高原电工产品特殊试验方法 第1部分：工频谐波复合电流 征求意见稿

3GB/TXXXXX—XXXX高原电工产品特殊试验方法第1部分：工频/谐波复合电流本文件规定了高原地区电工产品在工频/谐波复合电流下开断能力与温升特性试验的试验条件、试验回路及参数计算、试验仪器、试验程序及试验结果评定。本文件适用于海拔1000m以上至5000m高原地区需要开展工频/谐波复合电流下开断能力与温升试验的电工产品。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）适用于本文件。GB/T1984高压交流断路器GB/T10230.1分接开关第1部分：性能要求和试验方法GB/T10230.2分接开关第2部分：应用导则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/T14549电能质量公用电网谐波GB/T16927.1高电压试验技术第1部分：一般定义及试验要求GB/T20626.1特殊环境条件高原电工电子产品第1部分：通用技术要求DL/T2003换流变压器有载分接开关使用导则DL/T5222导体和电器选择设计规程3术语和定义GB/T1984、GB/T10230.1、GB/T10230.2和GB/T14549界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了GB/T1984、GB/T10230.1、GB/T10230.2和GB/T14549的一些术语和定义。3.1基波（分量）fundamental(component)对周期性交流量进行傅里叶级数分解，得到的频率与工频相同的分量。[来源：GB/T14549-1993，3.3]3.2谐波（分量）harmonic(component)对周期性交流量进行傅里叶级数分解，得到频率为基波频率大于1整数倍的分量。[来源：GB/T14549-1993，3.4]3.3谐波次数（h）harmonicorder（h）谐波频率与基波频率的整数比。GB/TXXXXX—XXXX4[来源：GB/T14549-1993，3.5]3.4谐波含量（电压或电流）harmoniccontent(forvoltageorcurrent)从周期性交流量中减去基波分量后所得的量。[来源：GB/T14549-1993，3.6]3.5连续电流continuouscurrent在规定的使用和性能条件下,断路器主回路能够持续承载的电流。[来源：GB/T1984-2024，3.7.142]3.6(开关装置或熔断器的)开断能力breakingcapacity(ofaswitchingdeviceorafuse)在规定的使用和性能条件下,开关装置或熔断器在规定的电压下能开断的预期电流值。[来源：GB/T1984-2024，3.7.112]3.7电流变化率currentchangerate流经电工产品的负载电流过零时的变化率，其大小与系统设计参数以及谐波含量有关，一般记做di/dt。[来源：DL/T2003-2019，3.8，有修改]3.8(断路器部件的)温升temperaturerise(ofapartofacircuit-breaker)所考虑部件的温度和周围空气温度之差。[来源：GB/T1984-2024，3.1.110]3.9复合电流combinedcurrent指由两个独立电源产生的一个工频电流和一个谐波电流叠加后，或由同一电源产生工频和谐波的叠加电流。[来源：GB/T16927.1，9.1.1，有修改]4试验条件4.1一般原则试验测量条件和测量回路布置宜接近实际运行工况。在高原自然环境条件或人工模拟高原环境条件下开展高原环境下的工频/谐波复合电流试验。除非另有规定，本文件描述的测试条件对湿和/或污秽试品以及新的、清洁和干燥试品都适用。4.2试品状态对于开展连续工频/谐波复合电流下高原电工产品的开断能力与温升特性测试，应在清洁的试品上进行试验，在试验前试品应通过产品对应的出厂试验项目。对于充气式电工产品宜在最低功能压力（密GB/TXXXXX—XXXX5度）下进行试验，对于充油式电工产品宜在额定运行的最高油温下进行试验。4.3试验设备对试验设备的要求如下：a)试验电源应能满足电工产品进行开断能力或温升特性试验的容量要求，该电源可以是同一电源产生基波和不同次数谐波的叠加电流，或是一个不同次数谐波发生装置与一个工频电源的叠加；b)谐波发生装置应能承受试验要求的试验电压和试验电流，该装置应能通过调节控制变量满足试验电流di/dt的要求，如调节幅值或相位角，并能输出不同频次谐波；c)试验电压的测量应采用不低于0.2级的电压互感器（VT）或相同准确级的其他电压测量装置（如弱阻尼阻容分压器），系统标称电压宜为20kV，采样频率宜不低于1MHz；d)试验电流的测量应采用不低于0.1级的电流互感器（CT）或相同准确级的其他电流测量装置（如罗格夫斯基线圈系统标称电压宜为20kV，测量范围宜为20A～2kA，响应时间宜不大于1us，采样频率宜不低于1MHz；e)GB/T20626.1-2017规定了高原型电工电子产品应满足的技术要求。f)对于电源或导体连接的温升限值可参考DL/T5222规定的导体和电器选择设计要求。4.4高原气候环境条件参数参照GB/T20626.1将高原电工产品开展试验的海拔进行划分为5级：1000m<海拔≤2000m为第一级；2000m<海拔≤2500m为第二级；2500m<海拔≤3000m为第三级；3000m<海拔≤4000m为第四级；4000m<海拔≤5000m为第五级。高原环境气候参数要求见附录A。如电工产品试验场地海拔与产品实际运行接近时，可按实际海拔开展试验。5试验回路及参数计算5.1试验回路试验回路宜采用基波叠加谐波的合成回路，进行试验的回路工况宜接近于电工产品的实际运行状态，典型的试验回路参见附录B。5.2参数计算5.2.1电流变化率计算电工产品的电流频谱宜采用工程设计阶段的电流频谱表或采用实际测量获得的运行频谱（如有计算考虑全部谐波分量下的谐波电流变化率，计算方法见式（1）。=Ij.2兀fjcos(2兀fjt+φj)..........................................................(1)式中：Ij——第j次谐波电流的方均根值；GB/TXXXXX—XXXX6fj——第j次谐波电流频率；j——第j次谐波电流的相位，宜置为0。作用在电工产品上的谐波电流变化率按公式（2）计算。兀fj.....................................................................为了便于试验的进行，也可采用在谐波（分量）中占比较高、幅值较大的主要谐波次数进行该试验，例如选择j次谐波和k次谐波与基波（分量）进行叠加，以满足试验电流变化率和电流有效值的要求，具体计算方法见式（3）、（4）......................................................................................................(4)式中：Ij、Ik——第j次、第k次谐波电流的方均根值；fj、fk——第j次、第k次谐波电流的频率；Irms——复合电流的有效值。如采用了部分谐波分量进行叠加，则谐波电流的方均根值应按照其实际所占比例进行调整，幅值的比例关系见式（5）。式中：I、I——实际频谱中第j次、第k次谐波电流的方均根值。对于开关、断路器类电工产品，试验参数设定的过程中还宜考虑其恢复电压变化率，试验施加的谐波电流变化率所带来的触头恢复电压变化率不应低于断口间最大的电压变化率。5.2.2电流有效值计算对于变压器、电抗器等线圈类电工产品，开展温升特性试验时一般按照全部谐波分量下的谐波电流有效值进行施加，计算方法见式（6）。式中：FSE——结构件中杂散损耗的附加系数；FWE——结构件中杂散损耗的附加系数；Ieq——额定频率下与绕组在运行中负载损耗等效的正弦电流方均根值，用于温升试验；7GB/TXXXXX—XXXXILN——在特定负载条件以及相关谐波电流频谱下，从基波电流到第49次谐波电流平方和的平方根：Ir——额定电流，绕组标称运行电流方均根值，包括谐波，与上面的按相同方法计算，用于定义额定阻抗；PSE1r——基波频率和额定电流下结构件中(不包括绕组)的杂散损耗；PWE1r——基波频率和额定电流下绕组中的涡流损耗；R——包括内部引线在内的绕组直流电阻。6试验程序6.1试验环境的一般要求对于开展开断能力试验的电工产品，应满足GB/T1984—2024中的7.102.3要求。对于开展温升特性试验的电工产品，应满足GB/T11022-2020中的7.5.2要求。6.2开断能力试验程序试验程序如下：a)依据电工产品电流的频谱数据，按照5.2.1计算试验电流参数；b)依据附录图B.1进行试验回路接线；c)确认被试产品、试验设备以及仪器状态正常；d)对于油浸绝缘设备，检查油色谱、微水和耐压值并记录（适用时）；e)对于SF6绝缘设备，检查微水和气压值并记录（适用时）；f)按照升流曲线施加工频电流至额定值后，打开谐波合成回路的阀，确保测量获得的谐波电流达到目标值，并通过相位调节装置确定合成相位为0°或需要的相位角，打开控制系统开关，测量切换过程中的试验装置输出的谐波电流波形及电流变化率、被试产品的电流波形、电流变化率、恢复电压波形及电压变化率、被试产品的切换波形、被试产品的温升情况等参数，判断参数是否有效，如果有效则进入步骤f，否则进入步骤b、c检查接线及核查；g)按照规定的试验间隔开展试验，当试验次数达到要求的次数后停止试验，记录并保存每次试验的试验结果；h)试验完毕后关闭电源，对被试品进行充分放电，然后拆除试验接线；i)对于油浸绝缘设备，检查试验后的油温升、油色谱、微水和耐压值并记录（适用时）；j)对于SF6绝缘设备，检查微水和气压值并记录（适用时）。6.3温升特性试验程序试验程序如下：a)依据电工产品电流的频谱数据，按照5.2.2计算试验电流参数；b)依据附录图B.1进行试验回路接线；c)确认被试产品、试验设备以及仪器状态正常；d)对于绝缘油绝缘设备，检查油色谱、微水和耐压值并记录（适用时）；e)对于SF6绝缘设备，检查微水和气压值并记录（适用时）；GB/TXXXXX—XXXX8f)按照升流曲线施加工频电流至额定值后，打开谐波合成回路的阀，确保测量获得的谐波电流达到目标值，并通过相位调节装置确定合成相位为0°或需要的相位角，判断参数是否有效，如果有效则进入步骤e，否则进入步骤b、c检查接线及核查。g)在试验周期的最后四分之一的试验期间，应测量周围空气温度的变化情况，空气温度变化在1h)如果在1h内温升的增加不超过1K，就认为达到了温升的稳定值，测量并记录谐波电流波形、被试产品的电流波形、被试产品的温升情况试验参数。i)试验完毕后关闭电源，对被试品进行充分放电，然后拆除试验接线。j)对于绝缘油绝缘设备，检查试验后的油温升、油色谱、微水和耐压值并记录（适用时）；k)对于SF6绝缘设备，检查微水和气压值并记录（适用时）。7试验结果评定7.1开断能力试验结果判定若试验结果满足以下情况，则判定试验合格。a)对采集的试品切换波形进行燃弧时间判断，燃弧时间应不大于电工产品的设计值，没有危及电工产品操作的现象发生。b)不应发生试品灭弧后重新击穿的现象。c)试验结束后，试品整体外壳无裂痕，损伤，烧蚀及变形，触头超程满足设计值。7.2温升特性试验结果判定若试验结果满足以下情况，则判定试验合格。a)连续电流下的最大温升在考虑海拔环境影响后未超出设计值。b)如果规定有温升限制的试品部件的温升未超过其规定值，则试品通过了试验。c)实验前后，试品在周围空气温度下测量回路电阻，试验后回路电阻的增加不应超过20%。d)如果线圈的绝缘由几种不同的绝缘材料组成，则线圈的温升限制应取具有最低温升限制的绝缘材料的温升限制。e)如果试品配有符合特定标准的各种设备（例如，整流器、电动机、低压开关等），此类设备的温升不应超过相关标准规定的限值。f)试验结束后，试品整体外壳无裂痕，损伤，烧蚀及变形。8试验报告8.1开断能力试验报告开断能力试验报告参考附录C，应包括以下内容：a)试品信息：包括制造方名称、产品型号、额定值等。b)合成电流、试品的恢复电压和合成电流变化率要求；c)谐波电流的频率、幅值、相位以及合成电流波形要求。d)试验布置：包括试验电路图、试验前的试品状态及现场照片等；e)试验仪器信息：包括测量仪器的测量不确定度表、试验设备表等。GB/TXXXXX—XXXX9f)试验数据：包括试验中记录的试品的切换波形、合成电流及波形、恢复电压及波形、合成电流的电流变化率、试验过程视频等。g)试验结论与试验判据：依据本文件给出试验结论。8.2温升特性试验报告温升特性试验报告参考附录C，应包括以下内容：a)试品信息：包括制造方名称、产品型号、额定值等。b)谐波电流的频率、幅值、相位以及合成电流波形要求。c)试验布置：包括试验电路图、试验前的试品状态及现场照片等；d)试验仪器信息：包括测量仪器的测量不确定度表、试验设备表等。e)试验数据：包括试验中记录的试品的直流电阻、合成电流及波形、试品温升情况、试验过程视频等。f)试验结论与试验判据：依据本文件给出试验结论。GB/TXXXXX—XXXX（资料性）高原