Разрядники вентильные - ГОСТ 16357-83

УДК 621.316.933.6 : 006.354
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
РАЗРЯДНИКИ ВЕНТИЛЬНЫЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НА НОМИНАЛЬНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ от 3,8 до 600 кВ
ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
Non-linear resistor type arresters for rated a.c. voltages from 3,8 to 600 kV. General technical specifications
ОКП 34 1430
Дата введения 01.07.84
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности СССР
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 15.04.83 № 1901
3. ВЗАМЕН ГОСТ 16357-70
4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 5713—86 и Публикации МЭК 99-1—70
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

1. Ограничение срока действия снято по протоколу № 3—93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 5-6—93)
2. ИЗДАНИЕ (октябрь 2002 г.) с Изменениями № 1, 2, 3, утвержденными в июне 1986 г., августе 1987 г., декабре 1988 г. (ИУС 9-86, 12-87, 2-89)

Настоящий стандарт распространяется на вентильные разрядники, предназначенные для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений изоляции электрооборудования переменного тока частоты 50 Гц с номинальными напряжениями сетей от 3 до 750 кВ.
Вентильные разрядники III и IV групп предназначены только для ремонтных целей, оснащения расширяемых подстанций, а также для защиты электрооборудования с высоким уровнем изоляции.
ГОСТ 16357-83 Группа Е72
Стандарт не распространяется на разрядники специального назначения, в том числе для подвижного состава электрифицированных железных дорог.
Термины, применяемые в стандарте, и их пояснения приведены в приложении.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 5713—86.
(Измененная редакция, Изм. № 2, 3).

1. КЛАССИФИКАЦИЯ

1. Разрядники подразделяются по назначению на группы:

I (тяжелого режима) — для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений;
II, III, IV (легкого режима) — в основном для защиты от грозовых перенапряжений;
комбинированные — для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений с большими энергиями.

1. Разрядники легкого режима по пропускной способности характеризуются прямоугольным импульсом тока, параметры которого зависят от номинального разрядного тока группы и типа разрядника.
2. Разрядники тяжелого режима делятся на пять классов устойчивости: 1, 2, 3, 4, 5, определяющих их работоспособность при коммутационных перенапряжениях.
3. Разрядники комбинированные характеризуются повышенным обрывным напряжением при коммутационных перенапряжениях.
4. Разрядники нормируются по номинальному разрядному току.
5. Разрядники с номинальным значением разрядного тока 10 кА делятся на три категории взрывобезопасности: А, В и С.
6. Разрядники с номинальным значением разрядного тока 5 кА, снабженные противовзрывными предохранительными устройствами, делятся на две категории взрывобезопасности: D и Е.

2. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

1. К основным параметрам разрядника относятся: номинальное напряжение разрядника, класс напряжения разрядника, номинальный грозовой разрядный ток.
2. Значения номинального напряжения разрядника и номинального разрядного тока разрядника должны выбираться из ряда, приведенного в табл. 1.

Таблица 1

2.3. Структура условного обозначения разрядника

Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150

Буква (А, Б, В), обозначающая категорию электрооборудования по длине пути утечки внешней изоляции по ГОСТ 9920 (только для разрядников категории размещения 1)

Номинальное напряжение разрядника в киловольтах

Класс напряжения разрядника в киловольтах

Номинальный разрядный ток в килоамперах

Буквы и цифры (от двух до пяти), обозначающие вид изделия (Р), группу и наиболее существенные отличительные признаки (конструктивные, изоляционные и др.)

Пример условного обозначения разрядника вентильного серийного группы III на номинальный разрядный ток 5 кА, класс напряжения 110 кВ, номинальное напряжение разрядника 102 кВ, категории по длине пути утечки на 20 % выше А, климатического
исполнения У, категории размещения 1:
РВСIII-5-110/102 АУ1
Примечания:

1. Буквенная часть условного обозначения — обозначение серий; римская цифра — группа; совокупность буквенного и цифрового обозначения, значения номинального грозового разрядного тока, значений класса напряжения разрядника, номинального напряжения разрядника и категории по длине пути утечки — обозначение типа; приведенное выше обозначение в целом — обозначение типоисполнения разрядника.
2. Структура указанного обозначения по п. 2.3 распространяется на разрядники, технические задания на которые утверждены после 1 января 1986 г.

3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

3.1. Общие требования

1. Разрядники должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта, технических условий на конкретный разрядник и по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке.
2. Разрядники должны изготовляться на номинальные напряжения:

до 75 (110Н) кВ включительно для сетей с изолированной и заземленной нейтралью;
102 (110) кВ для сетей с заземленной нейтралью (коэффициент замыкания на землю не более 1,4);
126 (110) кВ для сетей с изолированной нейтралью (коэффициент замыкания на землю не более 1,73);
от 138 (150) до 600 (750) кВ для сетей с заземленной нейтралью (коэффициент замыкания на землю не более 1,4).

Таблица 2
Основные электрические характеристики разрядников

* Разрядник для нейтрали 110 кВ.
** При токе 1000 А, 150/500 мкс — не более 170 кВ.
*** Для сетей с коэффициентом замыкания на землю более 1,4, но не выше 1,73.
Примечания:

1. Минимальное импульсное пробивное напряжение разрядника (при предразрядном времени от 2 до 20 мкс и при полной волне 1,2/50 мкс) для разрядников с номинальным напряжением 102 (110) кВ и выше не менее 0,6 значений, указанных в таблице.
2. По согласованию потребителя (заказчика) с изготовителем для тех же номинальных напряжений сети должны изготовляться разрядники с номинальным напряжением на 5—10 % ниже указанного в таблице. При этом пропорционально также должны быть снижены пробивное напряжение при частоте 50 Гц, импульсное пробивное напряжение и остающееся напряжение разрядников.

Далее по тексту стандарта после значения номинального напряжения в скобках указан класс напряжения разрядника.

1. Разрядники должны быть предназначены для эксплуатации в районах с умеренным и (или) холодным климатом в условиях, предусмотренных для климатических исполнений У и (или) ХЛ категорий размещения 1, 2, 3, 4. 5 по ГОСТ 15150, и удовлетворять в части воздействия климатических факторов внешней среды требованиям ГОСТ 15150 и ГОСТ 15543.1, а также должны работать в условиях умеренно и интенсивно загрязненной атмосферы по ГОСТ 9920.
2. Разрядники должны быть предназначены для эксплуатации на высоте не более 1000 м над уровнем моря.

Для разрядников, предназначенных для эксплуатации на высоте от 1000 до 2000 м над уровнем моря, отдельные характеристики устанавливаются по согласованию потребителя (заказчика) с изготовителем.
(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. Основные электрические характеристики разрядников должны соответствовать указанным в табл. 2—4.

1.  
2. Для разрядников напряжением 220 кВ и выше импульсное пробивное напряжение при крутизне импульса 1200 кВ/мкс должно быть не более 1,15 нормированного импульсного пробивного напряжения при полном импульсе 1,2/50 мкс.

Примечание. Для разрядников напряжением 220 кВ и выше импульсное пробивное напряжение при крутизне импульса 1200 кВ/мкс должно быть не более 1,15 нормированного импульсного пробивного напряжения при полном импульсе 1,2/50 мкс.
Таблица 4
Основные электрические характеристики разрядников

* При импульсе тока с максимальным значением 7000 А.
Примечания: 1. Минимальное импульсное пробивное напряжение (при предразрядном времени от 2 до 20 мкс и полном импульсе 1,2/50 мкс) не менее 0,6 значений, указанных в таблице.
2. Для разрядников напряжением 220 кВ и выше импульсное пробивное напряжение при крутизне импульса 1200 кВ/мкс должно быть не более 1,15 нормированного импульсного пробивного напряжения при полном импульсе 1,2/50 мкс.
(Измененная редакция, Изм. № 2).

1. Для всех разрядников группы I тяжелого режима, для разрядников группы II легкого режима с номинальным напряжением 102 (110) кВ и более и для комбинированных разрядников пробивное напряжение при коммутационных импульсах с длительностью фронта 30—60, 150— 300 и 1000—2000 мкс не должно превышать значений, указанных в табл. 2 и 4, умноженных на

V2.
Для разрядников групп III и IV легкого режима это напряжение не нормируется.

1. Минимальные значения пробивных напряжений при коммутационных импульсах для разрядников группы I тяжелого режима с номинальным напряжением 102 (110) кВ и более должны быть не менее 0,6 значений, указанных в табл. 2.

Для разрядников групп II, III, IV легкого режима и для комбинированных напряжение не нормируется.

1. Остающееся напряжение при разрядных токах коммутационных перенапряжений для разрядников группы I тяжелого режима (п. 1.12) и для комбинированных не должно превышать значений, указанных в табл. 2 и 4.
2. Остающееся напряжение разрядников при импульсе тока с длительностью фронта 3 мкс не должно превышать более чем на 6 % значений остающихся напряжений при импульсе тока с длительностью фронта 8 мкс, указанных в табл. 2—4.
3. Напряжения частоты 50 Гц, выдерживаемые разрядниками, должны быть не менее указанных в табл. 5.

Таблица 5

* Разрядник для нейтрали трансформатора 110 кВ и разрядники группы I, технические задания на которые утверждены до 1 января 1986 г.
3.1.11. Пропускная способность разрядников группы I, технические задания на которые утверждены до 01.01.86, разрядников групп II—IV и комбинированных должна быть достаточной, чтобы выдерживать без повреждений 20 любых токовых воздействий, указанных в табл. 6.
Таблица 6

Примечание. Указанное в последней графе максимальное значение импульса тока должно превышать расчетное значение сопровождающего тока разрядника данного типа для групп II—IV не менее чем на 25 %, а для комбинированных не менее чем на 10 %.
Пробивные напряжения разрядников при частоте 50 Гц и остающиеся напряжения при номинальном разрядном токе после 20 любых из указанных в табл. 6 воздействий не должны изменяться более чем на ±10 %.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).
3.1.12. Разрядники группы I тяжелого режима (содержащие токоограничивающие промежутки), технические задания на которые утверждены после 1 января 1986 г., должны выдерживать без повреждений воздействие 20 импульсов тока разряда генератора, имитирующего разряд линии, заряженного до напряжения изар, указанного в табл. 7.
Значение безындуктивного сопротивления должно быть равно
R = к*UN,
где UN — номинальное напряжение в киловольтах.
Значения изар и К указаны в табл. 7.
Параметры генератора следует выбирать так, чтобы при зарядном напряжении U3apl не менее чем 50 % изар и разряда его на сопротивление R получался прямоугольный импульс тока с условной длительностью, указанной в табл. 7 или превышающей ее не более чем на 20 %. Максимальное значение импульса тока при проверке генератора должно быть в пределах

Таблица 7

Параметры протекающего через разрядник тока разрядки определяются параметрами генератора, настроенного согласно табл. 7 при замене разрядного сопротивления R\ испытуемым разрядником. Значения пробивного напряжения при промышленной частоте и остающегося напряжения при номинальном разрядном токе до и после испытания не должны изменяться более чем на 10 %.
При этих испытаниях остающееся напряжение во время воздействия импульсов тока не должно превышать допустимых значений, указанных в табл. 2.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3.1.13. Разрядники при напряжении, равном номинальному напряжению разрядника, указанному в табл. 2—4, должны выдерживать воздействие 20 импульсов тока с длительностью фронта 8 мкс и длительностью импульса 20 мкс с последующим протеканием сопровождающего тока.
Максимальными значениями импульсов тока являются номинальный разрядный ток 10000 А для разрядников групп I, II и комбинированных, удвоенное значение номинального разрядного тока для группы III—10000 А и номинальный разрядный ток для группы IV—5000 А.
При этих воздействиях искровые промежутки разрядников должны оборвать дугу сопровождающего тока за время не более одного полупериода частоты 50 Гц. Пробивное напряжение разрядников при частоте 50 Гц и остающиеся напряжения разрядников при номинальном разрядном токе после этих испытаний не должны изменяться более чем на минус 10 или плюс 5 % для разрядников групп I, II и комбинированных и на минус 10 или плюс 10 % для разрядников групп III и IV.
Разрядник для нейтрали 110 кВ при напряжении, равном номинальному напряжению разрядника, должен выдерживать воздействие 20 импульсов тока с амплитудой 1000 А и длительностью до полуспада 200—400 мкс с последующим сопровождающим током, который вторично возбуждается спустя 0,01 с.

1. Комбинированные разрядники с номинальными напряжениями 288 (330) и 420 (500) кВ должны 20 раз обеспечивать обрыв тока продолжительностью в один полупериод с максимальными значениями 1000 и 1500 А соответственно, вызванного приложенным синусоидальным напряжением частоты 50 Гц, при последующем синусоидальном восстанавливающемся напряжении частоты 50 Гц с действующим значением не менее указанного в табл. 4.

Комбинированные разрядники с номинальным напряжением 600 (750) кВ должны обеспечивать 50 раз обрыв тока продолжительностью два полупериода с максимальным значением 1500 А при восстанавливающемся напряжении не менее указанного в табл. 4.
Пробивные напряжения разрядников при частоте 50 Гц и остающиеся напряжения разрядников после этих испытаний не должны изменяться более чем на минус 10 или плюс 5 %.

1. Разрядники группы I с номинальным напряжением 75 (110Н) кВ и выше, разрядники группы II с номинальным напряжением 198 (220), 288 (330) и 420 (500) кВ, а также комбинированные разрядники должны иметь предохранительное противовзрывное устройство, исключающее при повреждении внутри разрядника возможность повышения в нем внутреннего давления до значений, вызывающих взрыв фарфоровой покрышки разрядника.

Разрядники, технические задания на которые утверждены до 1 января 1986 г., допускается изготовлять без противовзрывного устройства.
Разрядники, снабженные противовзрывным устройством, при коротком замыкании внутри изоляционной покрышки должны выдерживать без взрывного разрушения воздействие токов короткого замыкания, значения которых указаны в табл. 8.
Таблица 8

Время воздействия тока короткого замыкания на испытуемый разрядник не должно быть менее 0,2 с.
Если во время испытания изоляционная покрышка разрядника будет повреждена, то все его элементы должны оставаться внутри соосной с осью разрядника окружности, диаметр которой должен быть равен диаметру испытуемого образца, увеличенному на две его высоты, но составлять не менее чем 1,8 м.
Кроме того, в разряднике, снабженном противовзрывным предохранительным устройством, при воздействии тока короткого замыкания с действующим значением 800 А ±10 %, протекающего не менее 2 с, должно срабатывать противовзрывное предохранительное устройство, открывая разрядник и снижая давление внутри него до давления окружающей среды.
3.1.16. Значения токов проводимости или токов утечки и напряжения, при которых они измеряются, а также значения сопротивлений разрядников должны быть указаны в эксплуатационной документации на конкретные типы разрядников.
3.2. Требования к электрической прочности изоляции
3.2.1. Внешняя изоляция разрядников на номинальные напряжения 3,8 (3)—420 (500) кВ должна выдерживать напряжения, указанные в ГОСТ 1516.1 для аппаратов соответствующих классов напряжения, а для разрядников на 600 (750) кВ — указанные в ГОСТ 20690 с учетом высоты установки, превышающей 1000 м над уровнем моря.
3.2.2. Длина пути утечки внешней изоляции разрядников, отнесенных к электрооборудованию категории А, не менее чем на 20 % должна превышать предусмотренную ГОСТ 9920, а отнесенных к электрооборудованию категорий Б и В должна соответствовать ГОСТ 9920.

1. Требования к конструкции
2. Разрядники должны быть герметичными.
3. Фарфоровые изделия, применяемые в разрядниках, должны соответствовать требованиям ГОСТ 5862.
4. Армированные фарфоровые покрышки разрядников должны соответствовать техническим условиям на конкретные типы покрышек.
5. Однотипные элементы многоэлементных разрядников должны быть взаимозаменяемыми.
6. Разрядники должны иметь контактные зажимы для присоединения к токоведущему и заземляющему проводам. Вводные зажимы должны быть приспособлены для присоединения к ним медных или алюминиевых кабелей и шин.

Контактные выводы для присоединения токоведущих проводов должны соответствовать ГОСТ 10434 и ГОСТ 21242. При этом контактные выводы разрядников категории размещения I по ГОСТ 15150 должны выполняться в виде плоских «лопаток».
Размеры контактных выводов должны указываться в технических условиях на конкретные типы разрядников.

1. Разрядники групп I, II, III и комбинированные должны изготовляться с изоляцией от земли для присоединения регистраторов срабатывания.

Разрядники групп I и II на номинальные напряжения выше 40,5 (35) кВ и комбинированные комплектуются с регистраторами срабатывания.
Разрядники группы III на номинальные напряжения выше 40,5 (35) кВ комплектуются с регистраторами срабатывания по требованию потребителя (заказчика).

1. Все металлические детали разрядников должны быть защищены от коррозии. Резиновые уплотнения для герметизации должны быть озоностойкими.
2. Разрядники категории размещения I на номинальное напряжение 3,8 (3)—420 (500) кВ должны выдерживать механические нагрузки от ветра со скоростью 30 м/с и от тяжения проводов в горизонтальном направлении:

не менее 300 Н — для разрядников с номинальными напряжениями 3,8 (3)—69 (60) кВ; не менее 500 Н — для разрядников с номинальными напряжениями 102 (110)—420 (500) кВ. Разрядники с номинальным напряжением 600 (750) кВ должны выдерживать механическую нагрузку от ветра со скоростью 30 м/с и от тяжения проводов — 1000 Н.
Все вновь разрабатываемые после утверждения данного стандарта разрядники категории размещения I должны выдерживать механические нагрузки при гололеде с толщиной стенки льда до 20 мм от ветра со скоростью 15 м/с, а без гололеда — от ветра со скоростью 30 м/с и от тяжения проводов в горизонтальном направлении:
не менее 300 Н — для разрядников на номинальное напряжение 3,8 (3)—69 (60) кВ, не менее 500 Н — для разрядников на номинальное напряжение 102 (110)—198 (220) кВ, не менее 1000 Н — для разрядников на номинальное напряжение 288 (330)—420 (500) кВ, не менее 1500 Н — для разрядников на номинальное напряжение 600 (750) кВ. По требованию потребителя (заказчика) должны изготовляться разрядники, выдерживающие механическую нагрузку от ветра со скоростью 40 м/с.

1. Разрядники должны выдерживать механические нагрузки от вибрации по группе условий эксплуатации M1 ГОСТ 17516.1, степень жесткости I ГОСТ 17516.1.

Разрядники I и II групп с номинальным напряжением до 12,7 (10) кВ и разрядники III и IV групп с номинальным напряжением до 40,5 (35) кВ должны соответствовать требованиям ГОСТ 17516.1 по группе М6.

1. Массу, габаритные и установочные размеры разрядников следует устанавливать в технических условиях на разрядники конкретных типов.

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

1. Требования к надежности

3.4.1. Надежность разрядников характеризуется показателями: установленный срок службы - 20 лет, за которые он должен выдержать без отказа не менее 20 разрядов максимальной
интенсивности по п. 3.1.11.
Срок сохраняемости — 2 года.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3.5. Требования безопасности
3.5.1. Требования безопасности к конструкции разрядников должны соответствовать ГОСТ 12.2.007.3.