高压直流输电系统换流阀阻尼吸收回路用电容器

高压直流输电系统换流阀阻尼吸收回路用电容器

国家标准 GB/T26215一2010 高压直流输电系统换流阀 阻尼吸收回路用电容器 Capaeitorsofdampingabsorptioncireuitfor HVDctransmissionsysteseonverters 2011-01-14发布 2011-07-01实施 中华人民共利国国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T26215一2010 目 次 前言 范围 规范性引用文件 术语和定义 使用条件 质量要求和试验 试验分类 外观质量 外形尺寸和重量 电容及允许偏差 电容器损耗角正切(tano)测量 10 绝缘电阻和内部放电电阻测量 端子间电压试验 12 端子与外壳间交流电压试验 3 1 局部放电试验 I5 密封性试验 谐振频率测量 自愈性试验" 短路放电试验 8 I9 套管和引出导电螺杆强度试验 20 耐久性试验 破坏试验 热稳定试验 湿热试验 2a 机械试验 25 电容器单元的标志 安装和运行导则 6 227 环境保护
GB/T26215一2010 前 言 本标准由电器工业协会提出 本标准由全国电力电容器标准化技术委员会(SAC/TC45)归口 本标准主要起草单位:广东胜业电器有限公司、成都光大电力电子研究所、西安高压电器研究院有 限责任公司 本标准参加起草单位:北京江海胜业电力科技有限公司、桂林电力电容器有限责任公司 本标准主要起草人.陈榕,董春安、贾文选、郭天兴,李军、刘菁,余小木
GB/T26215一2010 高压直流输电系统换流阀 阻尼吸收回路用电容器 范围 本标准规定了安装在高压直流输电换流阀的晶闸管元件的阻尼吸收回路中,起阻尼和均压作用的 非液体浸溃式电容器单元的质量要求、试验方法和额定值的统 本标准适用于安装在高压直流输电换流阀的晶闸管元件的阻尼吸收回路中,起阻尼和均压作用的 非液体浸溃式电容器单元 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标淮的条款 凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准 GB/T2423.3电工电子产品环境试验第2部分;试验方法试验Cab;恒定湿热试验 GB/T2423.32006,IEC60068-2-78;2001,IDT) GB/T2423.5 电工电子产品环境试验第2部分;试验方法试验Ea和导则:冲击 (GB/T2423.5一1995,idtIEC60068-2-27:1987 GB/T2423.6电工电子产品环境试验第2部分;试验方法试验Eb和导则:碰撞 GB/T2423.61995,idtIEC60068-2-29:1987 GB/T2423.10 电工电子产品环境试验第2部分;试验方法试验Fc:振动正弦 (GB/T2423.10一2008,IEC60068-2-6:1995,IDT) GB/T2423.60电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验U:引出端及整体安装件强 度(GB/T2423.602008,IEC60068-2-21:2006,IDT GB/T17702.1一1999电力电子电容器第1部分;总则(idtIEC61071-1:1991) GB/T17702.2一1999电力电子电容器第2部分;熔丝的隔离试验、破坏试验、自愈性试验及耐 久性试验的要求(idtIEC61071-2:1994 术语和定义 本标准采用下列术语和定义 电容器元件ceapaeitoreement 由电介质和被它隔开的电极所构成的用于储存电荷的部件 3 2 电容器单元ceapacitrunit 由一个或多个电容器元件组装于单个外壳中,并有引出端子的组装体 3.3 电容器capaeitor 本标准中“电容器”一词是当不需要特别强调“电容器单元"或“电容器组”的不同含义时的用语 阻尼电容器snubbercpaeitor 在电路中起抑制过电压突变,使过电压的陡度和幅值降低的电容器
GB/T26215一2010 3.5 电容器的额定电容 ratedlcapacitanceofcapacitor 设计电容器时所规定的电容值 3.6 电容器的额定电压ratedvoltageofacapaeitor o 设计电容器时所规定的电容器的最高运行峰值周期电压 3.7 电容器损耗ceapaetorlosses 电容器内部消耗的有功功率 3.8 电容器的损耗角正切tangentofthelossangleofacapacitor tan0 在规定的正弦交流电压和频率下,电容器的等效电阻与容抗之比 3.9 电容器的额定频率ratedfr ofacapacitor requency fN 设计电容器时所规定的基波频率 本标准中为50H2z 3.10 运行温度operatingtemperature 在热平衡状态下电容器外壳最热点的温度 3.11 sidualvolagse 剩余电压 断开电源一段时间之后电容器端子间残存的电压 3. ..12 绝缘电压 iinsulationvoltage U 电容器元件和端子对外壳或地电压的额定值(方均根值) 3.13 最大峰值电流masimupeak current 在连续运行中瞬时发生的最大电流的幅值 使用条件 正常使用条件 1 4. 4.1.1温度 运行温度;一5C十70C; 储存环境温度;一25C十60C 4.1.2湿热 相对湿度:35下相对湿度不大于85% 4.1.3海拔 安装运行地区的海拔不超过1000m
GB/T26215一2010 4.2非正常使用条件 非正常使用条件由制造方和购买方商定 质量要求和试验 5.1概述 第5章第7章给出了对电容器单元的质量和试验要求 支柱绝缘子,开关、互感器,外部熔断器等应符合相应的标准 5.2试验条件 除对具体的试验或测量另有规定外,电容器介质的温度应在十5C~十35C范围内,并与环境温度 相同 当必须进行校正时,使用的参考温度为+20C,但制造方和购买方另有协议时除外 如果电容器在不通电状态下在恒定环境温度中放置12h的时间,则可认为电容器的介质温度与环 境温度相同 除非另有规定,交流试验和割量应在.50b的频岸下进行 试验分类 试验分为:例行试验、型式试验和验收试验 例行试验 例行试验要求 例行试验应由制造方在交货前对每一台电容器进行 如果购买方有要求,则制造方应提供这些试 验结果的证明书 6.1.2试验项目 a)外观质量(见第7章); 外形尺寸和重量(见第8章); b) e)电容及允许偏差(见第9章); d 电容器损耗角正切tano)测量(见第10章); 绝缘电阻和内部放电电阻测量(见第11章) e) 端子间电压试验(见第12章); g端子与外壳间交流电压试验(见第13章); h 局部放电试验(见第14章); 密封性试验(见第15章) 6 型式试验 6. .2.1型式试验要求 进行型式试验是为了确定电容器在设计、尺寸、材料和制造方面是否满足本标准中所规定的性能和 运行要求 每一拟用来做型式试验的电容器应为经例行试验合格的电容器 型式试验应对与合同电容 器相同设计的电容器或者对在试验中给出相同的或更为严酷的试验条件而设计的电容器进行 没有必要在同一台电容器单元上进行全部型式试验 型式试验应由制造方进行,在有要求时,应向购买方提供这些试验结果的证明书 6.2.2试验项目 谐振频率测量(见第16章); a b)自愈性试验(见第17章); 短路放电试验(见第18章); c d)套管和引出导电螺杆强度试验(见第19章);
GB/T26215一2010 耐久性试验(见第20章); 破坏试验(见第21章); g热稳定性试验(见第22章); h 湿热试验(见第23章); iD 机械试验(见第24章) 6.2.3试验程序 在每一次型式试验中,待试验的电容器数目量至少为9台,分三组进行试验 如果要使用两种不同 电容的电容器,每组应至少包括4台电容器,那么每一试验组中应包含每一种电容的2台电容器 待试验的电容器将按分组来进行如表1、表2和表3所述的不同试验 表1第1组试验 备 注 试验序号 第1组试验 最大失效数 热稳定性试验 本组2台电容器 机械试验 本组3台电容器 套管和引出导电螺杆强度试验 本组所有电容器 自愈性试验 本组2台电容器 表2第2组试验 第2组试验 试验序 号 最大失效数 备 注 耐久性试验 本组所有电容器 破坏试验 本组2台电容器 表3第3组试验 最大失效数 备注 试验序号 第3组试验 谐振频率测量 本组所有电容器 短路放电试验 本组所有电容器 湿热试验 本组所有电容器 验收试验 验收试验应由购买方进行,具体项目是本标准规定的例行试验项目中的部分项目 外观质量 产品应外观光洁、无明显划伤及凹痕;标志应清晰牢固,内容完整 用目视法观察外观质量和标志 外形尺寸和重量 产品的外形结构、安装尺寸和重量应符合制造方与购买方签定的相关要求 使用量具和衡器,测量外形尺寸,称量产品重量 电容及允许偏差 测量程序 电容应在(0.91.1)U、/厄(方均根值)电压和50Hz的频率下进行测量 所用方法应足以排除由谐波或由被测电容器的外在附件,诸如测量电路中的电抗器和旁路电路所 导致的误差
GB/T26215一2010 9.2电容偏差 电容及允许偏差应由制造方与购买方协商确定 电容器损耗角正切(tan)测量 10 10.1测量程序 电容器损耗角正切(tano)应在制造方所规定的电压和频率下进行测量 所用方法应足以排除由谐波或由被测电容器的外在附件,诸如测量电路中的电抗器和旁路电路所 导致的误差 10.2损耗要求 电容器损耗的要求由制造方与购买方协商确定 11 绝缘电阻和内部放电电阻测量 当电容器内部有放电电阻时,不测试电容器的绝缘电阻值 电容器的绝缘电阻值应由制造方与购买方协商确定 内部放电电阻应具备足以在10min之内从初始直流电压U、放电到75V或更低 如有特殊要求 时,由制造方和购买方协商确定 电容器绝缘电阻应使用绝缘电阻测试仪进行测量 内部放电电阻用测量电阻或测量自放电速率方法来测量,测量方法由制造方选择 12 端子间电压试验 电容器端子间应能承受表4规定的试验电压值,例行试验历时10s,型式试验历时1min 试验期 间,应不发生永久性击穿也不发生闪络,允许有自愈性击穿 表4端子间的试验电压 交流试验电压(方均根值 1.25U 直流试验电压 1.75U 试验电压施加在电容器端子间,逐渐升压至规定值,并保持至规定时间 13 端子与外壳间交流电压试验 试验电压施加在电容器连接在一起的端子与外壳之间,例行试验历时10s,型式试验历时1min. 试验电压为;2U十1000v(方均根值),其中U为绝缘电压 电容器的绝缘电压应由用户提出 如果没有其他规定,取绝缘电压等于电容器的额定电压除 以厄 试验期间,应既不得发生击穿也不得发生闪络 有 一个端子固定连接到外壳上的单元,不做此项试验 14局部放电试验 1.75U 用正弦交流电压对电容器进行试验,加电压直到 (方均根值),并且保持此电压1min 然后 .31U L 降低电压至" A(方均根值),并保持此电压至少2min 在最后1min所测量的局部放电量应小于 /见 l10pC Lsusc方均银仙.放电M小于10nd 局部放电熄灭电压>- 2
GB/T26215一2010 15 密封性试验 试验方法可采用油槽加热法或其他更有效检测出泄漏的方法,本试验可采用适当的指示器来进行， 电容器应无泄漏 16 谐振频率测量 谐振频率值应不低于制造方与购买方商定之值 16.1测量方法 测量方法可根据简便与否,从以下两个例子中选取 所用的方法应足以排除由连接件和附件所导 致的误差 16.1.1测量方法I 图1为测量电路 FG 电容器箱壳 说明 可变频率发生器， F.G. R 负荷电阻(无感型,直接连接到被试电容器的端子上); 电容器的等效串联电阻" R -电容器的杂散电感; 电容器的电容: U、U -电子电压表 图1谐振频率测量电路 变频率并保持U恒定,就可能绘出表示电容器上的电压和电源频率之间的关系曲线 图2表示此条曲线的形状 U 的最小值对应于谐振频率(f,). 连接线应尽量短 1 l/2mit 图2电容器上的电压和电源频率之间的关系曲线 16.1.2测量方法I 以直流电对单元充电,然后通过一直接设置于电容器端子处的间隙放电 以阴极射线示波器录下放电电流的波形(见图3) 由计算和时间袖线相交的数目得出
GB/T26215一2010 放电波形的形状为等效串联电阻和杂散电感的函数 图3放电电流的波形 注:对于第2种方法,放电频率是测量的;如果阻尼因数低且外连接件的电感与内部连接件相比可忽略,则放电频 率等于自谐振频率 自愈性试验 17 电容器应耐受第12章中给出的试验电压,历时1min 如果这段时间内发生的自愈少于5次,则应缓慢地升高电压直到从试验开始起发生了5次自愈为 止,或直到电压达到3.5的额定电压 如果电压达到3.5倍的额定电压时,发生的自愈仍少于5次,由制造方选择,或增加电压和/或提高 温度继续试验,直到得到5次自愈;或中断试验,而在另一相同的电容器上重新进行,重复只能一次 电容器应具有自愈性 试验前后应进行电容及损耗角正切(tan)测量,电容变化应小于士0.5%、 损耗角正切的增加应不大于20% 1 短路放电试验 采用直流电对电容器单元充电,然后通过尽可能靠近电容器放置的间隙放电,应在10min内进行 5次放电 电容器应能承受在额定电压下的5次短路放电试验 在放电试验前后应按第9章和第10章的规 定测量电容和损耗角正切(tan) 电容变化应小于士1%,损耗角正切(tano)的增加应不大于20% 19 套管和引出导电螺杆强度试验 按GB/T2423.60中转矩试验方法进行 应能耐受7Nm力矩不损伤 20耐久性试验 进行耐久性试验是为了确定反复的过电压强度为不致使电容器初始特性的改变超过规定值 单元应耐受图4给出的电压波形的周期作用 单元应耐受总计1000次充放电试验 周期间最大时间间隔为5min 1.25U 充放电后,电容器应承受在温度为(60士2)C的环境下通过一 方均根值,500h的试验 试 验前后应进行电容测量,与初始值比较电容变化应小于士2%,损耗角正切的增加应不大于初始值 的50% 20.1试验前单元的预处理 单元应在温度不低于+10C的静止空气中耐受1.1U、的电压,历时16h~24h
GB/T26215一2010 20.2初始电容及损耗角正切测量 经预处理后,单元应在不通电状态下,在温度为(30士5)的通风箱中放置至少12h 施加电压5min后,在相同的环境温度下按第9章和第10章进行测量 20.3充放电试验 试验单元应放置在温度为(20士10)的静止空气中 单元应耐受图4给出的电压波形的周期作用 图4为试验电路 AVV八 说明 试验电容器; 直流电源; 内部电阻; 电感; R 电感和连接线的杂散电阻; 先开后合触点 图4 充放电试验电路 图5为试验电压、电流的波形 图5充放电试验电压电流的波形 参考图4和图5给出的符号,可采用以下公式 -8 参照上述电路和曲线图,给出的参数值及充放电顺序为 将开关置于位置1,在20s内使用电容器C,充电到制造方规定的、在(0.9~1.2)U、范围内的某一 电压值 0、后将开关转换到位置2,历时10 制造方调整时,应调节电感值(L),从而使第1个电流峰值！等于2倍最大峰值电流 电流衰减率(K)应不大于30%
GB/I26215一2010 K-，上×100 然后再将开关转换到位置1 单元应耐受总计1000次试验周期 周期间最大时间间隔为5min 20.4中间电容和损耗角正切测量 在完成放电试验后,单元应在不通电状态下,在温度为(30士5)C的通风箱中放置至少12h. 在相同的环境温度下按第9章和第10章进行测量 20.5过电压运行 在完成充放电试验后的2d内,进行过电压运行试验 在500h期间内,允许电压中断不超过 10次 每一次中断均不超过8h 20.6最后电容及损耗角正切测量 在完成过电压运行试验后的2d内,单元应在不通电状态下,在温度为(30士5)C的通风箱中放置 至少12h 在相同的环境温度下按第9章和第10章进行测量 20.7验收准则 如果满足上述质量要求,则认为试验单元成功地通过了耐久性试验 如果一台电容器损坏,则试验应重新进行且不允许损坏 21 破坏试验 21.1测量程序 当制造方明确说明时,可使用通过了耐久性试验的电容器 图6为破坏试验电路 图6进行破坏试验的电路 电容器应放置在一个温度等于电容器温度类别中最高环境空气温度的循环空气恒温箱中 当电容器各个部位均达到恒温箱的温度后,按图6给出的电路进行以下的试验程序 a)将选择开关H和K分别置于1和“a”,将交流电压源N整定为1.3U、并记录电容器电流 b将直流电压源T整定到制造方规定的值,然后将开关H置于位置2,并调节可变电阻器,以得 到一个300mA的直流短路电流 将开关H置于位置3,开关K置于位置“b”,对电容器施加直流试验电压,直到电容器发生有 效短路(电压表V指示大约为零,历时3s一5s). 然后将开关K置于位置“a”,对电容器施加试验电压历时5min,并再次记录电流值 D 可能出现以下情况 电流表】和电压表U都指示零 在这种情况下应检查熔断器 如熔断器熔断,应予以更换
GB/T26215一2010 然后对电容器施加电压,如果熔断器再次熔断,则中断程序 如果熔断器不熔断,则仅使用开 关K继续进行如c)项和d)项规定的试验程序 电流表I指示的电流为零,同时电压表U指示1.3U,在这种情况下中断程序 电流表I指示的电流大于零,在这种情况下继续施加如b),e)和d)各项试验程序 中断程序后,将电容器冷却到环境温度,并按第13章进行端子与外壳间的电压试验 在电容器端子上,电压源N的短路电流应大于51 熔丝的额定电流I应不低于21,通常最小值为125A 注如果电容器单元太大或太小 <50A)以致不能满足试验参数,则试验由制造方和购买方协商进行 (额定电流 21.2试验要求 试验结束时,电容器外壳应是完整的,电容器外壳允许变形和损伤;不允许有火焰和/或火星从开口 喷出 这一点可采用将电容器用纱布(粗棉布)裹起来的方法进行检验 纱布燃烧或烧焦即作为失效的 判据 产品失效损坏后,不能爆裂和起火 注:试验过程中散发出过量的烟气可能是危险的 22热稳定试验 22.1测量程序 将电容器固定在密闭箱里,每台电容器外壳接近顶部处安装一热电偶供测量试品温度用 箱内冷 却空气温度应为65C 11U 在电容器的所有组成部分达到冷却介质的温度以后,应使电容器在- 基本正弦波的交流电压 下保持至少48h 在试验进行到最后6h期间用热电偶测量外壳接近顶部处的温度至少4次 在整个 6h内温升增高应不超过1C 如果观察到较大的变化,则试验要继续进行直到在最后6h内的连续 4次测量满足上述要求为止 试验期间电压值和频率值应始终保持恒定 试验前后,应在4.1规定的温度范围内按第9章和第10章测量电容及损耗角正切(tanb),两次测 量值应校正到同一介质温度下的电容值,两次测量值之差应小于士0.1%,损耗角正切的增加应不大于 初始值的20% 试验结束时,应记录外壳的测量温度与箱内冷却空气温度之差值 23湿热试验 湿热试验应按照GB/T2423.3进行 电容器应在温度(40士2)C、相对湿度93+2/一3%的环境条件下试验56d 在此项试验后,应能 满足第12章,第13章端子间耐压试验和端子与外壳间试验要求,电容变化应小于士1%,损耗角正切 (tano)的增加应不大于20% 24机械试验 按GB/T2423.5,GB/T2423.6和GB/T2423.10进行 在常温常压下,把试品用夹具安装在试 验台上,分别按3个相互垂直的方向(X.Y、Z)进行振动(正弦)、冲击,碰撞三种试验 电容器按表5,表6,表7试验后,应能满足第12章,第13章端子间耐压试验和端子与外壳间试验 要求 按第9章和第10章测试电容及电容器损耗角正切,电容变化应小于土1%,损耗角正切(tano)的 增加应不大于20% 按第11章做放电器件测试(若有时 10
GB/T26215一2010 表5试验FC振动(正弦》 扫频速率 扫频循环 扫频范围/Hz 振动幅值g 安装方向 每次试验台数 试验FC振动 次数 Oectave/min 正弦) X、Y 2 10100一l0 表6试验Ea冲击 脉冲持续 冲击次数 峰值加速度从发 安装方向 每次试验台数 冲击波形 时间/ms 各方向) 试验Ea冲击 半正弦波 5.0 5.0 X、Y,Z 表7试验Eb碰撞 脉冲持续 碰撞次数 碰撞波形 峰值加速度" 安装方向 每次试验台数 时间/ms 各方向 试验B碰撞 半正弦波 x,Y、 40.0 6.0 电容器单元的标志 25 在每一电容器单元的标志上应注明下列内容 a)制造方名称或商标; b) 电容器单元的名称或型号; e)编号及制造年份 年份可以是识别编号的一部分或采用代码形式; d 额定电容C,aF; e)额定电压U,kV; 额定频率f,Hz; f 环境温度 g 放电器件,如果是内部的,应以符号表示 h 字母SH或符号二表示自愈式电容器 绝缘水平U,V; 绝缘水平应以一斜线隔开的两个数字表示,第一个数字给出工频试验电压的方均根值,kV;第 二个数字给出雷电冲击试验电压的峰值,kV(例如7.5/30) 标准代号 k 26 安装和运行导则 见GB/T17702.1一1999中的第6章 环境保护 27 所使用的浸溃材料应符合国家环保相关要求