sw700系列光电传感器试验大纲.docx
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sw700系列光电传感器试验大纲
SW700系列
数字式光电电流电压互感器
试验大纲
北京国电四维电力技术有限公司
SW700系列
数字式光电电流电压互感器
试验大纲
版本号:
V1.1
编写
审核
标准化
批准
北京国电四维电力技术有限公司
2006年6月
*本大纲可能会被修改,请注意最新版本资料
1.概述
OET700系列数字式光电互感器是采用罗戈夫斯基线圈和电感分压器,输出数字量或模拟量,供电气测量仪器和继电保护装置使用的交流电流电压互感器。
符合IEC60044-7、IEC60044-8、GB1207-1997、GB1208-1997和GB16847-1997及顾客特殊要求。
OET700系列包括电流电压互感器,电流互感器,电压互感器。
若标题的括号中未注明具体类型,则标题下内容适用于所有OET700系列互感器。
2.技术参数
2.1额定一次电压标准值(电压互感器)
对于三相互感器和用于单相系统或三相系统相间的单相互感器,其额定一次电压应符合下表1所规定的某一系统标称电压。
对于接在三相系统线与地之间或接在系统中性点与地之间的单相互感器,其额定一次电压标准值为系统标称电压的
倍。
表1系统标称电压
系统的标称电压
kV
电气设备的最高电压
kV
系统的标称电压
kV
电气设备的最高电压
kV
10
12
220
252(245)
(20)
(24)
330
363
35
40.5
500
550
66
72.5
750
800
110
126(123)
-
1200
注:
括号中的数值为用户有要求时使用。
作为测量用或保护用的电压互感器,其性能是以额定一次电压为基准的,但其额定绝缘水平则以设备最高电压为基准的。
若有特殊要求,也可采用其它额定一次电压。
2.2额定电压因数标准值(电压互感器)
电压因数是由最高运行电压决定的,而后者又与系统及电压互感器一次绕组的接地条件有关。
表2列出与各种接地条件相对应的额定电压因数标准值及在最高运行电压下的允许持续时间(即额定时间)。
表2额定电压因数标准值
额定电压因数
额定时间
一次绕组联结方式和系统接地方式
1.2
连续
任一电网的相间
任一电网中的变压器中性点与地之间
1.2
连续
中性点有效接地系统中的相与地之间
1.5
30s
1.2
连续
带有自动切除对地故障装置的中性点非有效接地系统中的相与地之间
1.9
30s
1.2
连续
无自动切除对地故障的中性点绝缘系统或无自动切除对地故障装置的共振接地系统中的相与地之间
1.9
8h
注:
表中所列的额定时间允许缩短,可根据合同确定。
2.3额定一次电流标准值(电流互感器)
额定一次电流的标准值为:
50﹑60﹑75、100、125、150(160)、200、250、300、400、500、600、750(800)、1000、1250、1500(1600)、2000、4000。
单位安培,有下划线者为优先值,括号内是特殊值。
2.4额定一次绝缘水平(电流互感器)
绝缘水平参照表1中电气设备最高电压的规定。
如果另有要求,可在合同中注明。
2.5测量级准确度
电流互感器:
0.1,0.2s(可同时满足)
电压互感器:
0.2
2.6保护级准确度
电流互感器:
电流5TPE
电压互感器:
3P
2.7暂态特性
运行方式:
重合闸C-120ms-O-450ms-C-60ms-O
最大短路电流:
20倍额定电流,最大可到50倍额定电流(超出20倍额定电流需在合同中说明)。
暂态误差:
<3%
2.8频率范围
频率范围为15~500Hz。
2.9额定连续热电流(电流互感器)
额定连续热电流为额定一次电流的两倍。
2.10短时电流额定值(电流互感器)
2.10.1对称短路电流
a)准确限值系数:
20,30,40,80
b)额定短时热电流:
50kA,1s
c)额定动稳定电流:
为额定短时热电流的2.5倍
2.10.2暂态特性
a)额定对称短路电流系数(Kssc):
15,20,40,80
b)一次回路时间常数(τpr):
100ms
2.11额定唤醒时间
唤醒时间为0。
2.12额定相位偏移(电流互感器)
相位位移为0。
2.13输出数据额定值
表3给出了输出数据的额定值(有效值)。
表3输出数据额定值
测量用电流互感器
(参比因子SCM)
保护用电流互感器
(参比因子SCP)
电压互感器
(参比因子SV)
额定值
(量程标志=0)
0x2D41
(十进制:
11585)
0x01CF
(十进制:
463)
0x2D41
(十进制:
11585)
额定值
(量程标志=1)
0x2D41
(十进制:
11585)
0x00E7
(十进制:
231)
0x2D41
(十进制:
11585)
注1:
输出数据额定值(有效值)用16进制表示。
注2:
测量用电流互感器能测量2倍额定一次电流,不发生溢出。
注3:
测量用电压互感器能测量2倍额定一次电压,不发生溢出。
注4:
量程表志置0时,保护用电流互感器能测量无直流分量的50倍额定一次电流或有100%直流分量的25倍额定一次电流,不发生溢出。
注5:
量程标志置1时,保护用电流互感器测量范围增加一倍。
2.14额定延时时间
额定延时时间为0.5ms,误差范围-100%~+10%。
2.15额定数据速率
额定数据速率可选择以下值:
、
、
、
2.16工作环境条件
2.16.1正常工作大气条件
2.16.1.1除合并器以外的部分
a)环境温度:
-40℃~+85℃(室外铠装光缆工作温度遵循国家标准,由制造厂家提供);
2.16.1.2合并器
a)环境温度:
-10℃~+40℃(或根据合同要求);
b)相对湿度:
5%~95%;(产品内部既不应凝露,也不应结冰);
2.16.2运行地点海拔高度
运行地点的海拔高度不超过1000米。
如要超过1000米,可按照合同要求。
2.16.3贮存、运输的极限环境温度
互感器的贮存、运输允许的环境温度为-40℃~+85℃,相对湿度不大于85%。
2.16.4周围环境
2.16.4.1除合并器以外的部分
a)环境污秽等级不超过Ⅲ级。
用于Ⅳ污秽区可按合同要求设计;
b)风压不超过700Pa(相当于34m/s);
c)不发生超过GB/T17742-1999规定的烈度为8度的地震。
d)互感器长度的1.5倍半径距离范围内为开阔空间,安装高度大于1米(试验环境下电压互感器须满足此项规定,现场按规程)。
2.16.4.2合并器周围环境
a)不允许有超过1.7规定的电磁场存在;
b)场地应符合GB/T9361-1988中B类安全要求;
c)使用地点不出现超过GB/T14537-1993规定的严酷等级为Ⅰ级的振动;不发生超过GB/T17742-1999规定的烈度为8度的地震;
d)使用地点应无爆炸危险的物质,周围介质中不应含有能腐蚀金属、破坏绝缘和表面敷层的介质及导电介质,不允许有严重的霉菌存在;
e)有防御雨、雪、风、沙、尘埃的措施;
f)接地电阻应符合GB/T2887-2000中4.4的要求。
2.17电磁兼容要求
2.17.1辐射发射限制
互感器应能通过GB9254-1998规定的辐射发射限值A类试验。
2.17.2无线电干扰电压要求
在
下,无线电干扰电压不大于350
。
2.17.3抗干扰要求
表4给出了光电互感器应通过的一系列电磁兼容试验类型,包括了严酷等级和评价标准。
表4抗干扰要求和试验
试验
参考标准
严酷等级
评价标准
慢速电压变化试验
IEC61000-4-29
+20%~-20%
A
电压跌落和短时中断试验
IEC61000-4-29
跌落50%×0.1s
中断0.05s
A
浪涌(冲击)抗扰度试验
GB/T17626.5
4
A
电快速瞬变脉冲群试验
GB/T17626.4
4
A
振荡波抗扰度试验
GB/T17626.12
3
A
静电放电试验
GB/T17626.2
4
A
工频磁场抗扰度试验
GB/T17626.8
5
A
脉冲磁场抗扰度试验
GB/T17626.9
5
A
阻尼振荡磁场抗扰度试验
GB/T17626.10
5
A
射频电磁场抗扰度试验
GB/T17626.3
3
A
射频场感应的传导抗扰度试验
GB/T17626.6
3
A
评价标准A:
性能达到正常精度要求,不允许影响互感器正常工作。
不允许复位或告警。
2.18机械强度要求
这些要求仅适用于设备最高电压为72.5kV及以上的光电互感器。
本光电互感器应能承受的静载荷为Ⅰ类载荷,这些数据值包括了由于风和结冰而增加的载荷。
规定的试验载荷是指可施加于一次绕组端子任一方向的载荷,施加静态载荷的时间是60s。
本光电互感器在日常运行条件下,起作用的最大持久载荷应不大于规定的静态试验载荷的50%。
表5静态承受试验载荷
设备最高电压Um
kV
静态试验载荷FR
N
电压互感器
电压端子
通过电流的端子(电流互感器)
I类载荷
II类载荷
72.5~100
500
1250
2500
123~170
1000
2000
3000
252~362
1250
2500
4000
≥420
1500
4000
6000
本光电互感器若要承受Ⅱ类载荷,可按合同要求设计。
I类载荷和II类载荷列于表5。
2.19绝缘要求
2.19.1互感器高压部分额定绝缘水平
互感器高压部分包括一次部分、传感器和采集器。
2.19.1.1数字式光电互感器,对设备最高电压12kV≤Um<300kV的绕组,其额定绝缘水平用额定雷电冲击耐受电压和额定短时工频耐受电压表示,它应是表6所列的某一值。
表6设备最高电压低于300kV的光电互感器的额定绝缘水平
设备最高电压Um
(均方根值)
kV
额定工频耐受电压
(方均根值)
kV
额定雷电冲击耐受电压
(峰值)
kV
12
28
60
75
17.5
38
75
95
24
50
95
125
36
70
145
170
52
95
250
72.5
140
325
100
185
450
123
185
230
450
550
145
230
275
550
650
170
275
325
650
750
245
395
460
950
1050
说明:
对暴露安装,选择最高的绝缘水平。
2.19.1.2对设备最高电压≥300kV的数字式光电电流电压互感器,其高压部分对地绝缘应通过表7所示的工频耐受电压,雷电冲击耐受电压,和操作冲击耐受电压的试验。
表7设备最高电压等于或高于300kV的光电电流互感器的额定绝缘水平
设备最高电压Um(均方根值)
kV
额定工频耐受电压
(方均根值)
kV
额定操作冲击耐受电压
(峰值)
kV
额定雷电冲击耐受电压
(峰值)
kV
300
395
460
750
850
950
1050
362
460
510
850
950
1050
1175
420
570
630
1050
1050
1300
1425
525
630
680
1050
1175
1425
1550
765
880
975
1425
1550
1950
2100
说明:
a)对暴露安装,选择最高的绝缘水平。
b)由于Um=765kV的试验电压水平尚未最终确定,故其操作和雷电冲击试验水平可能需要调整。
2.19.2二次绕组耐压要求和匝间绝缘要求
二次绕组对一次和高压顶部外壳的工频耐压为3kV(方均根值),一分钟。
每个绕组间的额定短时工频耐受电压也为3kV(方均根值),一分钟。
匝间绝缘要求:
绕组匝间绝缘的额定耐受电压应为4.5kV(峰值)。
2.19.3局部放电水平
局部放电测量电压和允许放电水平见表8。
表8局部放电测量电压和允许放电水平
系统接地方式
局部放电测量电压kV
(方均根值)
局部放电允许水平pC
中性点接地系统
Um
50
1.2Um/
20
中性点绝缘或
非有效接地系统
1.2Um
50
1.2Um/
20
注:
1如果没有明确说明中性点的接地方式,则局部放电水平按中性点绝缘或非有效接地系统考虑。
2表中两组允许值可根据情况(测量电压)任选其一。
2.19.4低压元件耐压性能
光电互感器的低压元件(合并器)包含一些相互绝缘的带电部分,绝缘性能应满足表9的要求,试验过程中,任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。
表9合并器耐压性能
被试回路
工频耐压性能
冲击耐压性能
电源输入
2.8kVd.c.,1min
5kV,1.2/50
其它带电接口
500Va.c.,1min
或
700Vd.c.,1min
2.19.5外绝缘的爬电比距和污秽
外绝缘为硅橡胶外护套和伞裙,其表面应光滑﹑无裂纹﹑并符合JB—5892--1991《高压线路用有机复合绝缘子技术条件》。
其爬电比距为25mm/kV,满足Ⅲ重级污秽区的要求。
对于Ⅳ特重级污秽区,爬电比距应为31mm/kV,可按合同要求设计。
3.试验项目、技术要求和试验方法
3.1试验项目
试验分型式试验、例行试验和特殊试验。
型式试验:
对某种型式的光电互感器中的一台所进行的试验,用以验证按同一技术规范生产的产品是否满足(除例行试验外)所规定的要求。
在此台互感器上所作的试验,对具有较少差别的互感器可认为是有效的。
例行试验:
每台光电互感器都应承受的试验。
特殊试验:
由生产厂家和用户协商所进行的试验。
3.1.1型式试验
型式试验的项目有:
a)短时电流试验(包括短时热电流试验和动稳定试验);(见3.2.1.1)
b)温升试验;(见3.2.1.2)
c)雷电冲击试验;(见3.2.1.3)
d)操作冲击试验;(见3.2.1.3)
e)户外用光电互感器的湿试验;(见3.2.1.4)
f)误差测定(包括测量用互感器探头、保护用互感器探头和光电变换传输单元的准确度确定);
g)光电变换传输单元的电磁兼容试验,环境特性试验,机械特性试验。
上列试验应在一台光电互感器上进行,在经受了本条规定的绝缘型式试验以后,还应经受3.3条规定的全部例行试验。
3.1.2例行试验
例行试验的项目有:
a)出线端子标志检验(或输入、输出信号对应性检查);
b)二次绕组工频耐压试验;
c)二次绕组段间工频耐压试验;
d)二次绕组匝间过电压试验;
e)一次绕组(和高压部分)的工频耐压试验;
f)局部放电测量;
g)误差测定(包括测量用互感器探头、保护用互感器探头和光电变换传输单元的准确度确定);
h)密封性试验。
项目g应在项目a至项目f通过以后进行。
一次绕组(和高压部分)的工频耐压试验的所加电压应严格按表1中括号外的数值进行,如果一次绕组(和高压部分)要重复进行工频耐压试验,则施加电压应为规定试验电压值的80%。
3.1.3特殊试验
特殊试验的项目有:
a)机械强度试验;
b)绝缘热稳定试验。
3.2试验方法
3.2.1型式试验
3.2.1.1短时电流试验
3.2.1.1.1短时热电流(Ith)试验
互感器的初始温度应在5~40℃之间。
电流探头的二次应短路。
所加电流I和持续时间t应满足
不小于
,且t在0.5~5s之间。
3.2.1.1.2动稳定试验
动稳定试验应在二次短路的情况下进行,所加的一次电流的峰值,至少有一个峰值不小于额定动稳定电流(Idyn)。
动稳定试验可以和短时热电流试验合并进行,只需试验中电流的第一个主峰值不小于额定动稳定电流(Idyn)。
如果试验后的互感器,在冷却到周围环境温度(5~40℃)以后,能满足以下要求,则被认为通过了试验。
a)目力检查无损伤;
b)退磁后,其误差和试验前相比,其差异不超过相应准确级的误差的一半,且满足相应准确级的要求。
c)能承受规定的绝缘试验,但试验电压值(对于匝间绝缘试验为电流值)应降至原规定值的90%。
(基于本互感器的结构,高压部分对地绝缘不能作为监测依据)。
3.2.1.2温升试验
温升试验地点的环境温度应在5~40℃之间。
试验时,互感器的安置状态应和实际运行状态接近。
试验时,互感器电流探头二次绕组接额定负载;互感器的一次通以额定连续热电流。
当每小时的温升变化值不超过1K时,即认为互感器的温度已达到稳定状态。
试验中,二次绕组的温度测量采用电阻法测量,一次导线以及联接头等的温升测量可用热电偶法测量。
连接一次出线端的导线,单根长度应不小于1.5m,并应有合适的截面,使在试验时导线距出线端子的0.75~1m处的温升为(40±3)℃。
当电流互感器的一次流过额定电流时,温升不能超过表10:
表10互感器的温升限值
互感器的部位
温升限值
一次导线外接头
50K
一次导线(镀银部位)
50K
一次导线(非镀银部位)
50K
电流探头二次线圈
60K(A级)
3.2.1.3一次绕组(高压部分)冲击试验
冲击耐压试验应按GB311.1的有关规定进行,试验电压加在高压部分和地之间。
试验时,底座和地面测量单元都要可靠接地。
冲击试验时,一般是先施加参考电压,参考电压的数值为额定冲击耐受电压的50%~75%,然后再施加额定冲击耐受电压。
记录两次电压的波形和峰值,两者波形的差异可作为试验中绝缘损坏的依据。
3.2.1.3.1雷电冲击试验
试验电压值(峰值)见表6、表7,波形为1.2/50μs的标准雷电全波。
试验应在正、负两种极性下进行。
每一极性连续进行冲击3次(不作大气条件的修正)。
如果每一极性下的试验均达到如下情况,则互感器通过本试验。
--------不发生击穿;
--------未发现绝缘损坏的其他依据。
(如记录波形的变异)。
3.2.1.3.2操作冲击试验
试验电压值(峰值)见表7,波形为250/2500μs的操作波。
试验应在正极性下进行,连续进行15次冲击,应作大气条件的校正。
如果试验达到如下情况,则互感器通过本试验。
--------非自复性内绝缘不出现击穿;
--------非自复性外绝缘不出现闪络;
--------自复性外绝缘出现闪络不超过2次;
--------未发现绝缘损坏的其他依据。
(如记录波形的变异)。
3.2.1.4户外用光电互感器的湿试验
为验证外绝缘的性能,应对户外使用的光电互感器进行湿试验。
湿试验所加的电压值(峰值)见表7,进行操作冲击湿试验。
试验按GB/T16927.1—1997的规定或3.2.1.3.2进行。
3.2.2例行试验
3.2.2.1出线端子标志检验
对电流探头的对应端进行检定;对一次电流和光电输出单元的输出信号的波形对应性进行检定。
3.2.2.2一次绕组(高压部分)的工频耐压试验和局部放电的测量
3.2.2.2.1工频耐压试验
工频耐压试验应按GB311.1和GB/16927.1的规定进行。
试验电压应按表6和表7中规定的相应值选取。
试验电压加在高压部分和地之间,加电压持续时间为60s。
试验中,底座和地面测量单元都要可靠地接地。
3.2.2.2.2局部放电测量
由于光电互感器结构上的特点,电流探头的一次绕组和二次绕组以及铁芯都处于同一个高电位,它们之间不会产生局部放电。
放电有可能在高压部分和地之间产生。
本产品的局部放电测量就是对此而言。
局部放电测量按GB7354—1985的规定进行。
a)试验电路和测试仪器
试验电路如图1~图4所示。
测试仪器是测量视在放电量(以pC表示)的仪器,分宽频和窄频两种,前者的谐振频率为100~1.2MHz,后者的谐振频率在0.15M~2MHz范围内。
优先采用的频率是0.5~2MHz。
仪器应具有能测出5pC局部放电水平的灵敏度
b)局部放电试验程序
在按下列程序A或程序B预加电压以后,当达到表8规定的局部放电测量电压时,应在30s内测量局部放电水平。
测量到的局部放电水平不应超过表8中规定的限值。
程序A
在工频耐压试验以后,通过降低电压来达到局部放电测量电压。
程序B
在工频耐压试验之后,进行局部放电试验。
施加的电压升到工频耐受电压的80%,持续时间不少于60s。
然后再降到规定的局部放电电压。
3.2.2.3电流探头二次绕组的段间和二次绕组的工频耐压试验
试验电压按2.23.2条的规定选取为3kV(方均根值)。
并依此施加到短接在一起的每个二次绕组之间以及每个二次绕组和一次绕组、高压顶部之间,持续时间为1分钟。
3.2.2.4匝间绝缘试验
匝间绝缘试验可按下列任一试验程序进行。
程序A
将二次绕组开路(最好接一台高阻抗峰值电压表),对一次绕组施加频率为50Hz的实际正弦波电流,电流的方均根值要等于额定一次电流,持续60s。
如果一次所加的电流在未达到额定一次电流之前,二次开路电压(峰值)就已达到4.5kV,则不再需增加电流。
程序B
一次绕组开路,在每个二次绕组端子之间施加规定的试验电压(以某一不大于400Hz的适当的频率),持续60s,只要二次电流的方均根值不超过额定值。
在此频率下,如果得到的额定二次电流下的电压值低于4.5Kv,则此电压被认为是试验电压。
若试验频率超过两倍的额定频率时,耐受时间是可以少于60s的,但不能小于15s。
其计算公式如下:
试验持续时间=60×(两倍额定频率)/试验频率(s)
3.2.2.5密封性试验
本光电互感器的绝缘支撑柱为中空的圆柱筒,内中充有0.05MPa(表压)的SF6气体,以保证支撑绝缘子内部沿面绝缘强度。
互感器的气体密封性要求是年泄漏率不大于1%/年。
试验按GB/T11023《高压电器设备SF6气体密封试验方法》的规定进行。
3.2.3特殊试验
3.2.3.1机械强度试验
进行该试验的目的是检验光电互感器是否满足2.22条的要求。
试验时,光电互感器应装配完整,垂直安装,并用紧固件牢固固定。
对一次绕组外接线端施加载荷的方式参见GB1208—1997的图5,施加载荷的持续时间是60s。
试验后,如果没有发现损坏的痕迹(变形、破裂、泄漏等),则认为通过试验。
3.2.3.2绝缘热稳定试验
试验时,应对互感器施加额定连续热电流和1/√3的设备最高电压,直到稳定状态。
全部试验时间应不少于36h,其中达到稳定的时间至少为连续8h。
试验时的环境温度为5~40℃。
3.2.4对测量用电流互感器的补充试验
对测量用电流互感器的补充试验有误差试验和仪表保安系数测定。
3.2.4.1型式实验
在作误差试验时,应加25%~100%的额定负载到二次绕组,按表3列出的每一电流值进行误差试验,验证其准确度。
表11还列出了其它准确级的互感器
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- sw700 系列 光电 传感器 试验 大纲