NB∕T 11070-2023 高压交流发电机断路器试验导则

CCSK40高压交流发电机断路器试验导则2023-02-06发布2023-08-06实施国家能源局发布NB/T11070—2023前言 Ⅱ 12规范性引用文件 13术语和定义 14型式试验 4.2出具型式试验报告程序 4.3绝缘试验 54.4连续电流试验 64.5短时耐受电流和峰值耐受电流试验 64.6机械特性 64.7关合和开断试验的各项规定 74.8系统源短路关合和开断试验 4.9发电机源短路关合和开断试验 附录A(规范性)型式试验的记录和报告要求 I标准分享吧http://ww.bzfxb.com/本文件按照GB/T1.1—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。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。本文件由中国电器工业协会提出。本文件由能源行业短路试验技术标准化技术委员会(NEA/TC10)归口。本文件起草单位：西安高压电器研究院股份有限公司、青岛海洋电气设备检测有限公司、新东北电气集团高压开关有限公司、中国电力科学研究院有限公司、辽宁高压电器产品质量检测有限公司、国网上海市电力公司电力科学研究院、西安交通大学、平高集团有限公司、宁波职业技术学院。本文件主要起草人：刘浩军、何冰、陈进、王昊晴、赵靖波、姚斯立、张实、胡晶、冯武俊、高凯、刘志远、王向克、沈建位、李向阳、王光磊。本文件为首次发布。Ⅱ标准分享吧/高压交流发电机断路器试验导则1范围本文件规定了依据GB/T14824—2021对高压交流发电机断路器进行试验的程序。本文件适用于高压交流发电机断路器依据GB/T14824—2021实施试验、出具报告的过程。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本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GB/T11022—2020高压交流开关设备和控制设备标准的共用技术要求GB/T14824—2021高压交流发电机断路器NB/T42101—2016高压开关设备型式试验及型式试验报告通用导则3术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。4型式试验4.1总则报告应包含用于确认发电机断路器的关键部件而提交的所有图纸的编号。包含在报告中的图纸应经过制造厂许可。4.1.2制造厂提供的资料以下资料应在试验前提供给实验室。表1中所列的图样、逐项的检查内容等，应能确认和该型号被试发电机断路器相符。制造厂关于发电机断路器的技术文件应至少包括下列项目的资料a)型号和出厂编号。b)灭弧原理概述，采用流体(油或气体)或真空。c)操动机构(弹簧、压缩空气等)的简要说明。1标准分享吧/e)多单元发电机断路器：1)单元的数量和功能；2)并联阻抗的结构、型号、数量和值(适用时);3)考虑并联阻抗误差的情况时(见GB/T14824—2021中.3)电压分布(适用时)的计算或测量结果。1)灭弧室的结构、型号和出厂编号；2)已完成的连续电流试验的试验报告。g)可更换部件的清单。表1需要检查的图纸和内容图样检查内容(适用时)实验室检查必须核查如果相关总装图(装配图)总体尺寸√ 运行时的支架结构—运行时的金属封闭单元对地电气距离√—极间电气距离—√冷却和排气装置的位置和尺寸√各极间隔板的位置和尺寸——√灭弧室的轴向横剖图动触头行程—√触头分闸时的电气距离—√触头分离点和行程终点的距离—√与外部指示器对应的开断用油位一√灭弧室、触头、喷口等细节绝缘件的细节(材料、爬距)√配件细节—√弹簧特性—√完整发电机断路器的操动和联锁机构一般操作装置—√紧急操作装置—√主弹簧特性—√闭锁装置—√注：“√”表示需要检查；“—”表示在所属列的情况下不适用。某些情况下，为了型式试验的目的，在不影响发电机断路器性能的条件下，安装发电机断路器等效的支架结构(或金属封闭壳体)是允许的，但应在试验报告中进行记录。对于封闭单元，只需要核对外部尺寸。2标准分享吧/4.2出具型式试验报告程序当发电机断路器满足规定的要求时，可依据委托方的申请出具下列类型之一的型式试验报告：a)完整型式试验的型式试验报告。报告提供了由制造厂提出的符合GB/T14824—2021中第5章的发电机断路器额定特性的验证。报告应包含所有必需的试验，以证明符合GB/T14824—2021中第7章型式试验的规定。b)绝缘性能的型式试验报告。报告提供了由制造厂提出的符合GB/T14824—2021中5.1b)规定的发电机断路器绝缘性能的验证。报告应包含必需的雷电冲击电压试验、工频电压试验(湿试和/或干试),以证明符合GB/T14824—2021中7.2的规定。c)温升性能的型式试验报告。报告提供了由制造厂提出的符合GB/T14824—2021中5.1d)规定的发电机断路器温升限值和主回路电阻测量的验证。报告应包含必需的试验，以证明符合GB/T14824—2021中7.4和7.5的规定。d)短路性能的型式试验报告。报告提供了由制造厂提出的符合GB/T14824—2021中5.1e)～1)、n)～p),以及q)和r)(适用时)规定的发电机断路器短路额定值的验证。报告应包含必需的试验，以证明符合GB/T14824—2021中7.6、7.102、7.103、7.105(适用时)和7.106(适用时)和7.107的规定。e)开合性能的型式试验报告。报告提供了由制造厂提出的符合GB/T14824—2021中5.1m)规定的发电机断路器负荷电流开合性能的验证。报告应包含必需的试验，以证明符合GB/T14824—2021中7.104的规定。上述项b)～e)的报告可单独或合并出具，合并出具时标题中应包含试验中验证的额定性能，例如“绝缘性能和温升性能”的型式试验报告。对于其他型式试验项目，不能出具单独的型式试验报告，但符合标准的某一型式试验结果可包含在上述报告之一中，采用NB/T42101—2016中7.2规定的“本报告也验证了……”的形式进行描述。为发电机断路器出具型式试验报告应包含的内容见表2和表3。试验记录中包含的各项信息应符合附录A的要求。表2不同型式试验报告的内容基本型式试验报告完整型式试验的型式试验报告绝缘性能的型式试验报告温升性能的型式试验报告短路性能的型式试验报告开合性能的型式试验报告出具报告需要的强制性型式试验绝缘试验**主回路电阻的测量*—*——连续电流试验*—*短时耐受电流和峰值耐受电流试验*— *辅助和控制回路的附加试验*++++常温下的机械操作试验*++++噪声水平试验*+++ 系统源短路电流关合和开断试验* * 负荷电流开合试验*+十+*3标准分享吧/基本型式试验报告完整型式试验的型式试验报告绝缘性能的型式试验报告温升性能的型式试验报告短路性能的型式试验报告开合性能的型式试验报告适用时，出具报告需要的强制性型式试验防护等级验证×田田田田密封试验×田田田④电磁兼容性(EMC)试验×田田田④延长的机械寿命试验田田田田低温和高温试验⑧田田田田发电机源短路电流关合和开断试验 ×—失步关合和开断试验× ×注1:“*”表示强制的试验项目。注2:“+”表示可选择的试验项目，见NB/T42101—2016中第5章注1。注3:“×”表示如果适用，强制的试验项目。注4:“田”表示如果具有关联性，可加入报告的试验项目，见NB/T42101—2016中第5章注1。对于进行发电机断路器负荷电流开合试验的实验室，在验证负荷电流开合性能前，应确认其已成功进行短路性能的验证，且报告最好由同一实验室出具。如其他实验室出具报告，应由进行负荷电流开合试验的实验室对它的有效性进行判定。表3报告中包括的额定参数额定值/由制造厂指定且经试验验证的参数符号单位完整型式试验的型式试验报告绝缘性能的型式试验报告温升性能的型式试验报告短路性能的型式试验报告开合性能的型式试验报告电压×××××电流IA××X××频率Hz×××××雷电冲击耐受电压×× 工频耐受电压××峰值耐受电流×××短时耐受电流X××短路持续时间S× ——××系统源故障系统源短路关合电流×××系统源短路开断电流X××瞬态恢复电压峰值ue×××瞬态恢复电压上升率kV/μs× ××发电机源故障发电机源短路关合电流OOO4标准分享吧/额定值/由制造厂指定且经试验验证的参数符号单位完整型式试验的型式试验报告绝缘性能的型式试验报告温升性能的型式试验报告短路性能的型式试验报告开合性能的型式试验报告发电机源短路开断电流O OO发电机断路器级别G1/G2—OOO瞬态恢复电压峰值O OO瞬态恢复电压上升率RRRVkV/μsO— OO失步关合和开断失步开断电流OOO瞬态恢复电压峰值OOO瞬态恢复电压上升率RRRVkV/usO— OO负荷电流开合负荷电流I×— ×瞬态恢复电压峰值××瞬态恢复电压上升率RRRVkV/μs× ×由制造厂指定，但未经试验验证的额定控制参数最短分闸时间×——××操作用充气压力MPaOOO操作用报警压力aPamMPaOOO操作用最低功能压力aPmmMPaOOO绝缘用充气压力PreMPaOOOOO绝缘用报警压力aPaeMPaOOOOO绝缘和/或开合用最低功能压力aPmeMPaOOOOO辅助和控制回路额定施加电压V××——××绝缘用流体(液体或气体)的型号和质量M;OOOOO注：“×”表示强制性的；“O”表示补充的额定值和参数(适用时)。a为铭牌上标注的绝对压力(abs.)或20℃时相对压力(rel.)。4.3绝缘试验GB/T14824—2021中的7.2适用，并作如下补充。可使用0.8～0.95之间的修正因数。在这种情况下，内绝缘强度应采用其他方式验证，且固体绝缘件应单独进行试验。5标准分享吧http://ww.bzFsh.coa/GB/T14824—2021中的7.5适用，并作如下补充。下面规定适用于不采用离相封闭母线(IPB)连接的发电机断路器：如有必要，可通过改变连接导体的横截面或在导体上增加温度控制装置调整临时连接处的温度梯度，但不能故意引入错误的连接。对于较大的额定电流，需要使用多根并联导线接入主回路端子，应测量每根导线主回路端子处和距离主回路端子1m处的温升，每极所有导线主回路端子处温升的平均值与距离主回路端子1m处温升的平均值的差不能超过5K。为了试验方便，经制造厂同意，因温差高于5K而向发电机断路器导入的热量可以接受。4.5短时耐受电流和峰值耐受电流试验GB/T14824—2021中的7.6适用，并作如下补充。4.5.2发电机断路器及试验回路的布置如果支撑结构的机械性能不受影响，则试验时可打开法兰与大气相通，不充入绝缘气体。如果不充入绝缘气体试验前后的空载操作无法进行，可充入达到制造厂规定压力值的空气或任何适当的气体验证。4.5.3试验电流和持续时间如果在合并进行的峰值耐受电流和短时耐受电流试验中，峰值电流未达到要求，只有满足以下条件，峰值耐受电流试验可重复进行：——合并试验的峰值耐受电流至少达到规定值的90%;——等效能量的要求已经满足。试验之间不应进行任何机械操作。如果受实验室能力限制，峰值耐受电流试验与短时耐受电流试验可分开进行。如果峰值耐受电流试验与短时耐受电流试验分开进行，应先进行峰值耐受电流试验，接着进行短时耐受电流试验，两次试验之间不能进行任何操作。如果需要增加一次更长短路电流持续时间的短时耐受电流试验，试验应在样机不进行任何操作时进行，否则应在该增加的试验前重复进行峰值耐受电流试验。如果峰值耐受电流试验和短时耐受电流试验需要在不同的试验位置进行，但发电机断路器不进行机械操作无法移动，这种情况不能出具短路性能的型式试验报告。4.5.4试验后发电机断路器的状态短时耐受电流和峰值耐受电流试验后的空载操作应在100%的额定操作电压和/或操作压力下进行。GB/T14824—2021中的7.101适用，并作如下补充。提供与参考的机械特性相符合的证据是制造厂的责任。实验室只需要在系列试验开始前和结束后记录下机械特性并进行比较，如果存在差别，应在标准规定的误差范围内。6标准分享吧/如果无法记录机械特性，则不能出具报告。机械特性应包含在报告内。机械特性不是必须用行程曲线表示。4.7关合和开断试验的各项规定GB/T14824—2021中的7.102适用，并作如下补充。4.7.2共用一个操动机构的发电机断路器单极的单相试验为了试验方便且经制造厂同意，开断的验证试验可在试品三极串联的情况下进行一次单相试验。应满足试验方式1中最长燃弧时间和电流畸变的要求。注：试验方式1为GB/T14824—2021中规定的试验方式。对于由并联脱扣器构成控制系统的一个完整部分的发电机断路器，GB/T14824—2021中7.102.6的功能要求对应于完整系统，而非线圈自身。对一些合闸线圈电流较大的发电机断路器，应特别注意操作电源的特性。电源的电压特性应完全稳定，以避免在合闸过程中操动线圈上的电压过分变化。试验时，实验室合闸的工况可能与现场运行时相比对发电机断路器更有利，电源回路中存在较高压降的地方应在报告中记录。关合和开断的验证试验(如果与试验方式2相关，见GB/T14824—2021中7.102.7c)]可包含在主报告中，或在一份独立的报告中体现。主报告可以是合并了所有替代操动机构的一份文件，也可以是每种替代操动机构分开的几份文件，里面公共的试验部分是合并的。发电机断路器可以三极共用一个机构，也可以每极具有独立的操动机构。发电机断路器的试验程序应根据其设计形式进行。当制造厂申请适用两种机构形式的发电机断路器报告时，以下内容适用如果进行单相试验，应符合GB/T14824—2021中7.102.7和的要求。应采用以下程序，选择能涵盖两种情况的试验：发电机断路器应采用三极共用机构的操作方式进行以下试验(如果相关):短时耐受电流和峰值耐受电流试验，以及试验方式1、2、3、4、5、6、OP1、OP2和负荷电流开合试验。和负荷电流开合试验为GB/T14824—2021每极采用独立机构的产品应进行的附加试验，包括关合和开断的验证试验[如果与试验方式2相关，见GB/T14824—2021中7.102.7c)]。应测量两种机构形式相同位置的触头行程情况。在空载操作时，记录三极操作发电机断路器每一极的触头行程特性，并与单极操作发电机断路器的触头行程特性进行对比。应将三极操动机构和单极操动机构在试验方式1中出现最长燃弧时间时的机械行程特性进行对比。单极操作发电机断路器上进行开断验证试验时的机械行程特性应与三极操作发电机断路器产生最长燃弧时间极的机械行程特性进行对比。7标准分享吧/8对于上面提到的操动机构，可出具组合设计的报告或每种设计的报告(单极操动机构和三极操动机构)。4.7.5试验中发电机断路器的性能短路试验中的非持续性击穿放电(NSDD):短路试验中出现的NSDD,可通过对试验示波图的分析进行判断，且可用图1和图2所示特性表示。图1描绘了一个典型的三相短路试验特性，显示了其中一相上的恢复电压击穿瞬间，导致所有相工频恢复电压波形发生同样偏移，其振幅和时间常数基于回路电感、电阻和电容的实际值。图2显示了等效的单相短路试验特性。在单相短路试验中，很容易区分重击穿和NSDD。当电压跌落伴随着一个工频电流半波时，就是重击穿。在中性点绝缘的三相短路试验回路中无法按此方法区分，于是可能的重击穿会被认为是NSDD。在报告认可范围内，对于一系列试验中出现NSDD的发电机断路器，应在证明试验的记录中包含如下声明：“在构成本报告的试验中，试验方式()……中恢复电压期间发生NSDD”。合并在报告中的相关文件也应作相同的描述。图1三相短路试验中NSDD示例9i.——流过试品的电流。图2单相短路试验中NSDD示例4.7.6试验后发电机断路器的状态试验后灭弧室的主绝缘性能如果要求绝缘试验作为状态检查，在下述工频电压下对发电机断路器进行工频耐受电压干试验：——对隔离断口为相应额定短时工频耐受电压的100%;——对其他情况为相应额定短时工频耐受电压的80%。如果灭弧室发生内部瞬时击穿，之后试验电压立即恢复，仅允许重复一次试验。本试验中使用的变压器，应能在相应试验电压下短路时提供不小于0.25A的电流。试验时，由于灭弧室绝缘介质上的导电物污染和金属蒸汽冷凝沉积，以及试验中变压器二次侧可能存在的并联电容会影响试验中区分产品或试验设备击穿产生的电流，应保持试验变压器最小短路电流不小于0.5A。成功完成一个试验序列或一个试验方式后，试验记录中应包含以下描述和/或信息。若采用GB/T14824—2021中程序A,应包括如下描述：“完整试验后回路电阻测量的结果表明灭弧室有能力承载额定电流而不超出规定的温升限值。报告中可以不记录电阻的测量值，但该值必须由实验室留存。”若采用GB/T14824—2021中程序B,应包括如下描述：“完整试验后进行的连续电流试验结果表明灭弧室有能力承载额定电流而不超出规定的温升限值。”每相灭弧室应能耐受作为状态检查的电压试验验证。4.7.7最苛刻开合条件的验证在试验前的空载操作中，如果实验室获得的最短分闸时间tcpmin比制造厂声明的更短，应采用实验室获得的最短分闸时间topmin确定GB/T14824—2021中表11和表12给出的最后半波参数。如果实验室获如果按GB/T14824—2021中.3“选项1”规定的试验程序，6次开断操作后GB/T14824—2021中.3规定的最苛刻开合条件“a)”和“b)”仍未达到(即使将要求燃弧时间的公差扩大到±2ms),应在检修后的同一样机或新的发电机断路器样机上继续进行试验方式2(公差扩大到±2ms),直到条件“a)”和“b)”都至少满足一次，且应在试验报告中记录。在第一次有效分闸操作前，需要建立获取最短燃弧时间tminl(见GB/T14824—2021中图24)的单相试验回路，它与三相条件相关，从大半波后产生中等非对称度的一相获得(见GB/T14824—2021中图20的B相)。相试验回路，它与三相条件相关，从小半波后产生中等非对称度的一相获得(见GB/T14824—2021中图22的B相)。如果按GB/T14824—2021中.3“选项1”规定的试验程序，4次开断操作后GB/T14824—2021中.3规定的最苛刻开合条件“a)”和“b)”仍未达到(即使将要求燃弧时间的公差扩大到±2ms),应在检修后的同一样机或新的发电机断路器样机上继续进行试验方式2(公差扩大到±2ms),直到条件“a)”和“b)”都至少满足一次，且应在试验报告中记录。GB/T14824—2021中的7.103适用，并作如下补充。当试品开断单元放置在没有排气装置的单极密封的外壳里时，外壳没有任何与地之间的金属连接，该条件下GB/T14824—2021中7.103.4的规定不适用于发电机断路器。这时，为了试验方便，回路可连接至发电机断路器的任一侧。采用真空灭弧室且封装在SF₆中的发电机断路器就属于这种情况。对于其额定电压(单相试验时为U,/√3)下的预击穿时间应采用两次关合试验确定，在降低的电流下每个极性进行一次。预击穿应发生在单相试验或三相试验时三相中的一相的外施电压峰值±20%范围内。单相试验时，试验应仅在发电机断路器的一相上进行。短路试验时触头分离时刻的确定方法如下：如果没有其他参数作为参考，按照GB/T14824—2021中7.103.7无法获取触头分离时刻。发电机断路器的结构决定了所采取的方法。通常最适合的方法是采用记录动触头行程特性的传感器。 可将一个传感器装入断路器以便记录与静触头相对应的动触头的行程特性曲线，从而将触头行程特性与直流低电压下空载操作时的动作时间对应。所定义的触头分离时刻转换成在开断操作中的行程特性。该方法目前用于确定刚分点。——采用发电机断路器在短路开断操作中一相或多相上所测量的放大的电弧电压，通过触头分离时刻电压的变化判断电弧的起始时刻。这种方法适用于短路电流对触头速度产生影响的断路器。依据GB/T14824—2021中图28a)或图28b),在适用于首开极系数1.5(非有效接地系统)的试验回路中，如果任意短路试验方式，由于发电机断路器无法建立绝缘强度，电弧熄灭后300ms内任意极工频恢复电压的交流分量变化超过平均值的20%,发电机断路器应判定试验失败。4.9发电机源短路关合和开断试验GB/T14824—2021的7.105适用，并作如下补充。4.9.2试验回路与发电机断路器的连接当试品开断单元放置在没有排气装置的单极密封的外壳里时，外壳没有任何与地之间的金属连接，该条件下GB/T14824—2021中7.105.4的规定不适用于发电机断路器。这时，为了试验方便，回路可连接至发电机断路器的任一侧。采用真空灭弧室且封装在SF₆中的发电机断路器就属于这种情况。对于其他情况，GB/T14824—2021中7.105.4适用。4.9.3发电机源短路关合试验的外施电压额定电压(单相试验时为U,/√3)下的预击穿时间应采用两次关合试验确定，在降低的电流下每个极性进行一次。预击穿应发生在单相试验或三相试验时三相中的一相的外施电压峰值±20%范围内。单相试验时，试验应仅在发电机断路器的一相上进行。4.9.4发电机源短路开断电流短路试验时触头分离时刻的确定方法如下：如果没有其他参数作为参考，按照GB/T14824—2021中7.105.7无法获取触头分离时刻。发电机断路器的结构决定了所采取的方法。通常最适合的方法是采用记录动触头行程特性的传感器。实验室通常使用的方法如下：——可将一个传感器装入断路器以便记录与静触头相对应的动触头的行程特性曲线，从而将触头行程特性与直流低电压下空载操作时的动作时间对应。所定义的触头分离时刻转换成在开断操作中的行程特性。该方法目前用于确定刚分点。——采用发电机断路器在短路开断操作中一相或多相上所测量的放大的电弧电压，通过触头分离时刻电压的变化判断电弧的起始时刻。这种方法适用于短路电流对触头速度产生影响的断路器。4.9.5发电机源短路开断电流的非对称度试验方式5、6A和6B中的电弧电压应包含在试验报告中，由于电弧电压不是具体值，只需要包含电弧电压的记录曲线。依据GB/T14824—2021中图28a)或图28b),在适用于首开极系数1.5(非有效接地系统)的试验回路中，如果任意短路试验方式，