一二次融合10kV电流传感器设计及检测细则.docx
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一二次融合10kV电流传感器设计及检测细则
一二次融合10kV电流传感器设计及检测细则
1范围
本标准是《10kV一体化柱上变台和配电一二次成套设备典型设计及检测规范》所涵盖的10kV电流传感器的实施细则。
适用于柱上开关和环网柜一体化安装的10kV套管型和母线型电流传感器产品的设计和检测试验。
2规范性标准
GB/T2423.1—2008
电工电子产品环境试验第2部分：
试验方法试验A：
低温（IEC60068—2—1：
2007，IDT）
GB/T2423.2—2008
电工电子产品环境试验第2部分：
试验方法试验B：
高温（IEC60068—2—2：
2007，IDT）
GB/T2423.4—2008
电工电子产品环境试验第2部分：
试验方法试验Db：
交变湿热（12h+12h循环）（IEC60068—2—30：
2005，IDT）
GB/T2423.17—2008
电工电子产品环境试验第2部分：
试验方法试验Ka盐雾（IEC60068—2—11：
1981，IDT）
GB/T2423.24—2013
环境试验第2部分：
试验方法试验Sa：
模拟地面上的太阳辐射及其试验导则（IEC60068—2—5：
2010，IDT）
GB/T2423.10—2008
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）（IEC60068—2—6：
1995，IDT）
GB4208—2008
外壳防护等级（IP代码）（IEC60529：
2001，IDT）
GB/T5169.16—2008
电工电子产品着火危险试验第16部分：
试验火焰50W水平与垂直火焰试验方法（IEC60695—11—10：
2003，IDT）
GB/T7354—2003
局部放电测量（IEC60270：
2000，IDT）
GB/T16927.1—2011
高电压试验技术第1部分：
一般试验要求
GB/T16927.2—2013
高电压试验技术第2部分：
测量系统
GB/T20840.7—2013
互感器第7部分：
电子式电压互感器的补充技术要求
GB/T32856—2016
高压电能表通用技术要求
DL/T593—2006
高压开关设备和控制设备的共用技术要求
DL/T402—2007
高压交流断路器订货技术条件
DL/T1155—2012
非传统互感器
JJG1021—2007
电力互感器
JJG314—2010
测量用电压互感器
国家电网公司运维检修部组编：
《10kV一体化柱上变台和配电一二次成套设备典型设计及检测规范》中国电力出版社2016年9月
3结构要求
3.1一般机械要求
产品应为固体绝缘结构，阻燃等级为UL94V—0级，应能保证在规定使用条件下不发生爆裂和燃烧危险。
表面金属部件的镀层、漆层应均匀、牢固，内部部件应可靠固定。
3.2绝缘表面
产品的绝缘表面不应有裂纹、起泡、脱落等缺陷，并具有憎水性。
3.3最小空气间隙
安装在SF6气密环境的产品的最小空气间隙（相对地及相间）不少于100mm；
安装在户内环境的产品的最小空气间隙（相对地及相间）不少于125mm；
安装在户外环境的产品的最小空气间隙（相对地及相间）不少于200mm。
3.4接线盒
产品若配置有接线盒，其防护等级（IP）应与一体化安装设备的防护等级相同。
3.5接线及引出线
产品应有清晰易见的接线标志，其中三相电流极性端及一次屏蔽引线端子（母线型产品）用AP1、BP1、CP1标志，接线端子用N或接地符号“
”标志。
产品的二次输出端子用S1和S2按减极性标志，并使用有绝缘外套的屏蔽信号电缆引出，芯线截面不少于0.5cm2，长度不小于1米或按约定。
信号电缆长度超过1m，产品的误差应在带电缆的状态下测量。
3.6铭牌
产品应有牢固地附在产品可见表面的铭牌，铭牌内容应包括：
3.6.1制造厂名或商标；
3.6.2产地及认证标志；
3.6.3产品型号（套管型YLR—，母线型YLM—）；
3.6.4产品制造所依据的标准代号；
3.6.5准确度等级（相电压0.5S级或1S级，零序电压1/10P10）；
3.6.6额定二次负荷电阻；
3.6.7额定一次相电流（600A）和二次相电流压降（1V），额定一次零序电流（20A）和零序电流压降（0.2V）；
3.6.8产品顺序号和制造年份，顺序号还应标志在产品壳体上易观察的位置。
4电气要求
4.1交流耐受电压
三相的二次端子之间，二次端子与接地端子之间的交流耐受电压为3kV。
母线型产品一次屏蔽端子与二次端子及接地端子之间的交流耐受电压为42kV。
4.2冲击耐受电压
母线型产品三相的一次屏蔽端子与二次端子及接地端子之间的雷电冲击耐受电压为75kV，雷电截波耐受电压为85kV。
4.3局部放电
母线型产品三相的一次屏蔽端子与二次端子及接地端子之间施加14.4kV电压时，局部放电量不超过20pC。
4.4二次负荷
产品应规定额定二次负荷。
额定负荷不应大于20kΩ时，实际负荷与额定负荷的偏差不应超过±10%。
4.5基本误差
4.5.1参比条件下准确度0.5S级和1S级电流传感器的误差按表1规定。
表10.5S级和1S级电流传感器的误差限值
准确等级
电压百分比
1
5
20
100
120
1S
比值差（±%）
3.0
1.2
1.0
1.0
1.0
相位差（±′）
180
90
60
60
60
0.5S
比值差（±%）
1.5
0.75
0.5
0.5
0.5
相位差（±′）
90
45
30
30
30
4.5.2参比条件下准确度1/10P10级电流传感器的测量误差按表2规定。
表21/10P10级电流传感器的误差限值
准确等级
电压百分比
5
20
100
120
1000
1/10P10
比值差（±%）
3.0
1.5
1.0
1.0
—
相位差（±′）
180
90
60
60
—
复合误差
—
—
—
—
—
4.5.3仪表安全系数
0.5S级和1S级电流传感器的仪表保安系数额定值等于3。
4.6运行变差
产品在运行工况下受到影响因素作用产生的误差的变化不应超过表3的规定。
表3影响因素单独作用下电压传感器的变差
影响因素
环境温度
工作磁场
磁误差
变差限值
基本误差限值的1/4
基本误差限值的1/10
基本误差限值的1/4
5环境条件
5.1温度和湿度
产品按使用环境温度分为三类，不同类型产品的使用应符合相应环境温度和湿度的规定：
——安装在SF6气密环境的产品：
-5℃~70℃；
——安装在户内环境的产品：
-5℃~40℃；
——安装在户外环境的产品：
-25℃~55℃。
户外型产品使用环境1个月内测得的平均相对湿度不大于90%；户内型产品使用环境24小时内测得的平均相对湿度不大于90%。
5.2海拔高度
——普通型：
不超过1000m；
——高原型：
不超过4000m。
5.3耐污秽等级
户内型产品：
Ⅱ级；
户外型产品：
Ⅳ级。
5.4日照辐射
产品按耐受日照辐射程度分为两类，不同类型产品的使用应符合相应日照辐射程度的规定；
——户内型：
无要求；
——户外型：
日照辐射达到1000W/m2（晴天中午）时应予以考虑。
5.5风力
产品按耐受风力级别分为两类，不同类型产品的使用应符合相应风力级别的规定；
——普通型：
1min平均风压不超过700Pa（相当于风速不超过34m/s）；
——增强型：
1min平均风压超过700Pa。
5.6地震
产品耐受地震烈度为8级。
6出厂试验和型式试验
6.1试验项目
出厂试验和型式试验包括的项目如表4所示：
表4试验项目
序号
出厂试验
型式试验
标准条文
规范性标准
1
外观检查
外观检查
3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、6.2.1
2
交流耐受电压试验（湿试验除外）
交流耐受电压试验
绝缘湿试验（母线型户外产品）
4.1、6.2.2
GB/T16927.1—2011
GB/T16927.2—2013
GB/T20840.2—2013
3
局部放电试验（母线型产品）
局部放电试验（母线型产品）
4.3、6.2.3
GB/T7354—2003
4
误差试验
误差试验
4.5.1、4.5.2、6.2.4
JJG313-2010
5
复合误差和仪表保安系数测量
4.5.3、6.2.5
GB/T20840.2—2014
6
冲击电压试验（母线型产品）
4.2、6.2.6
GB/T16927.1—2011
GB/T16927.2—2013
7
运行变差试验
4.6、6.2.7
DL/T1155—2012
GB/T2423.2—2008
GB/T2423.1—2008
8
交变湿热试验（户外型产品）
5.1、6.2.8
GB/T2423.4—2008
9
盐雾试验（户外型产品）
5.3、6.2.9
GB/T2423.17—2008
10
日照辐射试验（户外型产品）
5.4、6.2.10
GB/T2423.24—2013
11
防护等级试验（户外型及户内型产品）
3.4、6.2.11
GB/T4208—2008
12
防火阻燃试验
3.1、6.2.12
GB/T5169.16—2008
13
振动试验
5.6、6.2.13
GB/T2423.10—2008
6.2试验方法
6.2.1外观检查
——检查产品表面金属部件镀层、漆层是否均匀、牢固，内部部件是否可靠固定；
——检查产品的绝缘表面是否有裂纹、起泡、脱落等缺陷，是否有憎水性；
——检查产品的绝缘爬距和最小空气间隙是否符合3.3条规定；
——检查产品配置的接线盒（若有）是否符合3.4条规定；
——检查产品的一次屏蔽引线和二次引线是否符合3.5条规定；
——检查产品的铭牌是否符合3.6条规定。
6.2.2交流耐受电压试验
产品的交流耐受电压试验按GB/T16927.1—2011第6章的规定进行，试验频率为50Hz。
试验电压应从接近于零的某个值在10s~20s内逐渐地升高至耐压值的75%，停留约10s后继续均匀地在10s~20s内升到规定值，并在规定值保持1min（频率50Hz时）或40s（频率150Hz时）。
试验中应避免试验电源的突然接通和分断。
试验过程中应无击穿或闪络等放电现象产生，当回到初始工作状态时，产品的误差变化量不超出表1和表2限值的1/2。
6.2.3局部放电试验
局部放电试验使用的设备和试验方法应符合GB/T7354—2003的要求，试验采用测量视在放电量方法，局部仪信号通道的带宽不小于100kHz，局放仪的工作频率范围应能覆盖40kHz~400kHz。
试验可以在交流耐受电压试验后期的降压过程中进行，当电压降低到14.4kV时，在30s内完成局放量测量，然后试验电压回零。
也可以在交流耐受电压试验结束后，重新回升电压到耐受电压值的80%，保持时间不小于60s，再不间断地降到14.4kV，在30s内完成局放量测量，然后试验电压回零。
测得的局部放电量不应超过20pC。
6.2.4误差试验
误差试验应在表5规定的参比条件下进行。
表5基本误差的参比条件
环境温度1
相对湿度
电源频率
二次负荷
电源波形畸变系数
环境电磁场干扰强度
外绝缘
15℃~35℃
≤85%
50Hz±0.5Hz
上限负荷~下限负荷
≤5%
不大于正常工作接线所产生的电磁场
清洁，干燥
图1600A/1V电流传感器相电压误差测量线路
图中，Tx——600A电流互感器产品；To——600A标准电流互感器；Tp——供电用600A电流互感器；HEJI——电位差型电压互感器校验仪。
图1是差值法原理测量600A/1V电流传感器误差的线路。
图1中使用电位差型电压互感器误差测量装置，调节内置的微差电压输出使内置的交流检流计指示平衡，这时差压回路电流理论上等于零，实现零负荷测量。
由于供电电压是二次电压的10倍，测量示值乘上10才是实际误差。
图2是差值法原理测量20A/0.2V零序电流传感器误差的线路。
图2中标准电流互感器To和供电电流互感器Tp采用了与图1线路不通的电流比。
二次标准电阻也采用不同于图1的值。
图210kV电压传感器零序电压误差测量线路
图中，Tx——20A零序电流互感器产品；To——20A标准电流互感器；Tp——供电用20A电流互感器；HEJI——电位差型电压互感器校验仪。
允许使用其它原理的电流互感器误差测量装置，例如基于数字采样和数字处理的测量仪器。
只要测量结果与图1和图2方法测量结果的偏差不超过同一测量点误差限值的1/5.
6.2.6复合误差和仪表保安系数测量
图3是零序电流传感器复合误差测量线路，一次电流升到200A，根据电压表测量示值计算复合误差，即：
，式中Ux为产品测量示值，Uo为参考变换器测量示值，
应小于10%。
图4是相电流传感器仪表保安系数测量线路，一次电流升到1800A，根据电压表测量示值计算复合误差，即：
，式中Ux为产品测量示值，Uo为参考变换器测量示值，
应小于10%。
图3复合误差测量线路图4仪表保安系数测量线路
6.2.6冲击电压试验
产品的冲击电压试验使用GB/T16927.1—2011的7.2和8.2规定的标准电压波形，其中标准雷电冲击电压是波前时间T1为1.2μs，半波峰值时间T2为50μs的双指数波；标准雷电冲击截波是标准雷电冲击波经过2μs~5μs被外部间隙截断产生的电压波；标准操作冲击电压是波前时间TP为250μs，半峰值时间T2为2500μs的双指数波。
实际试验波形与标准波形的偏差应符合GB/T16927.1—2011的7.1.5和8.1.4的要求。
试验时应使用符合GB/T16927.2—2013第9章认可的测量装置来测量试验电压峰值和冲击电压波形。
为了得到合格的试验波形，先要在低于50%耐受电压的试验电压下调校冲击电压发生器的波头和波尾电阻，然后在耐受电压的50%~75%进行试验并记录，把它作为参考波形。
冲击耐受电压下波形对参考电压下波形的差异，可以作为绝缘破坏的判断依据。
对产品施加5次正极性，峰值等于4.2规定值的雷电冲击电压。
试验时接地端子及底座以及没有施加电压的端子应接地。
完成正极性雷电冲击电压试验后，再以负极性施加1次雷电冲击电压，随后施加2次雷电截波电压，然后再施加4次雷电冲击电压，各次电压峰值等于4.2规定的耐受电压值。
试验时接地端子及底座以及没有施加电压的端子应接地。
试验中如果没有发生击穿或闪络，当回到初始工作状态时产品误差变化量不超出误差限值的1/2，则认为产品试验合格。
6.2.7运行变差试验
1）高温试验
试验按GB/T2423.2的相关要求，并在下列条件下进行：
——产品在工作状态；
——温度：
按5.1条规定，偏差不超过±2℃；
——试验时间：
72h。
达到规定温度后，进行一次误差试验；试验结束前再进行一次误差试验，均应合格。
2）低温试验
——试验按GB/T2423.1的相关要求，并在下列条件下进行：
——产品在工作状态；
——温度：
按5.1条规定，偏差不超过±2℃；
试验时间：
72h。
达到规定温度后，进行一次误差试验；试验结束前再进行一次误差试验，均应合格。
3）工作磁场干扰试验
使用某相电流传感器在图1的测量状态下进行误差测量，计算当邻近两相无电流和通以相同百分比电流时比值差和相位差的变化，结果不应超过该电流测量点误差限值的1/10。
应分别对A、B、C三相进行试验。
4）磁误差试验
用适当长度的一次导体从产品的AP1电流母线孔穿入，再从产品的CP1电流母线孔穿出，通以800A电流，用2V量程，准确度1级的交流有效值电压表测量产品零序电压输出，其值应不大于0.05V。
6.2.8交变湿热试验
按GB/T2423.4—2008规定，在下列条件下进行：
——产品在非工作状态；
——交变方式：
方法1；
——上限温度：
按5.1条规定，偏差不超过±2℃；
——不采取特殊措施排除表面潮气；
——循环次数：
6个周期。
此项试验结束后24h，产品应经受下列试验：
——按6.2.2进行交流耐压试验，试验电压为33.6kV；
——误差试验合格；
——目测检查，应无可见的影响功能特性的腐蚀痕迹。
6.2.9盐雾试验
试验按GB/T2423.17—2008，在下列条件下进行：
——试品在非工作状态；
——盐液浓度：
（5±1）%；
——试验箱内温度：
35℃±2℃；
——试验Ka，共进行96h。
试验后产品应接受目测检验，外观特别是标志的清晰度应无改变，应无可见的影响功能特性的腐蚀痕迹，并能通过按6.2.2条进行的交流耐压试验，试验电压为33.6kV。
6.2.10日照辐射试验
试验按GB/T2423.24—2013规定，在下列条件下进行：
——产品在非工作状态；
——试验程序A（照光8h，遮暗16h）；
——上限温度：
55℃±3℃；
——试验时间：
10个循环（10天）。
试验后产品应接受目测检验和误差试验，外观特别是标志的清晰度应无改变，误差试验合格。
6.2.11防护等级试验
根据IP防护等级按GB4208—2008进行安全和防尘防水试验。
6.2.12防火阻燃试验
按GB/T5169.16—2008第9章进行V—0等级的垂直燃烧试验。
试验方法是外壳非金属材料制成符合标准的试验样片，置入符合GB/T5169.16—2008《电工电子产品着火危险试验第16部分：
试验火焰50W水平与垂直火焰试验方法》的燃烧室进行点火试验。
该标准要求试验在离开燃烧器火苗的10s内，试样上的余焰应熄灭。
6.2.13振动试验
振动试验按GB/T2423.6—1995规定，在下列条件下进行：
——产品在非工作状态下，无包装；
——试验Fc；
——位移幅值：
1.5mm；
——加速度幅值：
5m/s2；
——振动频率：
1Hz~35Hz；
——施加方向：
垂直方向（z轴），横向（x轴），纵轴（y轴）；
——作用时间：
每个方向上的振动时间不少于10min，总计不少于30min。
试验后产品不应有机械损伤，内部各配合件及紧固件不应有松动、变形和断裂。
并能符合本标准其他条款要求。
7使用年限和年平均失效率
产品的使用年限不少于15年。
产品的年平均失效率水平应为0.05%或0.1%。
在产品出厂及使用年限内，产品的平均年失效率应满足表6规定。
表610kV电压传感器平均失效率限值
出厂（运行）年限
1
2
3
4
5
6
7
8
平均失效率水平等级
0.05%/年
平均失效率限值%/年
0.05
0.053
0.058
0.062
0.068
0.074
0.082
0.091
0.1%/年
0.1
0.106
0.115
0.124
0.135
0.148
0.163
0.182
出厂（运行）年限
9
10
11
12
13
14
15
—
平均失效率水平等级
0.05%/年
平均失效率限值%/年
0.103
0.119
0.141
0.172
0.240
0.305
0.490
—
0.1%/年
0.206
0.238
0.281
0.343
0.439
0.610
0.980
—
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