阀支架的雷电冲击试验检测
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发布时间:2025-07-06 14:13:10 更新时间:2025-07-05 14:13:10
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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阀支架作为电力系统中高压开关设备、换流阀等关键部件的机械支撑与绝缘隔离结构,其绝缘性能与冲击耐受能力直接关系到整个系统的安全稳定运行。雷电冲击试验是评估阀支架在高幅值、陡上升沿的瞬态过电压(模拟自然界直击雷或感应雷)下绝缘性能的核心检测项目。该试验旨在验证阀支架在遭受模拟雷电过电压冲击时,能否保持足够的电气强度而不发生闪络、击穿或结构性损伤,确保其在极端工况下的可靠性。这对于保障电力系统在雷雨季节的安全至关重要,能够有效预防因绝缘失效导致的设备损坏、系统跳闸甚至大面积停电事故。
阀支架的雷电冲击试验主要包含以下关键检测项目:
1. 标准雷电冲击耐受电压试验:施加标准波形(1.2/50μs)的雷电冲击电压至规定的试验水平,考察其耐受能力。
2. 负极性雷电冲击耐受试验:通常负极性冲击比正极性更易引发闪络,是考核的重点极性。
3. 雷电冲击截波耐受试验(如适用):模拟更严酷的、被截断的雷电波(如截波时间2-6μs),考核其在陡峭过电压下的性能。
4. 破坏性放电检测:在试验过程中严密监测是否发生闪络或击穿。
5. 局部放电测量(可选或特定要求):在冲击前后或过程中监测局部放电量,评估潜在绝缘缺陷。
6. 结构完整性检查:试验后对阀支架进行目视和必要检测,确认无机械损伤、裂纹、变形或绝缘材料劣化。
进行阀支架雷电冲击试验主要依赖以下专业仪器设备:
1. 冲击电压发生器:核心设备,用于产生符合要求的1.2/50μs标准雷电冲击波或截波。其额定电压和能量需满足试验要求。
2. 分压器系统:包括高压阻容分压器(用于测量冲击电压波形和峰值)和低压臂测量单元。要求具有良好的方波响应特性和足够精度。
3. 冲击电压测量系统:高速数字示波器(通常带宽≥100MHz,采样率≥1GS/s),配合分压器,用于记录、显示和分析冲击电压波形、峰值和时间参数。
4. 触发与同步系统:确保冲击电压发生器、测量系统(特别是多通道示波器)和可能的局部放电检测仪精确同步。
5. 局部放电检测仪(如有需要):高频电流互感器(HFCT)或专用耦合电容配合高灵敏度局部放电检测仪。
6. 控制与保护系统:用于远程控制试验过程,并在发生过电压或异常时保护设备和人员安全。
7. 接地系统:至关重要,需保证所有设备良好接地,试验回路和测量回路接地点的电位稳定。
8. 试验平台与绝缘支撑:用于安全、可靠地固定被试阀支架,并确保其对地及与其他物体的绝缘距离。
阀支架雷电冲击试验通常遵循以下步骤和方法:
1. 准备与预处理:清洁被试阀支架,检查外观;按实际安装状态(或规定模拟状态)将其安装在试验平台上;连接好所有接地线;根据试品尺寸和试验电压调整电极布置,确保符合标准要求的电场分布。
2. 系统校准:在试品接入前,对冲击电压发生器、分压器和测量系统进行空载校准,确认产生的波形(波前时间T1、半峰值时间T2)符合1.2/50μs要求,测量系统的刻度因数准确。
3. 极性选择:通常优先进行负极性试验,因为其更严苛。
4. 施加电压程序: * 耐受水平验证:施加规定的耐受电压(如额定雷电冲击耐受电压),连续施加3次正极性和3次负极性标准雷电冲击波(1.2/50μs)。每次间隔时间足够长(通常≥1分钟)以避免累积效应。 * 截波试验(如要求):施加规定次数和波形的雷电冲击截波。 * 破坏性放电检测:每次冲击后,需通过示波器波形确认是否发生闪络或击穿(波形出现截断或振荡异常)。
5. 局部放电测量(如要求):在冲击耐受试验前后,或在特定电压水平下施加冲击时,同步监测局部放电信号。
6. 结果判定: * 若在规定的耐受电压下,所有规定次数的冲击均未发生破坏性放电,则耐受试验通过。 * 若在任何一次施加规定耐受电压的冲击中发生破坏性放电,则试验不合格。 * 局部放电水平(如有)需符合特定标准或协议要求。 * 试验后外观检查不应有可见损伤。
7. 记录与报告:详细记录试验条件(温湿度、气压)、设备参数、施加电压波形、峰值、试验结果(是否放电、放电位置、PD水平等)及试验后检查情况。
阀支架雷电冲击试验需严格遵循国内外相关标准,主要参考:
1. IEC 60060-1:2010 High-voltage test techniques - Part 1: General definitions and test requirements:高压试验技术的通用基础标准,定义了冲击电压波形、测量系统要求、试验程序等。
2. IEC 60071-1:2019 Insulation co-ordination - Part 1: Definitions, principles and rules:绝缘配合标准,规定了设备(包括支撑结构)的额定绝缘水平(如额定雷电冲击耐受电压)。
3. IEC 62271-1:2017 High-voltage switchgear and controlgear - Part 1: Common specifications:高压开关设备和控制设备的通用规范,其中包含对其支撑结构(如阀支架)绝缘试验的要求。
4. GB/T 16927.1-2011 高电压试验技术 第1部分:一般定义及试验要求:中国国家标准,等同采用IEC 60060-1。
5. GB 311.1-2012 绝缘配合 第1部分:定义、原则和规则:中国国家标准,修改采用IEC 60071-1。
6. GB/T 11022-2020 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求:中国国家标准,等同采用IEC 62271-1。
7. 相关设备(如换流阀)的技术规范或用户技术协议:通常会规定阀支架具体的技术参数、额定绝缘水平和试验接受判据,可能比通用标准更严格或有特殊要求。
试验实施时,必须依据产品适用的最高等级标准或合同约定的技术规范进行,确保试验的有效性和权威性。
证书编号:241520345370
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