Согласование стандартов JEC и IEC для ограничителей перенапряжений. Коммутационные испытания, тестирование выбросов

4. СОГЛАСОВАНИЕ СТАНДАРТОВ JEC и IEC ДЛЯ ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

На сегодняшний день, ввиду глобализации, очень важно согласовать стандарты JEC и IEC для ОПН. В этом документе преимущественно описаны основные пункты (элементы, этапы) испытания разряда линий (коммутационных испытаний) и тестирования выбросов.

4.1 КОММУТАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ

В таблице 3 дано сравнение различных видов коммутационных испытаний. ОПН подвергается действию коммутационного перенапряжения, создаваемого замыканием выключателя (замыкателя) на LC-контур, заряженный до инвертированного остаточного напряжения. На рисунке 5 показана установака для проведения коммутационных испытаний. Этот метод испытаний был предложен в Японии для ОПН в сетях классом напряжения 275 кВ в 1957 г, и был распространён и на сети с классом напряжения 500 кВ. В системах 500кВ выключатель имеет дополнительно установленный последовательный резистор. Однако, в Японии ОПН для систем класса 500 кВ коммутационные испытания предписывается проводить без этих резисторов. Поэтому, такие испытания довольно тяжелы для ОПН. На рисунках 6.а и 6.б. показаны результаты испытаний на коммутационные перенапряжения для разрядников с искровыми промежутками на напряжение 500кВ (по стандарту JEC- 203.1978) и для безыскровых ОПН (стандарт JEC – 217.1984). Эти тесты были подходящими для оценки разрядной мощности ОПН.

Далее, после принятия стандарта JEC – 2372.1995, были опробованы методы испытаний разряда линий по стандарту IEC99.4, вследствие их отличной воспроизводимости и лёгкости проведения. После принятия разрядных испытаний отношение разрядной энергии к уровню разрядного напряжения по стандарту JEC-217.1984 достигло следующих значений, показанных на рис. 7.  Условия проведения испытаний (полное сопротивление линии, зарядное напряжение) разряда линии установлены следующими – см. на рис. 8. Также, стандарты JEC определяют установленные нарпяжения и перенапряжения ОПН в соответствии с их классом напряжения. На рис. 9 показана полученная при разрядных испытаниях линии форма волны (класс А) для систем 500кВ (ОПН высокого класса: разрядное напряжение 870кВ при токе 10кА).

4.2 ТЕСТИРОВАНИЕ ВЫБРОСОВ

В случае фарфоровых ОПН загряжнение поверхности внешней изоляции представляет собой серьёзную проблему с точки зрения риска перекрытия по поверхности изоляции, частичных разрядов внутри ОПН, и повышения температуры цинк-оксидных элементов вследствие выравнивиния напряжения переходного процесса.

В соответствии со стандартизацией JEC-2371-2003, были проверены два метода испытания выбросов (см. Рис. 10). Один метод (JEC-217-1984) предусматривает приложение временного перенапряжения Е1 к ОПН, другой предусматривает приложение длительного рабочего напряжения Uc к его измеренному количеству электричества, в соответствии со стандартом IEC99-4, прилож. F 1998. Обе идеи этих двух методов включены в новую стандартизацию JEC-2371-2003.

На рис. 11 показана схема цепи измерительной установки для испытаний на загрязнение и внешний вид ОПН с полимерной оболочкой (изоляцией) в процессе тестирования. В табл. 4 указаны результаты тестирования выбросов полимерных ОПН для систем 275кВ. На рис. 12 изображена полученная форма волны (JEC-0.06) На рис.13 показана фотография полимерных ОПН 275кВ на подстанции.

В стандарте JEC-2371-2003 установлены методы оценки внешних перекрытий и внутренних повышений температур цинкоксидных элементов.

Рис. 10: Процедура тестирования на загрязнение.

Начало

Измерение пробоя по поверхности                Измерение повышения температуры внутри цинк-оксидных элементов

Выбор: проводить испытания на загрязнение?

ДА                                                                                                         НЕТ

Рис. 11: Схема цепи измерительной установки для тестирования загрязнений и внешний вид полимерного ОПН в процессе тестирования.

- полимерный ОПН в процессе тестирования

- источник питания

- сипытываемый ОПН

- ток по поверхности и через элементы (верхний уровень)

- ток по поверхности и через элементы (нижний уровень)

- интегратор импульсов тока

- графический регистратор (самописец)

- цифровой регистратор

- интегратор импульсов тока

Табл. 4: Результаты тестирования выбросов для полимерных ОПН для систем 275кВ (без учёта влияния влажности)

*1 – это повышение температуры большей частью отражает температуру внешней среды

Рис. 12: Полученная при тестировании форма волны тока для полимерных ОПН для систем 275кВ (JEC-0.06)

-напряжение источника (172кВ)

-Ток по поверхности (верхний уровень)

-Ток через элементы (верхний уровень)

-Ток по поверхности (нижний уровень)

-Ток через элементы (нижний уровень)

Рис. 13: Внешний вид полимер-изолированных ОПН для систем 275кВ.

-изоляционное расстояние: 8660мм

-материал корпуса: силиконовая резина

-остающееся пиковое напряжение: 600 кВ

6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Де факто, металл-оксидные ОПН из Японии представляют собой стандарт (эталон) для всех ОПН. Эти ОПН способствуют гашению грозовых перенапряжений на подстанциях. Стандарты JEC для ОПН согласованы со стандартами IEC99-4 и устанавливают правила и условия эксплуатации для ОПН в Японии.