断路器瞬态恢复电压

第28卷㊀第3期2023年6月㊀哈尔滨理工大学学报JOURNAL OF HARBIN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY㊀Vol.28No.3Jun.2023㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀高压断路器T100a 开断试验最后电流半波参数及TRV 参数计算何宁辉,㊀万㊀华,㊀薛㊀飞,㊀吴㊀慧,㊀张㊀佩,㊀马㊀奎(国网宁夏电力有限公司电力科学研究院,宁夏银川750011)摘㊀要:非对称短路故障开断试验T100a 是高压交流断路器型式试验的重要试验项目,中性点非有效接地系统中的断路器首开极系数为1.5,暂态恢复电压(TRV )具有两参数或四参数特征㊂通过建立T100a 开断试验短路电流和电压表达式,分析与计算了中性点非有效接地系统中首开大半波和延长大半波情况下的三相开断过程,进一步计算了两种情况下首开极和晚开两极的最后电流半波参数及TRV 参数㊂并分别以额定电压40.5kV 和额定电压126kV 断路器进行T100a 开断试验为例计算了最后电流半波参数和TRV 参数,计算结果为断路器的开断试验提供考核依据㊂关键词:中性非有效接地系统;T100a ;电流零点;最后电流半波;TRV DOI :10.15938/j.jhust.2023.03.008中图分类号:TM56文献标志码:A文章编号:1007-2683(2023)03-0067-07Calculation of Last Current Loop Parameters and TRV Parametersin T 100a Breaking Test of High Voltage Circuit-breakersHE Ninghui,㊀WAN Hua,㊀XUE Fei,㊀WU Hui,㊀ZHANG Pei,㊀MA Kui(Ningxia Electrical Power Research Institute of State Grid,Yinchuan 750011,China)Abstract :Asymmetric short-circuit fault breaking test T100a is an important test item of High-voltage AC Circuit-breakers.Innon-effectively earthed neutral system the first pole to clear factor is 1.5and the transient recovery voltage (TRV)has two or fourparameters.By establishing the expression of short-circuit current and voltage in T100a breaking test,the last current loop parameters and TRV parameters are analyzed and calculated in major loop and extended major loop.Finally,the last current loop parameters andTRV parameters are calculated by taking T100a interruption test of rated voltage 40.5kV and rated voltage 126kV Circuit-breakers as examples,which provide an assessment basis for the breaking test of circuit breakers.Keywords :non-effectively earthed neutral system;T100a;current zero crossing;last current loop;TRV㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀收稿日期:2022-01-10基金项目:国家重点研发计划重点专项项目(2017YFE0132100);宁夏自然科学基金(2021AAC03498).作者简介:万㊀华(1980 ),男,高级工程师;薛㊀飞(1992 ),男,硕士,工程师.通信作者:何宁辉(1986 ),男,博士,高级工程师,E-mail:232464433@.0㊀引㊀言非对称短路故障开断是高压交流断路器在系统运行中常见的短路故障开断方式,也是高压交流断路器型式试验重点考核的试验项目[1-6]㊂由于短路故障电流中叠加有直流分量,电流零点的d i /d t 将是零点直流分量函数,且电流零点的直流分量影响着随后的TRV 峰值u c [7-15]㊂国家标准‘GB1984-2014高压交流断路器“附录P 中给出了基于电流零点直流分量来修正首开极的电流零点d i /d t 和TRV 幅值u c [2-3,12,16]㊂国家标准GB1984-2014中规定额定电压126kV以下的高压断路器用于中性点非有效接地系统,在短路开断过程中具有两参数TRV 特征,额定电压126kV 的断路器在中性点有效接地和非有效接地系统中均有应用,且具有四参数TRV 特征㊂标准规定高压断路器的T100a 开断试验需要获得三次有效开断操作且满足非对称判据,所考核的首开大半波和延长大半波最后电流半波参数及TRV 参数要满足标准要求[2-3]㊂T100a 开断试验最后电流半波的参数包括:电流最后半波幅值I peak ㊁最后半波持续时间Δt ㊁电流零点直流分量p 及电流零点d i /d t ㊂标准中表15~表19给出了首开极大半波㊁小半波情况下的最后电流半波参数㊂STL 导则‘GUIDE TO THE INTERPRETATION OF IEC 62271–101:EDITION 3.0“给出了首开大半波和延长大半波情况下各开断极的最后电流半波参数[17]㊂本文通过建立三相非对称短路电流和电压表达式,设定首开大半波和延长大半波所考核相的初始直流分量百分数为100%(满足标准对直流分量的规定),分析与计算了首开大半波和延长大半波的开断过程,及两种情况下首开极和晚开两极的最后电流半波参数及TRV 参数,为中性点非有效接地系统中断路器T100a 开断试验参数计算提供了理论依据和参考㊂1㊀中性点非有效接地系统T100a 试验电流最后半波参数计算1.1㊀首开大半波参数计算1)短路电流㊁电压及三相开断过程假设首开大半波考核A 相(即:A 相为最大非对称度),初始相位为π/2,可以得出满足标准规定的三相短路电流表达式为:i A (t )=I m sin ωt +π2()-I m e -t τi B (t )=I m sin ωt -π6()+0.5I m sine -t τi C (t )=I m sin ωt -5π6()+0.5I m e -t τüþýïïïïïï(1)式中:I m 为短路电流的峰值;ω为系统角频率;τ为系统直流时间常数㊂由电流的表达式,可以得出A㊁B㊁C 三相的电压表达式为u A (t )=U m sin ωt +φ+π2()u B (t )=U m sin ωt +φ-π6()u C (t )=U m sin ωt +φ-5π6()üþýïïïïïï(2)式中:U m 为电源电压的峰值;φ=atan(ωτ)为回路功率因数角㊂国家标准GB1984-2014中图31第一次有效开断操作的A㊁B㊁C 三相电流的波形如图1所示,是式(1)表达式所对应短路电流的图例㊂图1㊀第一次开断操作-首开大半波Fig.1㊀The 1st breaking operation-first poleto clear on an major loop中性点非有效接地系统短路开断过程中零序分量没有通路,A 相过零开断后,C㊁B 两相形成回路,电源电压U CB 将加在C㊁B 两相的回路上[18-19]㊂由图1可见,在t 0时刻A 相(首开大半波)电流过零开断,由式(2)可以得出电源电压U CB 及C㊁B 两相电流交流分量I Cac 的表达式为u CB (t )=U C -U B =3U m sin(ωt +φ+π)i Cac (t )=-i Bac (t )=32I m sin(ωt +π)üþýïïï(3)根据感性回路电流连续性原理,可以得出开断瞬间t +0时刻C 相电流的直流分量为i Cdc (t )|t =t +0=i C (t )|t =t -0-i Cac (t )|t =t +0=0(4)计算结果表明t +0时刻起B㊁C 两相短路电流的直流分量为零,首开极过零开断后C㊁B 相短路电流表达式为i C (t )=-i B (t )=i Cac (t )(5)由图1可见,经过一定的时间间隔后C㊁B 相短路电流在t post 时刻同时过零开断㊂2)电流零点直流分量p 的计算由式(3)中的A 相电流表达式及t 0可以得出首开极A 相电流零点的直流分量标幺值为p A =e -t 0/τ,C 相㊁B 相电流零点的直流分量标幺值p C =p B =0㊂3)电流零点d i /d t 的计算由文[2]标准附录P,可以得出中性点非有效接地系统首开相㊁晚开两相电流零点d i /d t 与电流零点直流分量标幺值p 的关系为d id t(p .u .)=kω1-p 2ʃp ωτ()(6)86哈㊀尔㊀滨㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第28卷㊀式中: - 表示小半波下标; + 表示大半波下标;k 为极系数(首开极为1.0,晚开两极为0.866),d i /d t (p .u .)为基于对称故障条件首开相d i /d t 的标幺值㊂由计算得到的A㊁C㊁B 相电流零点直流分量,代入式(6)可以计算得出A㊁C㊁B 相电流零点的d i /d t ㊂4)最后半波持续时间Δt 的计算由上求解得到A㊁C㊁B 三相短路电流的过零时刻为t 0㊁t post ,进一步根据式(3)求解时间域[t 0-0.02,t 0]上A㊁C㊁B 三相电流的前一个过零时刻t Apre ㊁t Cpre ㊁t Bpre ㊂可以得出A 相的半波持续时间为Δt A =t 0-t Apre ,C 相的半波持续时间为Δt C =t post -t Cpre ,B 相的半波持续时间为Δt B =t post -t Bpre ㊂5)最后半波峰值I peak 的计算由图1可见,分别在区间[t Apre ,t 0]㊁[t Cpre ,t post ]上搜索A㊁C 相最后电流半波幅值I Apeak ㊁I Cpeak ㊂由于B 相电流为缩短的半波,因此在t 0时刻达到峰值I Bpeak ㊂1.2㊀延长大半波参数计算1)短路电流㊁电压及三相开断过程依据国家标准GB1984-2014条款号6.102.10.1.2中推荐的试验程序,第二次开断操作在首开大半波的基础短路电流起始时刻提前60ʎ,触头分离时刻提前130ʎ㊂要求的非对称度在B 相,且C 相为首开极,B 相为延长大半波㊂可以得出满足标准规定的三相短路电流表达式为i A (t )=I m sin ωt +π6()-0.5I m e -t τi B (t )=I msin ωt -π2()+I msine-tτi C(t )=I msin ωt +5π6()-0.5I me-tτüþýïïïïïï(7)由电流的表达式,可以得出A㊁B㊁C 三相的电压表达式为u A (t )=U m sin ωt +φ+π6()u B (t )=U m sin ωt +φ-π2()u C (t )=U m sin ωt +φ+5π6()üþýïïïïïï(8)GB1984-2014中图31第二次有效开断操作的A㊁B㊁C 三相电流的波形如图2所示,是式(7)表达式所对应短路电流的图例㊂同理,C 相过零开断后,B㊁A 两相形成回路,电源电压U BA 将加在B㊁A 两相的回路上[18-19]㊂由图2可见,在t 1时刻C 相电流过零开断(B相延长大半图2㊀第二次开断操作-延长大半波Fig.2㊀The 2st breaking operation-last pole to clearon an extended major loop波),由式(8)可以得出电源电压U BA 及B㊁A 两相电流交流分量I Bac 的表达式为:u BA (t )=U B -U A =3U m sin ωt +φ-2π3()i Bac (t )=-i Aac(t )=32I msin ωt -2π3()üþýïïïï(9)根据感性回路电流连续性原理,可以得出开断瞬间t +1时刻B 相电流的直流分量为i Bdc (t )|t =t +1=i B (t )|t =t -1-i Bac (t )|t =t +1(10)进一步,可以得出t 1时刻后B㊁A 相短路电流表达式为i B (t )=-i A (t )=i Bac (t )+[i Bdc (t )|t =t +1]e-t -t 1τ(11)由图2可见,经过一定的时间间隔后B㊁A 相短路电流在t post 时刻同时过零开断㊂2)电流零点直流分量p 的计算由式(7)中C 相电流表达式及t 1可以得出首开极C 相电流零点的直流分量标幺值为p A =0.5e -t 1/τ,由式(11)的电流表达式及t post 可以得出B 相㊁A 相电流零点的直流分量标幺值为p B =p A =12sin ωt 1-π6()+sine -t 1/τ[]e -(t post -t 1)/τ㊂3)电流零点d i /d t 的计算由计算得到的C㊁B㊁A 相电流零点直流分量,代入式(6)可以计算得出C㊁B㊁A 相电流零点的d i /d t ㊂4)最后半波持续时间Δt 的计算由上求解得到C㊁B㊁A 三相短路电流的过零时刻为t 1㊁t post ,进一步根据式(7)求解时间域[t 1-0.02,t 1]上A㊁C㊁B 三相电流的前一个过零时刻t Cpre ㊁t Bpre ㊁t Apre ㊂可以得出C 相的半波持续时间为Δt C =t 1-t Cpre ,B 相的半波持续时间为Δt B =t post -t Bpre ,A 相的半波持续时间为Δt A =t post -t Apre ㊂96第3期何宁辉等:高压断路器T100a 开断试验最后电流半波参数及TRV 参数计算5)最后半波峰值I peak的计算由图2可见,分别在区间[t Cpre,t1]㊁[t Bpre,t post]上搜索C㊁B相最后电流半波幅值I Cpeak㊁I Bpeak㊂由于A相电流为缩短的半波,因此在t1时刻达到峰值I Apeak㊂2㊀中性点非有效接地系统T100a试验TRV 参数计算㊀㊀国家标准GB1984-2014附录P和文[5]给出两参数TRV特征的首开极TRV峰值u c与电流零点直流分量标幺值p的关系式,以及四参数TRV特征的首开极TRV峰值u1㊁u c与电流零点直流分量标幺值p的关系式[2-3]㊂可以得知非对称短路开断的TRV参数是基于对称短路开断的TRV参数进行修正而得到[20]㊂首开极的TRV参数在标准中已给出㊂文[2]标准表6给出了瞬态恢复电压晚开两极TRV参数标准乘数,相比较于首开极晚开两极的TRV参数有所下降㊂具有两参数TRV特征和四参数TRV特征的晚开两极TRV参数的标幺值如表1所示㊂表1㊀非对称短路开断晚开两极TRV参数的标幺值Tab.1㊀Standard values of TRV parameters for last two poles of asymmetrical short-circuit breaking参数两参数四参数u c0.866/1.50.866/1.5u1 0.866/1.5RRRV0.70.7t1 0.825t2 0.825t30.825㊀㊀在中性点非有效接地的四参数TRV特征系统中u1=0.75u c,t1=u1/RRRV,t2=4t1㊂由于u1㊁u c的比例关系恒定,因此具有相同标幺值;同理,t1㊁t2也具有相同标幺值㊂对于两参数TRV特征,由表1由计算得到对称开断情况下晚开两极的TRV参数u c和t3,结合首开大半波和延长大半波情况下计算得到的直流分量p A㊁p B㊁p C,代入附录P中的TRV修正公式可得到非对称短路故障情况下首开大半波和延长大半波情况下各开断极的TRV参考电压u c㊂对于四参数TRV特征,由表1计算得到对称开断情况下晚开两极的TRV参数u1㊁u c和t1㊁t2,结合首开大半波和延长大半波情况下计算得到的直流分量p A㊁p B㊁p C,代入附录P中的TRV修正公式可得到非对称短路故障情况下首开大半波和延长大半波情况下各开断极的TRV参考电压u1㊁u c㊂3㊀应用算例3.1㊀额定电压40.5kV高压断路器参数计算以系统额定电压40.5kV为参考,首开极系数为1.5,额定频率为50Hz,时间常数τ为45ms,制造厂申明的高压交流断路器分闸时间为18ms,最短燃弧时间为3ms,则最短开断时间为21ms,落在了GB1984-2014所规定的第一区间㊂假设实际的燃弧时间为5ms,首开大半波在A相,延长大半波在B 相,根据第2节㊁第3节的研究内容开发计算程序,可以计算得出首开大半波㊁延长大半波的非对称短路开断波形如图3㊁图4所示㊂图3㊀A相首开大半波仿真计算波形Fig.3㊀Simulation calculation waveform of first pole to clear on an major loop for Aphase图4㊀B相延长大半波仿真计算波形Fig.4㊀Simulation calculation waveform of last pole to clear on an extended major loop for B phase07哈㊀尔㊀滨㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第28卷㊀图3㊁图4中的I a ㊁I b ㊁I c 为A㊁B㊁C 三相的短路电流,I a (DC)㊁I b (DC)㊁I c (DC)为A㊁B㊁C 三相短路电流的直流分量,U ra ㊁U rb ㊁U rc 为A㊁B㊁C 三相的断口电压㊂根据上述电流波形获得的电流最后半波参数的结果如表2㊁表3所示㊂d i /d t 和TRV 的参数可以根据电流零点的直流分量进行计算获得,结果同样见表2㊁表3㊂经比对,最后电流半波参数和TRV 参数与GB1984-2014中的标准值参数一致,说明本文所提的计算方法是合理和正确的㊂表2㊀首开大半波各开断极参数计算结果Tab.2㊀Calculation results of the breaking parameters of first pole to clear on an major loop电流最后半波参数TRV 参数I peak /(p.u.)Δt /ms d i /d t /(p.u.)p /%u c /kVt 3/μs 首开极A 相 1.52 3.530.9344.6263.8114晚开极C 相 1.2712.750.87 2.4740.394.0晚开极B 相0.807.740.872.4740.394.0表3㊀延长大半波各开断极参数计算结果Tab.3㊀Calculation results for the breaking parameters of last pole to clear on an extended major电流最后半波参数TRV 参数I peak /(p.u.)Δt /ms d i /d t /(p.u.)p /%u c /kVt 3/μs 首开极C 相 1.2411.580.9921.4568.7114晚开极B 相 1.5215.000.7933.7138.794.0晚开极A 相1.2310.600.7933.7138.794.03.2㊀额定电压126kV 高压断路器参数计算以系统额定电压126kV 为参考,首开极系数为1.5,额定频率为50Hz,时间常数τ为60ms,制造厂申明的高压交流断路器分闸时间为32ms,最短燃弧时间为10ms,则最短开断时间为38ms,落在了GB1984-2014所规定的第二区间㊂假设实际的燃弧时间为12ms,首开大半波在A 相,延长大半波在B 相,根据第2节㊁第3节的研究内容开发计算程序,可以计算得出首开大半波㊁延长大半波的非对称短路开断波形见图5㊁图6所示㊂图5㊀A 相首开大半波仿真计算波形Fig.5㊀Simulation calculation waveform of first pole toclear on an major loop for Aphase图6㊀B 相延长大半波仿真计算波形Fig.6㊀Simulation calculation waveform of last pole toclear on an extended major loop for B phase图5㊁图6中的I a ㊁I b ㊁I c 为A㊁B㊁C 三相的短路电流,I a (DC)㊁I b (DC)㊁I c (DC)为A㊁B㊁C 三相短路电流的直流分量,U ra ㊁U rb ㊁U rc 为A㊁B㊁C 三相的断口电压㊂根据上述电流波形获得的电流最后半波参数的结果见表4㊁表5所示㊂d i /d t 和TRV 的参数可以根据电流零点的直流分量进行计算获得,结果同样见表4㊁表5㊂经比对,最后电流半波参数和TRV 参数与GB1984-2014中的标准值参数一致,说明本文所提的计算方法是合理和正确的㊂17第3期何宁辉等:高压断路器T100a 开断试验最后电流半波参数及TRV 参数计算表4㊀首开大半波各开断极参数计算结果Tab.4㊀Calculation results of the breaking parameters of first pole to clear on an major loop电流最后半波参数TRV参数I peak/(p.u.)Δt/ms d i/d t/(p.u.)p/%u1/kV t1/μs u c/kV t2/μs 首开极A相 1.4412.900.9439.2311058201232晚开极C相 1.2212.530.87 1.6763.347.9116.3191.4晚开极B相0.817.790.87 1.6763.347.9116.3191.4表5㊀延长大半波各开断极参数计算结果Tab.5㊀Calculation results for the breaking parameters of last pole to clear on an extended major电流最后半波参数TRV参数I peak/(p.u.)Δt/ms d i/d t/(p.u.)p/%u1/kV t1/μs u c/kV t2/μs 首开极C相 1.2111.350.9919.04112.958207.9232晚开极B相 1.4414.390.8129.5465.347.9120.3191.4晚开极A相 1.1710.240.8129.5465.347.9120.3191.44㊀结㊀论通过分析与研究中性点非有效接地系统T100a 开断试验最后半波参数及TRV参数的计算方法,得出以下结论:1)基于非对称短路开断过程的电路方程,并应用电流连续性的原理,可以求解得到了首开大半波和延长大半波情况下的电流最后半波幅值I peak㊁最后半波持续时间Δt㊁电流零点直流分量p,并由电流零点的直流分量p计算得出电流零点的d i/d t和随后的TRV参数㊂2)由计算过程和计算结果可以看出,在首开大半波情况下,首开极开断后晚开两极的直流分量为零;延长大半波情况下,首开极开断后晚开两极的直流分量不为零㊂3)文中的计算结果是在短路电流中最大直流分量最大情况下得出的,不失一般性,可任意设定短路电流起始合闸相角,求解一般情况下T100a开断试验的最后电流半波参数及TRV参数㊂参考文献:[1]㊀王建华译.高压断路器理论㊁设计与试验方法[M].北京:机械工业出版社,2015.[2]㊀GB1984-2014高压交流断路器[S].2014.[3]㊀IEC62271-100:High-voltage Switchgear and Controlgear-Part100:High-voltage Alternating-current Circuit Break-ers[S].2012,Edition2.1.[4]㊀GB4473-2018高压交流断路器合成试验[S].2018.[5]㊀IEC62271-101:High-voltage Switchgear and Con-trolgear-Part101:Synthetic Testing[S].2012,Edition2.0.[6]㊀IEEE Std C37.011-2011:IEEE Application Guide forTransient Recovery Voltage for AC High-Voltage CircuitBreakers Rated on a Symmetrical Current Basis[S].2011.[7]㊀刘平,高享想,姚远.高压交流断路器三相合成试验技术分析与讨论[J].高压电器,2018,54(9):226.LIU Ping,GAO Xiangxiang,YAO Yuan.Analysis andDiscussion on Three-phase Synthetic Test Technology ofHigh Voltage AC Cir-cuit Breaker[J].High Voltage Ap-paratus,2018,54(9):226.[8]㊀IEEE Std C37.081a-1997:Supplement to IEEE Guide forSynthetic Fault Testing of AC 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断路器技术参数参考标准：GB1984－2003；GB/T 11022－1999；1、额定电压：126kV、252kV、550kV；（额定电压取值与IEC 60694不同）2、额定绝缘水平：3、额定频率：高压断路器额定频率的标准值为50Hz；4、额定电流（Ir）：额定电流应当从GB/T 762规定的R10系列中选取：R10系列中包括数字：1，1.25，1.6，2，2.5，3.15，4，5，6.3，8及其与10n 的乘积。

5、额定短时耐受电流（I k）额定短时耐受电流应当从GB/T 762规定的R10系列中选取：R10系列中包括数字：1，1.25，1.6，2，2.5，3.15，4，5，6.3，8及其与10n 的乘积。

额定短时耐受电流等于额定短路开断电流；6、额定峰值耐受电流：额定峰值耐受电流应该等于2.5倍额定短时耐受电流，额定峰值耐受电流等于额定短路关合电流；7、额定短路持续时间：额定短路持续时间的标准值为2s；如果需要，可以选取小于或大于2s的值。

推荐值为0.5s，1s，3s和4s。

8、操动机构和辅助及控制回路的额定电源电压（Ua）额定电压电压应当从表4和表5给出的标准值中选取：在额定值的85％和110％间的任一电源电压下，操动机构应该能使开关合闸和分闸。

表5 交流电压（与IEC 60694不完全一致）9、操动机构和辅助回路的额定电源频率：额定电源频率的标准值为DC，50Hz；10、绝缘、操作和/或开断用的压缩气源的额定压力除非制造厂另有规定，额定压力的标准值为：0.5，1，1.6，2，3，4MPa；11、额定短路开断电流：额定短路开断电流的交流分量额定短路开断电流的交流分量应当从GB/T 762规定的R10系列中选取：R10系列中包括数字：1，1.25，1.6，2，2.5，3.15，4，5，6.3，8及其与10n 的乘积。

额定短路开断电流的直流分量：12、与额定短路开断电流相关的瞬态恢复电压13、额定短路关合电流对于额定频率为50Hz且时间常数标准值为45ms，额定短路关合电流等于额定短路开断电流交流分量有效值的2.5倍。

126kV六氟化硫瓷柱式交流高压断路器技术规范书工程项目：广西电网公司年月目录1 总则2 使用环境条件3 技术参数和要求4 试验5 供货范围6 供方在投标时应提供的资料和技术参数7 技术资料和图纸交付进度8 运输、储存、安装、运行和维护规则9 技术服务与设计联络1 总则1.1本设备技术规范书适用于126kV瓷柱式六氟化硫交流高压断路器，它提出了该断路器的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。

1.2需方在本规范书中提出了最低限度的技术要求，并未规定所有的技术要求和适用的标准，未对一切技术细则作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，供方应提供一套满足本规范书和现行有关标准要求的高质量产品及其相应服务。

1.3如果供方没有以书面形式对本规范书的条款提出异议，则意味着供方提供的设备（或系统）完全满足本规范书的要求。

如有异议，不管是多么微小，都应在投标书中以“对规范书的意见和与规范书的差异（表）”为标题的专门章节加以详细描述。

本规范书的条款，除了用“宜”字表述的条款外，一律不接受低于本技术规范条款的差异。

不允许直接修改本技术规范书的条款而作为供方对本技术规范书的应答。

1.4本设备技术规范书和供方在投标时提出的“对规范书的意见和与规范书的差异（表）”经需、供双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等的法律效力。

1.5供方须执行现行国家标准和行业标准。

应遵循的主要现行标准如下：GB/T 11022-1999 高压开关设备和控制设备标准的共用技术条件GB 311.1-1997 高压输变电设备的绝缘配合GB 1984-2003 交流高压断路器GB 7354-2003 局部放电测量GB/T 8905-1996 六氟化硫电气设备中气体管理和检验导则GB 4473-1996 交流高压断路器的合成试验GB/T5582-1993 高压电力设备外绝缘污秽等级GB/T 13540-1992 高压开关设备抗地震性能试验GB 50150-2006 电气装置安装工程电气设备交接试验标准DL/T593—2006 高压开关设备和控制设备标准的的共用技术要求DL/T 402-2007 交流高压断路器订货技术条件DL/T 615-1997 交流高压断路器参数选用导则GB 8923-1988 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级ISO 12944-1998 色漆和清漆－防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护IEC62271-100-2003 高压开关和控制设备第100部分：高压交流断路器Q/GXD 126.01-2006 电力设备交接和预防性试验规程（广西电网公司企业标准）上述标准所包含的条文，通过在本技术规范中引用而构成为本技术规范的条文。

高压断路器合成试验时工频恢复电压的规定和产生方法摘要：高压断路器如果有开断短路这一故障问题产生，则断口间处于瞬态恢复性质电压TRV、工频恢复性质PFRV电压叠加条件下，就会产生相应的恢复电压。

为确保能够更进一步了解这具体情况，为今后更好地开展实践工作，本文主要探讨高压断路器整个合成试验当中工频恢复电压规定及其产生方法，旨在为业内相关人士提供参考。

关键词：断路器；高压；电压规定；工频恢复；合成试验；产生方法前言：针对高压断路器而言，在开展合成试验整个过程当中，往往对工频恢复的电压有着各项规定及要求，若想积极落实此方面实践工作，那么针对高压断路器整个合成试验当中工频恢复电压规定及其产生方法开展综合分析，有着一定的现实意义和价值。

1、工频恢复的电压相关标准规定1.1在衰减时间方面针对合成回路之下电压回路当中，如图1所示，PFRV为直流条件之下曲线1的列式，即u=K u·K pp·。

该列式当中，τ代表衰减时间的一个常数；K u代表t=0条件下试验回路PFRV和规定数值之比。

t=0、K u=0.95条件下，u是图1当中所显示P1。

如果是交流形式下恢复电压，u=K u·K pp··cos（ωt）。

可见，u=K u·K pp·列式属于u=K u·K pp··cos（ωt）该列式峰值的一个包络线，是图2当中列式。

u=K u·K pp·除以相电压的峰值，便可获取PFRV一个相对数值，即u*=K u·K pp·，依照着旧版的合成标准，上述列式同时满足于t=T/8、t=0.1s相关要求及其规定。

①图1所显示的曲线2呈不衰减状态，峰值整个包络线是0.95K pp此相对值为之下的水平线。

故而，t=T/8=2.5ms这一条件下，u*≥0.95K pp，即u*=K u·K pp·≥0.95K pp，τ1≥，故τ1和K pp不存在着关联性；t=0.1s，且u*≥0.5，获取τ2≥。

高压交流断路器标准差异对照项目国标IEC美标额定频率50Hz50Hz和60Hz50Hz和60Hz 断路器合分闸装置和辅助控制回路额定电源电压见表1a、表1b见表1c、表1d见表1e、表1f额定短路开断电流额定短路开断电流的交流分量标准值在GB/T762规定的R10系列中选取。

额定短路开断电流的交流分量标准值应在IEC60059规定的R10系列中选取。

ANSI C37.06-1987（见后）额定短路开断电流的直流时间常数（1）额定电压40.5kV及以下时为120ms；（2）额定电压72.5kV到363kV时为60ms；（3）额定电压550kV到800kV时为75ms；（4）额定电压1100kV时为100、120ms。

（1）额定电压52kV及以下时为120ms；（2）额定电压72.5kV到420kV时为60ms；（3）额定电压550kV到800kV时为75ms；（4）额定电压800kV以上时为120ms。

额定短路关合电流（1）对于额定频率为50Hz且时间常数标准值为45ms，额定短路关合电流等于额定短路开断电流交流分量有效值的2.5倍；（2）对于所有特殊工况的时间常数，额定短路关合电流等于额定短路开断电流交流分量有效值的2.7倍，与断路器的额定频率无关。

（1）对于额定频率为50Hz且时间常数标准值为45ms，额定短路关合电流等于额定短路开断电流交流分量有效值的2.5倍；（2）对于额定频率为60Hz且时间常数标准值为45ms，额定短路关合电流等于额定短路开断电流交流分量有效值的2.6倍；（3）对于所有特殊工况的时间常数，额定短路关合ANSI C37.06-1987（见后）电流等于额定短路开断电流交流分量有效值的2.7倍，与断路器的额定频率无关。

瞬态恢复电压见表2a、表2b表2c、表2d见表2e、表2f表2g、表2h见表2i、表2j表2k、表2m额定容性开合电流见表3a见表3b ANSI C37.06-1987（见后）端子静负载见表4a见表4b见表4c机械和环境试验见GB1984见IEC62271-100未找到相关要求，还需购买标准关合和开断试验见GB1984见IEC62271-100ANSI C37.09-1964近区故障试验见GB1984见IEC62271-100未找到相关要求，还需购买标准失步关合和开断试验见GB1984见IEC62271-100ANSI C37.079-1973容性电流开合试验见GB1984见IEC62271-100ANSI C37.073-1973 ANSI C37.012-1979…表1a直流电压范围直流电压范围（V）2448110220表1b交流电压范围交流电压范围（V）三相、三线或四线制系统单相三线制系统单相两线制系统--110/220110 220/380220230/400230表1c直流电压范围直流电压范围（V）244860110或125220或250表1d交流电压范围交流电压范围（V）三相、三线或四线制系统单相三线制系统单相两线制系统--120/240120 120/208--120220/380--220230/400--230240/415--240277/480--277347/600--347表1e直流电压范围直流电压范围（V）电压合闸和辅助功能户内断路器户外断路器所有脱扣类型功能的24----14--284838—5636—5628--56125100—14090—14070--140250200-280180—280140—280表1f交流电压范围交流电压范围（V）电压（60Hz）合闸、脱扣和辅助功能单相120104--127240208--254多相208Y/120108Y/104—220Y/127240208—254表2a S1级断路器的预期瞬态恢复电压的标准值—额定电压等于高于3.6kV小于126kV—用两参数表示额定电压r U kV 试验方式首开极系数ppkp.u.振幅系数afkp.u.TRV峰值cukV时间3tsμ时延dtsμ电压u'kV时间t'sμRRRVacu/3tkV/sμ3.6T100 1.5 1.4 6.2416 2.1200.15T60 1.5 1.5 6.6183 2.290.37T30 1.5 1.5 6.691 2.240.77T10 1.5 1.5 6.691 2.240.77 7.2T100 1.5 1.412.3518 4.1250.24T60 1.5 1.513223 4.4110.60T30 1.5 1.513112 4.46 1.20T10 1.5 1.513112 4.46 1.20 12T100 1.5 1.420.6619 6.9290.34 T60 1.5 1.5222647.3130.85T30 1.5 1.5221327.36 1.70T10 1.5 1.5221327.36 1.70 24T100 1.5 1.441871314430.47 T60 1.5 1.5443861518 1.16T30 1.5 1.544193159 2.32T10 1.5 1.544193159 2.32 31.5T100 1.5 1.4541031518490.52T60 1.5 1.5584571922 1.29T30 1.5 1.5582331911 2.52T10 1.5 1.5582331911 2.52 40.5T100 1.5 1.469.51141723.2550.61T60 1.5 1.574.549724.823 1.52T30 1.5 1.574.524424.812 3.10T10 1.5 1.574.524424.812 3.10 72.5T100 1.5 1.41241652541800.75T60 1.5 1.513372114435 1.85T30 1.5 1.51333654417 3.70T10 1.5 1.51333654417 3.70 aRRRV=恢复电压的上升率。