(高清版)GBT 4109-2022 交流电压高于1000V的绝缘套管

代替GB/T4109—2008交流电压高于1000V的绝缘套管(IEC60137:2017,MO国家标准化管理委员会国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会I V 1 1 2 74.1设备最高电压(Um) 74.2额定电流(I₂) 74.3额定热短时电流(In) 84.4额定动稳定电流(Ia) 8 84.6安装角度 94.7最小公称爬电距离 94.8温度限值和温升 94.9标准绝缘水平 4.10变压器套管的试验抽头 5运行条件 5.1暂时过电压 5.3环境空气和浸入介质的温度 5.4地震条件 5.6变压器绝缘液体 6.1参数列举 7试验要求 7.1一般要求 7.2试验分类 7.3绝缘和热试验时的套管条件 218型式试验 22 8.2工频干或湿耐受电压试验 228.3长时间工频耐受电压试验(ACLD) 23Ⅱ8.4雷电冲击干耐受电压试验(BIL) 248.5操作冲击干或湿耐受电压试验 8.6热稳定试验 268.7无线电干扰电压试验(RIV) 268.8温升试验 8.9热短时电流耐受验证 8.10悬臂负荷耐受试验 29 8.13部分或全部气体浸入式套管的外部压力试验 8.14外观和尺寸检查 9逐个试验 9.2环境温度下介质损耗因数(tano)和电容量的测量 9.4工频干耐受电压试验 9.5局部放电测量 9.6抽头绝缘试验 9.10法兰或其他紧固器件上的密封试验 9.11外观和尺寸检查 9.13溶解气体气相色谱分析 10设备最高电压≤52kV的非电容 10.2温度要求 10.3浸入介质的液面高度 10.5试验要求 39 39 Ⅲ 40 41 4312.1安全要求 43 4312.3机械方面 12.4热性能方面 43 附录A(资料性)本文件与IEC60137:2017相比的结构变化情况 44附录B(资料性)典型套管试验项目示例 45B.1典型套管型式试验项目 B.2典型套管逐个试验项目 附录C(资料性)由导体嵌入绝缘材料确定套管中最热点 49 图1操作冲击耐受电压中的修正因数m 图2设备最高电压Um≥72.5kV套管的铭牌 图3设备最高电压Um<72.5kV套管的铭牌(适用图4的套管除外) 图4设备最高电压Um≤52kV由瓷或类似无机材料、树脂或组合绝缘制作的套管的铭牌(见10.3) 表1悬臂耐受负荷的最小值(见4.5和8.10) 8表2温度和高于周围空气温度的温升的最大值(见4.8) 表5型式试验的适用范围(见7.2.2,符合第10章的套管除外) 20表6逐个试验的适用范围(见7.2.3,符合第10章的套管除外) 表7试验电压的校正(见7.3) 32表9局部放电量最大值(见8.3和9.5) 34表10绝缘油含水量规定值 表11符合第10章的套管的型式试验的适用范围(见10.5.1) 38表12符合第10章的套管的逐个试验的适用范围(见10.4.2) 39V见附录A。V 1本文件规定了绝缘套管(以下简称套管)的特性和试验。本文件适用于第3章中定义的设备最高电压高于1000V、频率为15Hz～60Hz三相交流系统用本文件适用于单独生产和销售的套管。构成电器设备的一部分且不能按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GB/T156—2017标准电压(IEC6003GB/T311.1—2012绝缘配合第1部分：定义、原则和规则(IEC60071-1:2006,MOD)GB/T762—2002标准电流等级(eqvIEC60电力变压器第1部分：总则(IEC60076-1:2011,MOD)电力变压器第2部分：液浸式变压器的温升(IEC60076-2:2011,MOD)电力变压器第3部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙(IEC60076-3:电力变压器第5部分：承受短路的能力(IEC60076-5:2006,MOD)电力变压器第7部分：油浸式电力变压器负载导则(IEC60076-7:2005,GB/Z1094.14—2011电力变压器第14部分：采用高温绝缘材料的液浸式变压器的设计和应用(IEC/TS60076-14:2009GB/T2423.23—2013环境试验第2部分：试验方法试验Q:密封(IEC60068-2-17:1994,IDT)GB2536—2011电工流体变压器和开关用的未使用过的矿物绝缘油(IEC60296:2003,MOD)GB/T2900.5—2013电工术语绝缘固体、液体和气体(IEC60050-212:2010,IDT)GB/T2900.8—2009电工术语绝缘子(IEC60050-471:2007,IDT)GB/T4585交流系统用高压绝缘子的人工污秽试验(GB/T4585—2004,IEC60507:1991,IDT)2GB/T6553—2014严酷环境条件下使用的电气绝缘材料评定耐电痕化和蚀损的试验方法GB/T7354—2018高电压试验技术局部放电测量(IEC60270:2000,MOD)GB/T11022高压交流开关设备和控制设备标准的共用技术要求(GB/T11022—2020,GB/T16927.1高电压试验技术第1部分：一般定义及试验要求(GB/T16927.1—2011,GB/T22079—2019户内和户外用高压聚合物绝缘子一般定义、试验方法和接收准则GB/T23752额定电压高于1000V的电器设备用承压和非承压空心瓷和玻璃绝缘子(GB/T23752—2009,IEC62155:2003,MOD)GB/T23752—2009额定电压高于1000V的电器设备用承压和非承压空心瓷和玻璃绝缘子缘子(GB/T26218.3—2011,IIEC60867绝缘液体合成芳香烃规范(Insulatingliquids—Specificationsforunusedliquids3充液体套管liquid-filledbushing绝缘套内表面和固体主绝缘体之间充有矿物油或其他绝缘充气套管gas-filledbushing绝缘套内表面和固体主绝缘体之间充有等于或高于主绝缘是用纸或塑料膜(GIF)卷制芯体，并经处理后用等于或高于大气压力的气体(空气除外)浸主绝缘由纸卷制经处理后用绝缘液体(通常为变压器油)浸渍的芯体胶浸纸套管resin-impregnatedpaperbushing;RIP主绝缘由未经处理的纸卷制随后用可固化的树脂浸渍的芯体所4树脂浸渍纤维套管resin-impregnatedsyntheticsbu胶浸纤维套管resin-impregnatedfi一端用于周围空气中但不暴露在户外大气条件下，另一端浸入不同于周围空气的绝缘介质(例如，5设备最高电压highestvoltageI,Iaf.6设计压力(外壳的)designpressure(oftheenclosure)绝缘子在正常带有运行电压的两个金属部件之间外部空气中的最短距离。试验抽头testtap测量抽头measuringtaptano抽头tanotap一个易于从套管外面接线、与法兰或其他紧固器件绝缘并与电容式套管的一个外层极板相连的引电压抽头电位抽头电容抽头一个易于从套管外面接线、与法兰或其他紧固器件绝缘并与电容式套管的一个外层极板相连的引7电压抽头的额定电压ratedvoltageofthevoltag主电容maincapacitanceC4额定值套管的Um值应从以下设备最高电压的标准值中选取，单位为kV:3.6—7.2—12—17.5(18)—24—36—40.5—52—72.5—100—123(126)—145—170—245(252)一300—362(363)—420—550—800—套管的I,值应从下面给出的标准值中选取，单位为A:100—250—315—400—500—630—800—1000—1250—15000—6300—8000—10000—12500—16000—20000—25000—以上电流系列符合GB/T762—2002给出的值。对于载流导体穿入中心管的变压器套管(穿缆或穿杆式套管),为使相应的I,符合4.8的要求，套所选取的变压器套管的I,不低于变压器额定电流的120%,最高温度和最小日平均温度符合表3,8Ia应为4.3中It值的2.5倍的第一个波峰的幅值。若因变压器特性可能要求此值高于4.3规定的Im值的2.5倍，变压器制造商应在套管订货信息套管与垂线安装夹角≤30°IⅡIⅡIⅡIⅡIⅡIⅡIⅡIⅡ9表1悬臂耐受负荷的最小值(见4.5和8.10)(续)套管与垂线安装夹角≤30°IⅡIⅡIⅡIⅡ 注1:运行悬臂负荷包括端子负载和风压(70Pa),见GB50260—2013。注2:水平I=正常负荷，水平Ⅱ=重负荷。流流过时导体的热膨胀。注4:1100kV及以上电压等级套管运行悬臂负荷要求可按供需双方协议。表1中给定的和垂直套管相关的值在垂直位置进行试验。如果一个倾斜或者水平安装套管垂直试验时，则在操作中应施加一个等效的力以获得由套管重量使法兰承受的弯矩。如果一个垂直安装套管水4.6安装角度所有套管都应能在与垂线夹角不超过30°的任何倾斜角度安装。其他任何安装角度均应由供需双——对于油浸纸为105℃:等级A; 部件说明K℃——在空气中；——在SF₆中；——在油中镀锡，在空气、SF₆或油中——在空气中或SF₆中；——在油中d——在空气中；——在SF₆中；——在油中——在空气或SF,中——在油中镀银/镍板：——在空气、SF,中：——在油中b靠螺钉或螺栓连接到——无镀层；——镀锡；与绝缘接触的载流和——油h部件说明K最高温度℃注：A和E指根据GB/T11021—2014确定的绝缘温升值基于GB/T25840—2010最大日平均温度30℃,更多的数据参见GB/T25840—2010中表6。表中的油是指矿物油，对于其他绝缘液体(硅油、天然酯或合成酯)可经供需双方协°如果预期会有严重氧化，温升值应限制为50K。4弹簧接触是靠弹簧压力保持连接的，例如，插头连镀锡触头的温度不得超过105℃,否则将发生非常快的瞬间破坏。适用于3.4的液体绝缘套管。h适用于导体(穿缆或穿杆式套管)穿入中心管的变压器套管。温度/℃周围空气：——最高值；——最高日平均(户外);一最高日平均(空气绝缘管道);—最高年平均：●户内·●户外·变压器中的矿物油：——最高：●正常周期性负载；●短期或长期急救负载；最高日平均；最高日平均温度/℃其他介质(气体和非气体)注1:浸入介质的日平均温度由连续24h读数的平均值算得。注2:按供需双方协议，可以采用其他温度范围，如5.3中几种超出范围的工况、包括高温和低温环境。除非另有说明，户内套管的最小环境温度为一5℃,户外套管为-25℃.变压器中的值符合GB/T1094.1—2013和GB/T1094.2—2013并与矿物油相关。对于其他油，天然脂或合成酯，更高的值可由供需双方协议。短期和长期急救负载值按GB/T1094.7—2*无其他数据时，原则上应参见使用套管的电器相应标准，应特别注意套管浸在气体中的一端。耐受电压(BIL)(峰值)耐受电压(SIL)(峰值)(干)(干)(干)(湿)耐受电压(BIL)(峰值)耐受电压(SIL)(峰值)(干)(干)(干)(湿) 耐受电压(BIL)(峰值)耐受电压(SIL)(峰值)(干)(干)(干)(湿) 这些数值按GB/T311.1—2012和GB/T1094.3—2017增大10%,与9.4一致。这些数值与GB/T311.1—2012或d这些数值与GB/T311.1—2012一致。基于使用套管的系统或设备的BIL,引用的工频耐受电压值为最低要求。对于选择较高等管，可以按照第6列的参数要求试验，该要求比变压器的工频耐受电压值高10%。按照GB/T1094.3-2017试验持续为300s。——Um,对Um≤170kV的套管。5.2海拔m0——标准绝缘水平(见4.9),必要时要给出变压器的感应耐压试验和外施耐压试验的电压 ——NB/SH/T09945—2017合成有机酯型电气绝缘液。6.2标识本条适用于所有电压等级的电容式套管和Um≥72.5kV的其他套管。对于Um<72.5kV的其他a)供方名称或商标。b)生产年份和序列号。d)制造商国家和地址。e)设备最高电压(Um)(见3.23)或额定相对地电压(见3.24)以及额定频率(见3.29)。f)额定电流(I,)(见3.25)。h)雷电冲击(BIL)、操作冲击(SIL)和工频(AC)耐受试验电压(见4.9)。j)绝缘气体的种类及最低压力(见3.30),如果需要时。铭牌举例见图2～图4。制造商国家地址Um………………kVI,…………………Af,………BIL………………kVSIL………………kVAC………重量………………kg与垂线的最大夹角………………(°)电容量…………pF介质损耗因数……%20℃时额定气体填充压力…………………MPa(相对压力)20℃时气体最低压力………………………MPa(相对压力)图2设备最高电压Um≥72.5kV套管的铭牌制造商国家地址出厂日期………型号……………产品编号……………Um………………kVI,………………Af.………图3设备最高电压Um<72.5kV套管的铭牌(适用图4的套管除外)制造商国家7试验要求所有试验都应按相关标准的特定条款进行。空心瓷绝缘子试验应按GB/T23752—2009进行。空心复合绝缘子试验应按GB/T21429—2008和GB/T22079—2019进行。8.2～8.5需方有要求时供方应提供详细的型式试验报告。可以证明以前的型式试验是适用的。当设计不同时，供方应提供一份已试验新制造的套管的耐受试验电压值见表4。对已运行的套管，逐个耐受试验电压应降低为表4中给出值的85%。表5、表6、表11和表12给出了各类套管所适用的试验。对设备最高电压Um≤52kV由瓷或类似无机材料、树脂或复合绝缘制作的套管，见第10章。对——工频干或湿耐受电压试验(见8.2); ——操作冲击干或湿耐受电压试验(见8.5); ——温升试验(见8.8);项目缩写雷电>252kV的所有套管干户内、户内浸入式和全浸入式及≥245湿热稳定部分浸入或全浸入式套管，浸渍介质温度≥60℃≥300kV,对OIP、RIP、RIS、RIF>126kV,对其他套管类型≥123kV的户内和户外套管热短时内压力所有气体体积≥1L且>0.05MPa(外部压力所有部分浸入或全部浸入气体且气体压力>0.05外观和尺寸项目缩写雷电内压力所有含有气体的套管(某些情形除外)形除外)外观和尺寸无线电干扰电压试验(RIV)在“注”指出的条件下，乘以k₁×k₂不校正在“注”指出的条件下，乘以k₁×k₂在“注”指出的条件下，乘以k₁×k₂在“注”指出的条件下，乘以k₁不校正不校正不校正不校正不校正不校正k₁和k₂应按GB/T16927.1确定。冲击试验中，如果试验电压校正值低于规定值，则该校正应对外绝缘耐受电压最苛刻的那个极性进行，而其相·当校正因数大于1时，两种极性的电压均应校正，但若校正因数高于1.05,则供需双方应协议试验是否执-—升压至U₃=1.1Um/√3,持续时间为5min,测量局部放电。 —非自恢复绝缘上不应发生破坏性放电。定频率不同，需要调整电流以得到等值损耗。试验时所用的临时外部接线尺寸不应对所试套管带来明显冷却作用。如果从套管端子到沿连接线相距1m处的温度降低值不超过5K,或短连接时沿外部导线的热梯度为5K/m,则认为满足了此条件。试验应连续进行，到温升没有明显变化时为止。如果1h期间内的温升变化不超过±1K则认为达到了稳定状态。为了提供运行在不同负载电流和环境温度下的套管(例如，GIS户外套管)的模拟数据，应进行过载试验并记录所有温度读数与时间的对应关系。在套管导体嵌入到绝缘材料内部的情况下，为了避免破坏绝缘，经供需双方协议其最热点的温度可由通过适当验证的有限元计算来确定。(关于近似方法，见附录C。)8.8.3接收准则如果满足了4.8允许的温度限值且无可见损伤，则认为套管通过了本试验。8.9热短时电流耐受验证8.9.1适用范围本验证适用于所有类型的套管。8.9.2验证方法和要求用式(1)计算验证套管耐受I.标准值的能力。 (1)式中：0,——导体的最终温度，单位为摄氏度(℃);0。—在环境温度40℃下载流I₂连续运行时导体的温度，单位为摄氏度(℃);a——对于铜是0.8(K/s)/(kA/cm²)²,对于铝是1.8(K/s)/(kA/cm²)²;tth——规定的额定持续时间，单位为秒(s);Ith——4.3规定的标准值，单位为千安(kA);S。——考虑集肤效应的等效横截面面积，单位为平方厘米(cm²);S,——相应于I,的总横截面面积，单位为平方厘米(cm²)。其他材料的α值，可由式(1)导出。 (2)δ——导体密度，单位为克每立方厘米(g/cm³)。式(2)中的p、c和8值为校正到温度160℃下的值。考虑集肤效应时直径为D(cm)的圆截面导体的等值横截面积可用式(3)导出的电流渗入深度d来确定：如果θ,不超过180℃,则认为套管能耐受标准值Im。如计算的温度超过了这个限值，套管耐受标准值Im的能力应通过试验来证实。试验应按如下 通过导体的电流应至少为4.3定义的标准值I和持续时间tt,导体横截面应与额定电流I试验值应按表1规定。对于3.22定义的套管，悬臂耐受负荷试验值应限制为： 套管内部应加压到比最高运行压力高出0.1MPa±0.01MPa,对于承受负荷端子处有密封垫连接GB/T23752—2009中附录D计算的等值附加弯矩代替。负荷应垂直于套管轴线施加到套管自身接线端子的中点并持续60s。负荷应施加在套管正常运行如果无损坏(变形、破裂或泄漏),且再次进行全部逐个试验项目并与先前的结果比较没有明显变 tano最大值*(20℃)dddd·当同时考虑欧姆损耗和介质损耗二者时，套管要在所有运行条件下完全热稳定。对于一个正确设计的套较低的损耗因数，对运行寿命不一定有帮助。不适用于Um≤36kV的套管。对于Um≥550kV的油浸纸变压器套管，其tano最大值为0.005。4供方应给出此值。—施加额定耐受值的105%的5次负极性雷电冲击全波。 ——施加额定耐受值的105%的2次负极性雷电冲击全波。试验持续时间应为60s,与频率无关。设备最高电压为1100kV的变压器套管的试验电压为表9局部放电量最大值(见8.3和9.5)44555555对开关设备套管，此放电量可经供需双方协议选取较低电压进行测量。在1.1Um/√3下的数值仅适用于8.3.——试验抽头(见3.38):推荐2kV～3kV;——电压抽头(见3.39):为电压抽头额定电压的2倍但至少2kV.对于试验抽头其tano和电容值应符合4.10。套管应按正常运行要求装配好并充以供方选取的气体。在环境温度下对套管内部施加(1.5×最大运行压力)MPa±0.01MPa的压力并保持15min。预先按GB/T21429、GB/T22079和GB/T23752进行试验。其他部件按其相应的标准试验。表10绝缘油含水量规定值 型号或最小公称爬电距离或设备最高电压(Um): 铭牌示例见图4。试验条件和要求与第7章、第8章和第9章相同。可参照在下列括号中所列的相应条款。 项目缩写雷电所有套管，计算的温度超过180℃悬臂所有套管(对3.22定义的型式降低要求)项目缩写定义套管的条款号同上同上(适用时)气体浸渍和气体绝缘套管应充以规定的气体，例如符合GB/T12022且未使用过的SF₆气体。充——气体压力测量——充气结束时在标准大气条件下(20℃和101.3kP——露点测试额定充气压力下，在环境温度为20℃时测量气体的露点应不低于一5℃。在其外套密封检查应按逐个试验规定的封闭压力系统探测法(见9.8)进行检查。检查应在套管充入气体后至少1h后开始，以使泄漏达到稳定。此项检查仅限于用适宜的泄漏探测器对——设备需要注意的技术特性及所有运行特点概述，以便使用户对所涉及的主要原理有充分的 1)维护频次列表；2)维护工作的详细描述：●参考图样；●部件编号(适用时);●使用的特殊设备或工具(清理和除油);5)预估的计划维护时间。●套管的编号和型号；●套管投入运行的日期；●所有故障报告。●电站名称；●设备试运转日期；●故障/缺陷日期；●最近一次维护日期；●承受高压应力的部件；●其他元件；●主要故障；●次要故障；力等);●设备停机时间；●修理时间；●人工费用；●备件费用。(资料性)表A.1本文件与IEC60137:2017的章条编号对照情况引言1122—(资料性)典型套管型式试验项目示例见表B.1。会试验项目气体(SF₆)型式试验前套管应按表B.2完成逐个试验1√√√(多屏蔽结构)2√√√3变压器套管：15+,1-,5-C,14-;√√√4干：Um>252kV户内、浸入式及U。≥√√√√√√5√√√6√√7无线电干扰电压试验(RIV)√√√台试验项目气体(SF₆)8热稳定试验▲浸入式介质温度≥60℃;Um≥300kV对OIP、RIP、RIS、RIF126kV对其他套管类型√√变压器套管90℃±2K,电压Um(≤170kV),0.8Um(>170kV),5h9热短时电流耐受验证★所有类型，计算0₁≤180℃可免试√√√√√√√√√目时，逐个密进行)充气、气体绝缘以及气体浸渍套管的内压力√验◆所