧的启动电阻称为交流网侧启动电阻,布置在联接/换流变压器的阀侧的启动电阻称为交流阀侧启动电阻。
3.3
直流侧启动电阻 pre-insertion resistor at DC side
根据系统条件布置在换流器的直流极母线或中性母线处的启动电阻
注:直流侧启动电阻典型位置示意参见附录 A。
3.4
电阻器单元 resistor module
由多个电阻元件、连接材料及支撑材料通过串联或者并联方式组装于单个外壳或外套中并有出线端子的组装体,用于组成电阻器塔的主要部件
[来源:GB/T 30547—2023,3.3,有修改]
3.5 电阻元件 resistor element
由电阻材料及其他材料组成、用于组成电阻器单元的主要部件
[来源:GB/T 30547—2023,3.4]
3.6 电阻器塔 resistor tower
由电阻器单元、底部支柱绝缘子及层间支柱绝缘子(如有)组成的单个电阻堆,一个或多个电阻器塔串联组成一台完整的启动电阻。
3.7 充电电流 charging current
换流器充电过程中流过启动电阻的电流
3.8 启动电阻冲击能量 impulse energy of pre-insertion resistor
换流器充电过程中电流流经启动电阻产生的能量消耗,包括正常启动过程的冲击能量和启动过程中发生故障时的冲击能量。
3.9 启动电阻短时耐受电流 short-time withstand current of pre-insertion resistor
换流器充电过程中流经启动电阻的瞬时电流峰值。
3.10 稳态电流 steady-state current
换流阀不控充电末期流经启动电阻的电流。
注:如启动电阻设置在柔性直流输电用变压器阀侧或换流阀直流侧,不控充电末期启动电阻的稳态电流主要由充电期间的换流器损耗(以及直流线路损耗)引起;如启动电阻设置在柔性直流输电用变压器网侧,该稳态电流主要由变压器励磁涌流和充电期间的换流器损耗电流(以及直流线路损耗)共同构成
3.11 冷态电阻值 cold resistance value
无电流条件下,电阻器实测阻值折算到25℃下的电阻值
3.12 热态电阻值 hot resistance value
电阻器通流后的实测阻值。
3.13 标称电阻值 nominal resistance value
系统设计要求的,无电流条件下,环境温度25℃下的电阻值
3.14 电阻值公差 tolerance of resistance
由制造公差及温度变化造成的,冷态电阻值、热态电阻值与标称电阻值的容许误差。
3.15 热时间常数 thermal time constant
电阻器起始温度与环境温度存在温差时,电阻器零功率条件下,电阻元件温度变化了该温差的63.2%所需要的时间。
[来源:GB/T 30547—2023,3.15]
4 使用条件和安装条件
4.1 使用条件
按照 GB/T 11022—2020中的4.1和4.2执行。
4.2 安装条件
电阻器宜采用绝缘子支撑式安装。
5 技术要求
5.1 一般要求
电阻器应满足以下技术要求,并在型式试验、出厂试验或现场试验中开展相关验证,电阻器典型设计参数见附录 B。
5.2 电阻值
5.2.1 标称电阻值
根据系统设计确定启动电阻器标称电阻值。标称电阻值是电阻值公差计算的参考值。
5.2.2 冷态电阻值
任意温度下的电阻值测量时应通过公式(1)统一折算为25 ℃下的电阻值。
RN = 1/n Σi=1n ((Rx)/(1 + α(Ti - T0))) (1)
式中:
RN 参考温度下的电阻值,单位为欧姆(Ω);
R 测量电阻值,单位为欧姆(Ω);
α 电阻材料温度系数,单位为每开尔文(1/K);
T 测量时的温度值,单位为摄氏度 (℃), T0 为 25 °C ;
2 下标,表示第 i 次测量;
n 测量次数。
冷态电阻值与标称电阻值的公差不应超过0%~+10%。
5.2.3 热态电阻值
热态电阻值计算见7.3.3,热态电阻值与标称电阻值的偏差不应超过 0% ∼ +10% 。
5.3 电感值
电阻器宜采用无感化设计。
5.4 绝缘水平
对于配置于柔性直流系统变压器一次侧的启动电阻,电阻器的绝缘水平应符合 GB/T 50064— 2014要求,按照 GB/T 311.1—2012选取,对于特殊条件,按 GB/T 11022—2020中4.2的规定校正对于配置于柔性直流系统变压器二次侧或直流侧的启动电阻,电阻器的绝缘水平应根据系统研究结果确定。
5.5 充电电流
正常启动过程中流经启动电阻的充电电流包络线通常含一个或多个波峰并按指数衰减,应根据具体工程条件满足充电电流峰值和冲击后稳态电流要求。
5.6 重复充电时间间隔
启动电阻应满足连续5次间隔0.5 h再次充电的要求,5次以后可间隔2 h再次充电。
5.7 冲击能量耐受能力
启动电阻冲击能量耐受能力为正常充电能量和故障冲击能量最大值之和,其中位于交流网侧的启动电阻冲击能量还包括变压器励磁涌流在启动电阻上产生的能量。
5.8 温升限值
主要电阻器材料在冲击能量下的温升限值见表1
| 电阻器类别 | 电阻器材料 | 电阻器最热点温升/K |
| 金属电阻 | Cr20Ni30 | 小于 550 |
| Cr20Ni80 | 小于 600 | |
| Cr15Ni60 | 小于 600 | |
| Cr23Ni60 | 小于 550 | |
| Ni25Cr20Mo5 | 小于 550 | |
| 陶瓷电阻 | 陶瓷材质 | 小于 150 |
5.9 爬电距离
爬电距离应根据爬距计算电压和爬电比距确定,计算方法见 GB/T 30547—2023。
6 设计和结构
6.1 一般要求
启动电阻应为单相或单极、空气自然冷却、户外或户内布置,设计时宜考虑下列因素:
a) 在运行、安装和维护期间的机械应力;
b) 在运行时的热应力;
c) 内部或外部故障对电阻器的电磁力;
d) 风力,冰雪负荷;
e) 抗震要求;
f) 温度变化引起的机械应力影响;
g) 必要的均压屏蔽装置,并开展电场计算校核;
h) 杂散参数对电阻电压分布不均的影响。
6.2 结构设计和材料要求
启动电阻从外壳的形式可分为箱式电阻和套管式电阻,从电阻元件的形式可分为金属电阻和陶瓷电阻。完整的电阻器应包括电阻元件、连接件、支柱绝缘子和固定件。固定件应便于与基础连接,并有接地孔。设计时宜考虑现场安装、更换、检查和维护方便。电阻器或电阻器单元应配备起吊孔,以便安装及替换。外壳及内部的金属支架不应出现电位悬浮。所有接线应可靠,并且规范。电阻器设计宜考虑发热对设计裕度的影响,按 GB/T 311.1—2012中3.3进行校验,以满足热空气对绝缘的影响对于箱式启动电阻器,金属构架应有良好的防腐蚀层,外罩应采用耐腐蚀性好的材料。电阻器钢框架最低要求应为镀锌钢。侧面、顶蓬、防鸟保护的盖板以及电阻器排气网应采用不锈钢,最低要求应为AISI316或等效的钢材。每个电阻器的两个相对的面板应装有活叶。宜考虑电阻器外壳表面覆冰、覆雪融化后在外壳间、支柱绝缘子、套管等绝缘间隙间形成冰柱的风险,并在结构设计中考虑应对措施对于内部电阻元件与外罩相连的电阻器,应采取必要措施,以便测量套管与外罩之间的电阻值
箱式电阻器宜选用片状合金材料,电阻元件的要求如下:
a) 应确保在各种工作电流下电气和机械性能稳定可靠;
b) 电阻材料应采用抗氧化、耐腐蚀、耐高温、温度系数低、加工性能好的合金材料;
c) 应采用无感制作工艺;
d) 电阻元件之间连接应可靠;
e) 电阻元件的支撑和固定应采取措施,以消除高温对其产生的影响。
对于套管式启动电阻器,宜选用陶瓷电阻材料。陶瓷电阻为圆饼盘状,侧面覆涂绝缘漆,两平面喷金属导体做电极连接。电阻片串联安装在瓷或者复合绝缘套管中,一端应有弹性机构提供必要的压接力。对于套管式电阻器及串联的电阻器单元,应采取必要措施,以便测量每一单元的电阻值
陶瓷电阻元件应满足:
a) 电阻片可直接压接或使用合适的穿心杆串接;
b) 电阻的两个端面高温喷涂金属导体作为电极,金属电极材质包括铝、铜、银和镍;
c) 电阻片的环面喷涂环氧硅质耐起痕绝缘层;
d) 陶瓷电阻多孔隙易吸潮,电阻片在使用前加热去除水分。
6.3 电阻器单元
每个单元的标称电阻值应从整相电阻器或整极电阻器标称电阻值计算得到,计算公式见公式(2)
RNn = (RN)/n(2)
式中:
RN 整相电阻器或整极电阻器标称电阻值,单位为欧姆(Ω);
RNn 电阻器单元的标称电阻值,单位为欧姆(Ω);
n 电阻器单元串联数。
电阻器单元阻值的公差水平和整相电阻器或整极电阻器阻值的公差水平相同。
6.4 支撑绝缘子和套管
电阻器箱体层间绝缘子、出线套管应采用瓷绝缘(不涂覆 RTV),陶瓷电阻外套可选用瓷外套或复合外套,电阻器底部支撑绝缘子可选用瓷绝缘子或复合绝缘子,机械强度应满足抗震和结构设计要求绝缘子和套管应能承受所在位置的电压,并在型式试验中验证绝缘耐受电压
6.5 均压屏蔽装置
电阻器应根据运行电压等级安装适当的均压屏蔽装置,满足防电晕设计要求。
6.6 端子
电阻器接线端子的载流量应满足要求,方便连接,并保证足够的机械强度。
接线端子耐受机械荷载的能力应满足:静态安全系数不小于2.75,动态安全系数不小于1.67。
6.7 外壳防护等级
箱式电阻器外壳应按照 GB/T 4208—2017中第5章和第6章的规定,一般宜为IP23级。
套管式电阻器应采取密封设计。
6.8 焊接
焊接不应有虚焊,裂缝及其他缺陷
由焊接相连的钢板应精确地按尺寸要求切割,并靠压力连续地将焊件的棱边滚轧成合适的曲率半径。切割钢板和其他材料在进行焊接时不应产生任何弯曲。进行焊接的棱边的尺寸和形状应足以允许完全融熔和全部熔焊,而且钢板的棱边应严格地成形,以使之能适应于各种焊接条件应采用评定合格的焊接工艺、高品质焊接材料
6.9 铭牌
每台电阻器应提供不受气候影响的材料制成的铭牌,并安装在明显可见的位置。铭牌上应标出下述各项,且应用耐久的方法制出(如用蚀制、雕刻和打印法):
a) 制造厂商及商标;
b) 产品型号及名称;
c) 标称电阻值,Ω,R N /n;
d) 阻值偏差,%;
e) 冲击能量,MJ;
f) 冲击电流,A;
g) 绝缘水平,kV;
h) 质量,kg;
i) 元件材质;
j) 产品编号;
k) 制造日期。
6.10 保护
应通过启动电阻回路电流测量装置对充电电流和时间进行监测,配置启动电阻过流保护和过负荷保护。保护定值整定宜考虑充电过程中电流衰减时间、设备耐受能力等因素的影响。
7 型式试验
7.1 一般要求
型式试验产品应与供货产品设计一致,各项型式试验应根据不同试验需求按照表2型式试验项目与表3型式试验对象要求在电阻器单元、电阻器塔或电阻器整体上开展。
所有在电阻器整体上开展的试验应在同一电阻器上进行;所有在电阻器塔上开展的试验应在同一电阻器塔上进行,电阻器塔应为受试电阻器整体上的组成部分;所有在电阻器单元上开展的试验应在同一电阻器单元上进行,电阻器单元应为受试电阻器塔的组成部分,所有试验完成前不允许更换受试设备或元件。
做型式试验的电阻器应为出厂试验合格的电阻器,应全部试验合格后方可判定通过试验
7.2 型式试验项目与试验对象
根据电阻器型式,如无特殊要求,型式试验的试验项目见表2
| 序号 | 试验项目 | 箱式电阻 | 套管式电阻 |
| 1 | 电阻值测量 | ✓ | ✓ |
| 2 | 电感值测量 | ✓ | ✓ |
| 3 | 绝缘试验 | ✓ | ✓ |
| 4 | 温升试验 | ✓ | ✓ |
| 5 | 冲击能量试验 | ✓ | ✓ |
| 6 | 短时耐受电流试验 | ✓ | ✓ |
| 7 | 无线电干扰试验 | ✓ | ✓ |
| 8 | 外壳防护等级检查 | ✓ | × |
| 9 | 密封试验 | × | ✓ |
| 10 | 抗震试验 | ✓ | ✓ |
| 11 | 部件型式试验 | ✓ | ✓ |
如无特殊要求,型式试验的试验对象见表3。
| 序号 | 试验项目 | 试验对象 | 所在章节 |
| 1 | 电阻值测量 | 电阻器单元 | 7.3 |
| 2 | 电感值测量 | 电阻器单元、电阻器塔或整体 | 7.4 |
| 3 | 绝缘试验 | 电阻器单元、电阻器塔或整体 | 7.5 |
| 4 | 温升试验 | 电阻器单元 | 7.6 |
| 5 | 冲击能量试验 | 电阻器单元 | 7.7 |
| 6 | 短时耐受电流试验 | 电阻器单元 | 7.8 |
| 7 | 无线电干扰电压试验 | 电阻器塔或整体 | 7.9 |
| 8 | 外壳防护等级检查 | 电阻器单元 | 7.10 |
| 9 | 密封试验 | 电阻器单元 | 7.11 |
| 10 | 抗震试验 | 电阻器塔或整体 | 7.12 |
7.3 电阻值测量
7.3.1 测量仪器精度
应用准确度0.5级的仪器测量电阻器阻值。
7.3.2 冷态电阻值
受试电阻器在环境空气中放置一段时间,当电阻元件表面温度与环境空气温度之差不超过2 K时,用准确度0.5级仪器测量两出线端间电阻值,测量5次。将所测数据按公式(1)折算为 25 °C 时的电阻值,其值均应在规定的公差范围之内。
温升试验和冲击能量试验以及短时耐受电流试验前后电阻值的变化应不超过 ±2%,计算见公式(3)。
| ((Rcold,n,a)/(Rcold,n,b) -1) ×100rbrack ≤2% (3)
式中:
Rcold,n,b 温升试验前阻值折算值,单位为欧姆(Ω);
Rcold,n,a 温升试验后阻值折算值,单位为欧姆(Ω)。
7.3.3 热态电阻值
温升试验过程中测量记录整个通电周期中的电阻器两端电压 Utest 及流过的电流 Itest ,按公式(4)计算出热态电阻值 Rhot
Rhot = m2 × (Utest)/(Itest) (4)
式中:
Utest 试验电压,单位为伏(V);
Itest 试验电流,单位为安(A);
m 改接线后并联组倍数。
电阻器热态电阻值应符合5.1的规定。
7.4 电感值测量
在工频频率下测量电阻器的电感值
7.5 绝缘试验
7.5.1 通用要求
电阻器的绝缘试验分工频耐受电压试验、直流耐受电压试验、雷电冲击耐受电压试验和操作冲击电压耐受试验。试验时周围的大气条件及其修正系数应符合 GB/T 16927.1—2011中4.2、4.3和4.4的规定。每次绝缘试验前后,需测量电阻值,误差满足7.3.2的要求
7.5.2 绝缘电阻值
试验采用2500 V 兆欧表,试验电压施加于电阻器引线端子与支架的接地端之间
7.5.3 工频耐压试验
7.5.3.1 端子对外壳
交流侧启动电阻端子对外壳应进行工频耐受电压试验,试验在电阻器单元上进行,将电阻元件与外壳连接线断开,试验电压加到出线端上,外壳接地,各出线套管均需开展端子对外壳试验。 按GB/T 16927.1—2011 中第6章的规定进行试验试验电压升到规定的工频耐受电压值,持续时间1 min。
试验期间应无击穿也不发生闪络
试验电压 (Utest) 应按公式(5)和公式(6)确定:
Utest = (kUAC)/2n (电阻器中点与外壳连接) (5)
Utest = (kUAC)/n (电阻器中点不与外壳连接) (6)
式中:
UAC 电阻器工频耐压要求值(整相电阻器进出线端子间),单位为千伏(kV);
n 电阻器单元串联数;
k ——— 电压不均匀分布系数,通常取不小于1.1。
试验期间试品应无闪络、无放电、泄漏电流无明显增大。
对于套管式电阻,在外套上进行端子间工频耐受电压试验。试验电压 (Utest) 应按公式(6)确定。
7.5.3.2 端子对地
交流侧启动电阻端子对地应进行工频耐受电压试验,试验在电阻器整体或单塔上进行,进出线端子短接,将电阻元件与外壳等电位连接,试验电压加在任一出线端子与支柱绝缘子接地端之间。按GB/T 16927.1—2011中第6章的规定进行试验。
试验电压升到规定的工频耐受电压试验值,持续时间1 min。
试验电压为电阻器对地工频耐压值。
试验期间试品应无闪络、无放电、泄漏电流无明显增大。
7.5.3.3 单元间
电阻器塔采用多单元串联的交流侧启动电阻应进行单元间工频耐受电压试验,试验在电阻器塔上进行,试验电压加到单元间绝缘子上。
试验电压升到规定的工频耐受电压试验值,持续时间1 min。
试验电压 (Utest) 应按公式(7)确定:
Utest = (kUAC)/n (电阻器中点与外壳连接) (7)
式中:
UAC 电阻器工频耐压要求值(整相电阻器进出线端子间),单位为千伏(kV);
n 电阻器单元串联数;
k ——— 电压不均匀分布系数,通常取不小于1.1。
试验期间试品应无闪络、无放电、泄漏电流无明显增大。
本试验仅适用于箱式电阻,套管式电阻无需进行此项试验
7.5.4 直流耐压试验
7.5.4.1 端子对外壳
直流侧启动电阻和双极柔直输电系统的交流阀侧启动电阻应进行端子对外壳直流耐压试验,试验在电阻器单元上进行,将电阻元件与外壳连接线断开,试验电压加到出线端上,外壳接地,各出线套管均需开展端子对外壳试验。按 GB/T 16927.1—2011中第5章的规定进行试验试验电压升到规定的直流耐受电压值,持续时间1 min。
试验期间应无击穿也不发生闪络。
试验电压 (Utest) 应按公式(8)和公式(9)确定:
Utest = (kUDC)/2n (电阻器中点与外壳连接) (8)
Utest = (kUDC)/n (电阻器中点不与外壳连接) (9)
式中:
UDC 电阻器直流耐压要求值(整极电阻器进出线端子间),单位为千伏(kV);
n 电阻器单元串联数;
k 电压不均匀分布系数,通常不小于1.1。
试验期间试品应无闪络、无放电、泄漏电流无明显增大
对于套管式电阻:在外套上进行端子间直流耐受电压试验。试验电压 (Utest) )应按公式(9)确定
7.5.4.2 端子对地
直流侧启动电阻和双极柔直输电系统的交流阀侧启动电阻应进行端子对外壳直流耐压试验,试验在电阻器整体或单塔上进行,将电阻元件与外壳等电位连接,试验电压加到任一出线端子与支柱绝缘子接地端之间。按 GB/T 16927.1—2011中第5章规定进行试验。试验电压为电阻器对地直流耐压值试验电压升到规定的直流耐受电压试验值,持续时间1 min。
试验期间试品应无闪络、无放电、泄漏电流无明显增大
7.5.4.3 单元间
采用多单元串联的直流侧启动电阻和双极柔直输电系统的交流阀侧启动电阻应进行单元间直流耐压试验,试验在多个电阻器单元上进行,试验电压加到单元间绝缘子上。
试验电压升到规定的直流耐受电压试验值,持续时间1 min。
试验电压 (Utest) 应按公式(10)确定:
Utest = (kUDC)/n (电阻器中点与外壳连接)(10)
式中:
UDC 电阻器直流耐压要求值(整台电阻器进出线端子间),单位为千伏(kV);
n 电阻器单元串联数;
k 电压不均匀分布系数,通常不小于1.1。
试验期间试品应无闪络、无放电、泄漏电流无明显增大
本试验仅适用于箱式电阻,套管式电阻无需进行此项试验
7.5.5 雷电冲击耐压试验
7.5.5.1 端子间
试验在电阻器整台或单塔上进行,将试验电压加到高压出线端,低压出线端接地。试验方法按GB/T 16927.1—2011中第7章规定进行试验。
电压波形采用标准雷电冲击波,即1.2/50 μs ,试验次数:半电压下正、负极性各1次;全电压下正、负极性各15次。
试验期间试品应无闪络、无放电。
试验电压 (Utest) 应按公式(11)确定:
Utest = (alphakULI)/n (11)
式中:
ULI 电阻器两端间雷电冲击电压,单位为千伏(kV);
n 电阻器单元串联数;
α 电阻器塔单元串联数;
k 电压不均匀分布系数,通常不小于1.1。
7.5.5.2 端子对地
试验在电阻器整台或单塔上进行。将试验电压加在低压出线端子与支柱绝缘子接地端之间。试验方法按 GB/T 16927.1—2011中第7章规定进行试验。
电压波形采用标准雷电冲击波,即1.2/50
μs
,试验次数:半电压下正、负极性各1次;全电压下正、负极性各15次。试验电压为电阻器对地雷电冲击耐压值。
试验期间试品应无闪络、无放电。
7.5.6 操作冲击耐压试验
7.5.6.1 端子间
试验在电阻器整台或单塔上进行,将试验电压加到高压出线端,低压出线端接地。试验方法按GB/T 16927.1—2011中第8章规定进行试验。
电压波形采用标准操作冲击波,即250/2500
μs
,试验次数:半电压下正、负极性各1次;全电压下正、负极性各15次。
试验期间试品应无闪络、无放电。
试验电压 (Utest) 应按公式(12)确定:
Utest = (alphakUSI)/n (12)
式中:
USI 电阻器两端间操作冲击电压,单位为千伏(kV);
n 电阻器单元串联数;
α 电阻器塔单元串联数;
———电压不均匀分布系数,通常不小于1.1。
7.5.6.2 端子对地
试验在电阻器整台或单塔上进行。将试验电压加在低压出线端子与支柱绝缘子接地端之间。试验方法按 GB/T 16927.1—2011第8章的规定进行试验。
电压波形采用标准操作冲击波,即250/2500
μs
,试验次数:半电压下正、负极性各1次;全电压下正、负极性各15次。
试验电压为电阻器对地操作冲击耐压值
试验期间试品应无闪络、无放电。
7.6 温升试验
7.6.1 一般要求
温升试验可在电阻器单元上进行,试验电阻器的安装条件与实际状态宜尽可能一致,并应在接近无风的环境下进行,电阻器本身发热引起的气流除外。
金属电阻和陶瓷电阻均可在电阻器单元上进行温升试验,试验参数至少宜考虑1.1倍能量不均匀系数。陶瓷电阻不可在单独的电阻片或与供货产品不一致的比例单元上开展试验。
如果试验电源的输出电压有限制,可改变受试设备内部接线方式,如将串联连接改成并联连接,应保证通过电阻元件的电流不变,总功率不变,保证温升试验的等效性。改接线后的电阻值和试验电流值会改变,计算受试设备的热态电阻值时,应根据改线情况进行换算。试验时,将电阻元件与外罩连接,电阻器单元对地绝缘柱支撑,试验结束后,受试设备恢复原状态。
7.6.2 试验流程及方法
每次通电后,冷却30 min再次通电;共通电5个周期,记录每次的启动电阻温升。如无特殊要求,启动电阻需满足连续5次间隔0.5 h再次充电的要求,5次以后可间隔2 h再次充电。
以下两种可选的温升试验方法,由供货商根据实际工况和试验条件确定,并经业主认可。
试验方法一:先按照冲击能量要求,对电阻器施加冲击能量,试验电流 I1 宜按短时耐受电流峰值执行,试验时间 T1 为冲击电流时间;再按稳态电流 I2 和试验时间 T2 要求对电阻器施加功率;两个阶段时间间隔不宜超过60 s,以上为一个循环,循环次数5次,循环间隔时间30 min,试验流程如图1所示。
试验方法二:按照冲击能量和稳态电流能量总要求,对电阻器施加冲击能量,试验电流 I 宜按短时耐受电流峰值执行,试验时间 T1 为冲击电流时间,冲击次数5次,冲 击 间隔时间30 min,试验流程如图2 所示。
测量温升的时间包括但不限于以下时间点:
a) 第一阶段开始前时刻;
b) 第一阶段结束前时刻;
c) 第二阶段开始前时刻;
d) 第二阶段结束前时刻。
对于箱式电阻器,试验中测量记录整个过程的温度变化。对电阻器用红外线测温设备测量,测量点需包括但不限于以下点:
a) 电阻元件,中间元件的上端位置;
b) 内部绝缘子,电阻箱内上端绝缘子外表面;
c) 套管,电阻箱内套管外表面;
d) 电阻元件的金属支撑件,中部元件支撑件的上端位置;
e) 顶棚,中间位置;
f) 排出空气,百叶窗中部的上端位置;
g) 环境温度。
对套管式电阻用光纤测温系统(光纤探头预埋)测量电阻器本体温度,其他部分用红外线测温设备测量温度,测量点需包括但不限于以下点:
a) 实际电阻元件;
b) 引出端;
c) 套管表面;
d) 支撑材料(如有);
e) 环境温度。
试验中观察电阻元件的表现,试验后检查电阻元件的状况。
试验中记录套管表面温度,试验过程中套管表面温升应小于50 K。
温升试验后记录温度-时间曲线,记录周围环境温度,测量启动电阻器热时间常数。
7.6.3 温升试验的判定
电阻元件的温升不超过设备所用材料允许温升。
试验前后冷态电阻值变化应不超过±2%。
试验中记录电阻器两端电压与电流,计算出电阻热态阻值曲线 Rhot, Rhot 应在标称电阻值的0%~+10%范围内。
7.7 冲击能量试验
箱式电阻和套管式电阻均可在电阻器单元上进行冲击能量试验,按照技术协议的冲击能量要求,试验参数至少考虑1.1倍的能量不均系数,通电时间不大于3 s,冲击次数不少于5次,每次间隔0.5 h。
如果冲击能量试验的冲击能量值不大于温升试验中的冲击能量值,则该试验可与温升试验合并进行。
冲击能量试验可与标准中规定的热态电阻值计算一起进行。
试验过程中的温度记录同温升试验7.6.2。
观察电阻元件的表现,试验后检查电阻元件的状况,应无龟裂和变形
试验之前及之后均应对电阻值进行测量,试验前后冷态电阻值改变应不超过±2%。
电阻元件的温升不超过设备所用材料允许温升,套管表面温升应小于50 K。
试验中记录电阻器两端电压与电流,计算出电阻热态阻值曲线 Rhot, Rhot 应在标称电阻值的0%~+10%范围内。
7.8 短时耐受电流试验
箱式电阻和套管式电阻均可在电阻器单元上进行启动电阻短时耐受电流试验。
对电阻器单元施加1.1倍短时耐受电流峰值对应的有效电流或1.1倍直流电流,短时耐受电流峰值和直流电流参见技术协议要求,通流时间不应小于1 s或不应低于达到最大冲击能量要求的时间。
若通电时间内电阻吸收能量达到最大冲击能量要求,则该试验可与冲击能量试验合并进行。
试验过程中的温度记录同温升试验7.6.2。
观察电阻元件的表现,试验后检查电阻元件的状况,应无龟裂和变形
试验之前及之后均应对电阻值进行测量,试验前后冷态电阻值改变不应超过±2%。
电阻元件的温升不超过设备所用材料允许温升,套管表面温升应小于50 K。
7.9 无线电干扰电压试验
本项试验仅适用于端对地交流电压或等效交流电压为 126/3 kV 及以上、端对地直流电压为120 kV 及以上的启动电阻。在双极直流系统柔直变压器阀侧装设启动电阻的情况下,启动电阻交、直流叠加端对地电压宜折算为等效交流电压。
试验在单个电阻器塔或整体上开展,试验时短接进出线端子,在进出线端子和地之间施加电压,试验电压值及试验程序按 GB/T 11604—2015的规定进行。
无线电干扰电压不大于 2 500 μV
7.10 外壳防护等级检查
对于箱式电阻器,应在电阻器单元上进行外壳防护等级试验,按 GB/T 4208—2017中第12章和第13章的规定进行,应满足6.10的规定。
7.11 密封试验
对于套管式电阻器,应在电阻器单元上进行密封试验。应按 GB/T 11032—2020中8.11的规定采用氦质谱法或按JB/T 7618—2011规定采用热水浸泡法对电阻器进行密封试验。
采用氦质谱法检漏仪检漏法时,最大密封泄漏率应低于 6.65 ×10-5 Pa · L/s
采用热水浸泡法时,在高于环境温度 45°C ±5K 的温度下浸泡(30±1)min。在浸泡期间,应无连续性气泡溢出。
7.12 抗震试验
试验应按 GB/T 13540—2009的规定进行。
电阻器应能承受规定地震烈度的作用而不损坏。
可模拟产品结构进行抗地震性能的计算分析,以验证电阻器的抗震性能。
8 出厂试验
8.1 概述
交货前对每一台电阻器单元进行出厂试验
8.2 出厂试验项目
出厂试验项目包括:
a) 外观及一般检查;
b) 冷态电阻值测量;
c) 电感值测量;
d) 工频耐压试验(交流侧启动电阻);
e) 直流耐压试验(直流侧启动电阻和双极柔直输电系统的变压器阀侧启动电阻)。
8.3 外观及一般检查
外观及一般检查项目包括:
a) 电阻器外观不应有明显划痕和变形;
b) 铭牌应牢固,参数正确;
c) 观察门应关闭灵活,紧固件无漏装、无松动;
d) 套管、绝缘子表面应无损伤,绝缘子的质量应符合产品标准的质量要求
8.4 冷态电阻值测量
根据电阻值的大小选取合适的测试仪器,宜用准确度0.5级的仪器测量电阻值 R
x
,并记录环境温度。
将所测数据按公式(1)折算为参考温度时的电阻值,其值应符合规定要求。
8.5 电感值测量
按7.4进行。
8.6 工频耐压试验
按7.5.3进行。
8.7 直流耐压试验
按7.5.4进行。
9 现场试验
9.1 概述
为确保投运前、后设备可靠性,电阻器安装后进行现场交接试验。
9.2 现场试验项目
现场试验项目包括:
a) 外观及一般检查;
b) 冷态电阻值测量;
c) 工频耐压试验(可结合现场试验条件决定是否进行此试验);
d) 直流耐压试验(可结合现场试验条件决定是否进行此试验)。
9.3 外观及一般检查
外观及一般检查项目包括:
a) 电阻器外观不应有明显变形;
b) 套管、绝缘子表面应无损伤,应符合各自产品标准的要求;
c) 按图纸检查总体安装应正确,接线应可靠;
d) 电阻器内部应无杂物。
9.4 冷态电阻值测量
应在工频频率下对电阻值进行测量,温度校正值在规定的误差范围之内。现场应进行绝缘电阻测试。
9.5 工频耐压试验
按7.5.3进行。
9.6 直流耐压试验
按7.5.4进行。
10 包装与贮运、使用与维护、技术资料
10.1 包装
电阻器的外包装应坚固、牢靠,适于长途运输,可多次搬运和装卸,并应在包装箱的侧面以运输常用的标记和图案标明起吊位置,以便于装卸搬运。标志应清晰整齐,不因运输或贮存长久而模糊不清。标志应有下列内容:
a) 工程名称/合同号;
b) 到货地址;
c) 收货人;
d) 货物及部件名称;
e) 箱号/件号;
f) 毛重/净重(千克);
g) 体积(长×宽×高,单位为毫米);
h) 包装箱上明显地标有“小心轻放”“向上”“防雨”等字样或标记。
对需单独运输的电阻器用零部件应装入完好的包装箱内。
10.2 贮运
电阻器运输过程中不应受剧烈冲撞,不应倒置,应防止外力损伤
10.3 安装
如果电阻器不是组装后发运的运输单元应清晰地加以标记,并有总装图样和零部件明细:
a) 安全开箱和起吊所需资料;
b) 按安装使用说明书规定程序就位;
c) 安装后检查符合9.3和9.4的规定。
10.4 运行及维修
运行前应按第9章进行现场试验,应按制造厂提供的安装使用说明书要求,在停电检修期间对设备清理检查,并做好记录。
10.5 技术资料
技术资料应包括:
a) 装箱清单;
b) 产品合格证;
c) 出厂检验报告;
d) 支柱绝缘子、套管的检验报告;
e) 安装使用说明书;
f) 图纸资料。
附录 A (资料性)
启动电阻位置示意图
交流侧启动电阻位置可选为联接/换流变压器网侧或阀侧,直流侧启动电阻配置在直流极线处。双极接线和对称单极接线下启动电阻可选安装位置示意如图 A.1和图 A.2所示。
箱式启动电阻和套管式启动电阻的实物图如图 A.3所示。
附录 B (资料性)
电阻器典型设计参数
电阻器典型参数如表 B.1所示。
| 序号 | 名称 | 单位 |
| 1 | 结构型式或型号 | — |
| 2 | 冷却方式 | — |
| 3 | 标称阻值 | Ω |
| 4 | 冷态电阻值允许偏差 | % |
| 热态电阻值允许偏差 | % | |
| 5 | 最大电感值 | mH |
| 6 | 充电电流峰值 | A |
| 冲击后稳态电流(有效值) | A | |
| 冲击后稳态电流持续时间 | s | |
| 7 | 冲击能量 | MJ |
| 持续时间 | ms | |
| 8 | 冲击能量+稳态电流下的热点温升/平均温升 | K |
| 电阻温升限值 | K | |
| 9 | 最高运行电压(端子间和端对地) | kV |
| 10 | 操作冲击(端子间) | kV |
| 操作冲击(端对地) | kV | |
| 11 | 雷电耐受(端子间) | kV |
| 雷电耐受(端对地) | kV | |
| 12 | 工频耐压(端对地) | kV |
| 工频耐压(端子间) | kV | |
| 13 | 直流耐压(端对地) | kV |
| 直流耐压(端子间) | kV | |
| 14 | 最小爬电比距 | mm/kV |
| 爬距计算电压(端子间) | kV | |
| 爬距计算电压(端对地) | kV | |
| 爬电距离 | mm |
| 序号 | 名称 | 单位 |
| 15 | 极线端子载荷 | — |
| 水平纵向分量 | N | |
| 垂直分量 | N | |
| 水平横向分量 | N | |
| 弯矩 | N·m | |
| 16 | 电阻器组件数 | — |
| 17 | 钢材型号 AISI,成分表示 | — |
| 18 | 电阻元件材料有效质量 | kg |
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