避雷器行业标准规范：JBT9672_1_1999

K 49 JB/T 9672.11999 直流有串联间隙金属氧化物避雷器 Metal oxide surge arresters with series gaps for d.c. systems 1999-08-06 发布2000-01-01 实施 国 家 机 械 工 业 局 发 布 I 前 言 本标准是对 ZB K49 00489直流有串联间隙金属氧化物避雷器进行的修订。 本标准目的在于促进我国直流系统用串联间隙金属氧化物避雷器技术进步，提高避雷器质量和市 场竞争能力的重要手段，是加快与国际惯例接轨的重要措施，是尽快适应国际经济贸易和技术交流的 需要。 本标准编写方法、格式与 GB/T 1.11993、GB/T 1.21996 一致。 本标准自实施之日起，代替 ZB K49 00489。 本标准由全国避雷器标准化技术委员会提出并归口。 本标准由西安电瓷研究所负责起草。 本标准由西安电瓷研究所负责解释。 本标准起草人：郭洁、张宏涛。 本标准首次发布于 1989 年，第一次修订完成于 1999 年 5 月。 JB/T 9672.11999 1 1 范围 本标准规定了直流有串联间隙金属氧化物避雷器(以下简称避雷器)的一般技术要求、试验方法及 检验规则等内容。 本标准适用于 0.6 kV1.65 kV 直流供电系统中保护直流牵引电机及直流电气设备免受过电压损坏 的避雷器。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，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。 GB 1911990 包装储运图示标志 GB/T 2900.121989 电工名词术语 避雷器 GB/T 2900.191990 电工名词术语 高电压试验技术和绝缘配合 GB 110321989 交流无间隙金属氧化物避雷器 GB/T 16927.11997 高电压试验技术 第 1 部分 一般试验要求 GB/T 16927.21997 高电压试验技术 第 2 部分 测量系统 3 定义 本标准采用下列定义。 本标准中所涉及的名词术语，除本标准规定外，应符合 GB/T 2900.12 及 GB/T 2900.19 的规定。 3.1 避雷器额定电压 避雷器的额定电压是施加到避雷器端子间最大允许直流电压，按照此电压所设计的避雷器能在规 定的动作负载试验中正确地工作，它是表明避雷器运行特性的重要参数，但它不等于直流系统额定电 压。 3.2 直流放电电压 施加于避雷器端子间，使避雷器全部串联间隙击穿放电时测得的直流电压。 4 技术要求 4.1 避雷器的制造要求 避雷器应符合本标准的要求，并按规定程序批准的图样和工艺文件进行制造。 4.2 避雷器的额定电压 避雷器的额定电压(kV 有效值)分别为：0.8，1.1，2.0，2.2 kV。 国家机械工业局 1999-08-06 批准 中华人民共和国机械行业标准 直流有串联间隙金属氧化物避雷器 Metal oxide surge arresters with series gaps for d.c. systems JB/T 9672.11999 代替 ZB K49 00489 2000-01-01 实施 JB/T 9672.11999 2 4.3 避雷器的标称放电电流 避雷器的标称放电电流为 2.5 kA，其波形为 8/20。 4.4 避雷器的电气特性应符合表 1 规定。 表 1 避雷器的电气性能 直流系统额定电压避雷器额定电压 直流放电电压 不小于 标准雷电冲击放电电压 (峰值) 不大于 标称放电电流下残压 (峰值) 不大于 0.60.81.452.152.15 0.8251.12.002.902.90 1.52.03.604.904.90 1.652.24.005.405.40 4.5 避雷器的机械性能 避雷器顶端在承受最大允许水平拉力 160 N 的机械负荷作用下，应能保证可靠运行。 4.6 电流冲击耐受性能 避雷器所用阀片应耐受下列电流冲击耐受试验，每项试验均不得损坏、闪络或击穿。 该两项试验应分别在不同的试品上进行。 4.6.1 方波电流冲击耐受 避雷器所用阀片应耐受波形 2000 s 幅值 200 A 的电流 18 次。 4.6.2 大电流冲击耐受 避雷器所用阀片应耐受波形为 4/10 的大电流冲击耐受试验 2 次，其电流峰值为 25 kA。 4.7 避雷器动作负载性能 避雷器应在其额定电压下承受 20 次动作负载试验，冲击点火电流的波形为 8/20，幅值为 2.5 kA。 4.8 避雷器的密封性能 避雷器应有可靠的密封，在避雷器寿命期间，不应因密封不良而影响避雷器的运行性能。 4.9 避雷器的外绝缘性能 避雷器的外绝缘性能在干、湿状态下承受直流电压 16 kV，历时 1 min 的耐压试验。 4.10 避雷器的泄漏电流 避雷器在直流系统额定电压下，其泄漏电流应小于 10A。 4.11 避雷器的外露及内部金属零件均应有防腐蚀措施。 5 避雷器运行条件 5.1 避雷器的正常运行条件 符合本标准的避雷器， 按下列正常条件， 适用于户内外运行。 a) 环境温度不高于40，不低于40； b) 海拔不超过 1200 m； c) 避雷器两端可能出现的直流电压不得高于避雷器的额定电压； d) 地震烈度 7 度及以下地区； JB/T 9672.11999 3 e) 最大风速不超过 35 m/s； f) 太阳光的辐射。 注：太阳光照射(1.1 kW/m2)的影响已通过在型式试验中把试品预热的方法予以考虑，如果在避雷器附近有其它热 源，避雷器的使用由需供双方协商。 5.2 避雷器的异常运行条件 异常运行条件与 GB 110321989 附录 A 异常运行条件相同。 在异常运行条件下，使用需经供需双方共同协商。 6 试验方法 避雷器试验时表面应清洁、干燥，并在温度为 2015的静止空气中尽可能按实际运行情况安装。 6.1 直流放电电压试验 本试验所使用的直流电源，其电压脉动系数不得超过 3%。 试验应在完整的避雷器上进行，施加到试品上的电压应从零开始在电压表能准确读数条件下均匀 地升到试品放电为止，每次放电后，应在时间为 0.5 s 内切断电源，通过试品的直流电流应限制在 0.050.1 A，每次施加电压的时间间隔应不小于 10 s。 出厂试验仅在干燥状态下进行， 测量次数不少于 3 次， 每次放电电压应符合表 1 规定。 型式试验在干湿状态下进行，干状态试验时，测量次数应不少于 5 次，每次所测得的放电电压值 均应符合表 1 规定。湿状态试验时，试验条件应符合 GB/T 16927.1 中相应的湿试验有关规定，测量次 数应不少于 5 次。其算术平均值应符合表 1 规定，每次所得的数据不得低于规定值的 95%，试验时， 任何绝缘部分不应发生闪络现象。 6.2 标准雷电冲击放电电压试验 以波形为 1.2/50s 的冲击电压，按表 1 所规定的值对整只避雷器施加正、负极性各 5 次试验，避 雷器均应放电，如有 1 次不放电，此时应以同种极性的冲击电压另加 10 次，避雷器均应放电，则认为 试品通过了本项试验。 波形调整偏差如下： 峰值在规定值的 95%100%； 视在波前时间为 0.85s1.6s； 视在波尾时间为 40s60s； 视在波前起始部分(低于 50%)振荡，应不超过峰值的10%，允许在靠近波峰处微小振荡，但振 幅应低于峰值的 5%。 6.3 标称放电电流下的残压试验 型式试验时用整只避雷器进行试验，例行试验时，允许只对阀片进行试验。 本试验采用波形为 8/20 的冲击电流，调和应调整到使视在波前时间在 7s9 s 范围内，视在 半峰值时间在 18s22 s 范围内。 型式试验对每个试品施加 3 次冲击，其电流峰值为避雷器的标称放电电流值，记录其残压值，其 最大残压值不得超过表 1 所规定的数值。 JB/T 9672.11999 4 6.4 电流冲击耐受试验 本试验应在新的仅做过残压试验的阀片上进行。从被试阀片中抽取残压最高的 10 片，分为两组， 每组 5 片，一组进行方波电流冲击耐受试验，另一组进行大电流冲击耐受试验。试验中如果仅有一片 阀片不符合 4.6 规定时，则允许加倍数量抽取残压最高者再做试验，如第 2 次试验全部通过，则认为 该试验合格，如其中仍有不符合 4.6 规定的阀片出现时，则认为该试验没有通过，然后，允许降低残 压(降低数值由工厂自行规定)重新进行试验，试验合格后，则高于此残压的阀片认为不合格，在型式 试验时，不允许降低残压试验。 已过本试验的阀片，不允许装入正式产品中使用。 6.4.1 方波电流冲击耐受试验 进行方波冲击耐受试验的阀片均应按 4.6.1 规定耐受冲击 18 次，试验分为 6 组，每组 3 次，每相 邻两次试验的时间间隔为 50 s60 s。每相邻两组之间的时间间隔应足以使阀片冷却到室温，并应在试 验开始的第 1 次和第 18 次录取通过试品的电流示波图。 本试验用方波发生器进行，如果用触发点火系统，其能量不得超过主回路贮存能量的 0.5%。 方波波形规定如图 1。 a=2000s，偏差20%；b/a1.5；c10%；100%处表示幅值，偏差10%； a 波峰的视在持续时间； b波的总视在持续时间 图 1 方波示意图 6.4.2 大电流冲击耐受试验 对每个试品施波形为 4/10 的冲击电流 2 次，其峰值为 25 kA，2 次冲击电流之间的时间间隔，应 使试品冷却到接近环境温度。 波形调整范围如下： a) 电流峰值为规定峰值的 90110%； b) 视在波前时间为 4s4.5s； c) 视在半峰值时间为 9s11s； d) 任何反极性电流波的振荡峰值应小于电流峰值的 20%； e) 允许冲击波前有小振荡，但峰值应小于基波峰值的 5%。为了测量方便，可以用一条平均线确 定峰值。 6.5 避雷器动作负载试验 本试验在新的密封的避雷器上进行。试验前应在环境温度下测量试品的直流放电电压和标称放电 电流下残压，试验在相应的直流续流试验设备上进行，对电源的要求是在续流通过期间，试品两端的 JB/T 9672.11999 5 直流电压不得降低于试品额定值以下，在续流切断后，电源电压的波动不得超过试品额定电压值的 110%。这个电压的增量，仅是为了使用合理的试验电源容量。 20 次试验分为四组进行，每组为 5 次，每相邻两次之间的时间间隔为 50 s60 s，每相邻两组之间 的时间间隔为 25 min30 min，并足以使试品温度恢复到室温，在每 2 组之间应连续施加直流电流， 每组至少应录取一张示波图，示波图上应至少记录到点火前 20 ms 及点火后 200 ms 内的电压与电流波 形。 点火用波形为 8/20 的冲击电流波形调整应符合 6.3 规定，其峰值应等于避雷器的标称放电电流。 冲击电流的极性与直流极性相同或相异，但在 20 次试验中，异极性不多于 5 次而不少于 2 次。 每次试验均须切断续流，经过动作负载试验后，待试品冷却到环境温度，测量其直流放电电压和 标称放电电流下残压，其试验前后直流放电电压平均值的变化及标称放电电流下残压的变化应不 超过 10%。 经过动作负载试验的间隙和阀片，不允许装入正式产品。 6.6 避雷器的泄漏电流试验 在避雷器两端施加直流系统额定电压，其直流电压脉动系数不得超过 3%，其泄漏电流应小于 10A。 6.7 避雷器的密封试验 将避雷器置于高出环境温度 5010的热水中，时间为 20 min(出厂试验时保持 10 min)， 无明显 漏气现象或无均匀连续的气泡逸出者为合格。 6.8 避雷器的外绝缘试验 本试验应对完整的已除去内部间隙和阀片的避雷器瓷套进行。 试验方法按 GB/T 16927.116927.2 中关于外绝缘试验方法的有关规定，试验要求应符合 4.9 规定。 6.9 避雷器的机械强度试验 在避雷器的顶端接线处施加与避雷器轴线垂直的负荷，其值等于 4.5 所规定力的 2.5 倍，试品如不 破坏则认为该试验合格。 7 检验规则 7.1 总论 避雷器应由制造厂技术检查部门进行检验验收，制造厂应保证全部出厂避雷器符合本标准的要求， 用户有权按本标准的规定对避雷器进行验收。 7.2 检验 避雷器的检验分为例行试验、抽样试验、型式试验及验收试验四种，试验方法应符合本标准规定。 7.2.1 例行试验 凡出厂避雷器均按表 2 的规定进行检查，如产品有不满足表 2 中规定的任何一项要求时，则该产 品不合格。 7.2.2 抽样试验 JB/T 9672.11999 6 为了控制产品质量，制造厂检查部门必须按批抽样进行阀片的方波电流冲击耐受试验。相同配方 和相同工艺制成的阀片为一批，根据各厂工艺条件，每批数量为 50300 片，不足数量按一批计算， 每批抽取 5 片按第 6.4.1 进行方波电流冲击耐受试验。每半年制造厂应另抽取 5 片阀片按第 6.4.2 进行 大电流冲击耐受试验，试验合格的判断按 6.4 进行。 表 2 避雷器例行试验项目 项号试 验 名 称试 验 依 据试 验 方 法备 注 1外观检查按 4.1，4.11目测 2标称放电电流下残压试验按 4.4按 6.3 3直流放电电压试验按 4.4按 6.1仅在干状态下进行 4标准雷电冲击放电电压试验按 4.4按 6.2 5避雷器泄漏电流试验按 4.10按 6.6 6避雷器密封试验按 4.8按 6.7 7.2.3 型式试验 型式试验是全面考核产品能否满足技术要求的试验。新产品投产前进行全部项目的型式试验，在 整个系列产品停产一年以上时，以及老产品的结构、材料、制造工艺的改变影响产品性能时，必须对 有关的部分项目或全部型式试验项目进行试验，正常生产的产品每三年应进行一次型式试验。 型式试验项目和试品数量按表 3 规定，试验避雷器总数为 3 只。阀片根据需要在同批阀片中抽取 补齐，试验中如有一只试品有一项未通过试验，则型式试验不合格。 7.2.4 验收试验 当需方要求验收试验时，可抽取大于供货避雷器数量立方根的整数进行下列试验。 a) 外观检查： 对于外观、铭牌及其附件检查有无缺少或损坏； b) 按照 6.1 进行直流放电电压试验； c) 按照 6.2 进行标准雷电冲击放电电压试验； d) 按照 6.3 进行标称放电电流下残压试验； e) 按照 6.7 进行避雷器密封试验。 表 3 避雷器型式试验 项号试验项目名称试验依据 试验 方法 试验数量试品名称备 注 1外观检查 按 4.1，4.11 目测3 只整只避雷器 2直流放电电压试验按 4.46.13 只整只避雷器 干湿状态 均应进行 3标准雷电冲击放电电压试验按 4.4按 6.23 只整只避雷器 4标称放电电流下残压试验按 4.4按 6.33 只整只避雷器 5方波电流冲击耐受试验按 4.6.1按 6.4.1 从同批阀片中抽取 残压最高者 5 片 阀片 6大电流冲击耐受试验按 4.6.2按 6.4.2 从同批阀片中抽取 残压最高者 5 片 阀片 7避雷器动作负载试验按 4.7按 6.53 只整只避雷器 8避雷器泄漏电流试验按 4.10按 6.63 只整只避雷器 9避雷器密封试验按 4.8按 6.73 只整只避雷器 10避雷器机械强度试验按 4.5按 6.93 只整只避雷器 11避雷器外绝缘试验按 4.9按 6.83 只 除去芯体的避 雷器瓷套 干湿状态均应 进行 JB/T 96