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50Hz和60Hz高压开关设备试验的差异

生活百科50Hz


50Hz和60Hz高压开关设备试验的差异

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1. 绝缘试验
1.1 工频电压试验
根据IEC 60060-1: 2010的规定,工频试验电压的频率范围为45~65Hz,因此,50Hz工频的试验结果涵盖了60Hz工频的试验结果,反之亦然 。
1.2 操作冲击电压试验
根据IEC 60060-1: 2010的规定,操作冲击试验电压的波形为250/2500ps,因此, 60Hz或50Hz试验均可 。
1.3 雷电冲击电压试验
雷电冲击全波根据IEC 60060-1: 2010的规定,标准雷电冲击全波的波形为1.2/50s,因此,60Hz或50Hz试验均可 。
2.温升试验
率对发热的影响来看, 60Hz在下列方面比50Hz严酷些:
(1)绝缘材料的介质损耗 。
(2)铁磁材料的涡流损耗 。
(3)电流的趋表效应(集肤效应) 。
因此, 60Hz的试验结果可以涵盖50Hz的试验结果 。
3.短时耐受电流和峰值耐受电流试验
对于高压交开关设备来说，其峰值耐受电流与交流分量有效值的倍数规定如下：
（1)对于50Hz的额定频率和45ms的时间常数标准值,其值为2.5 。
（2)对于60Hz的额定频率和45ms的时间常数标准值,其值为2.6 。
（3)对于时间常数大于45ms的特殊工况,与额定频率无关,其值均为2.7 。
以上的分析结果同样适用于满容量短路关合试验（方式T100s (a)）中的额定峰值关合电流 。
4.关合与开断试验
4.1 出线端故障
4.1.1 试验方式4（T100s)和方式5（T100a)
对于这些试验方式,频率的影响主要体现在下列方面:
（1）燃弧窗口，经分析可知50Hz的燃弧窗口要比60Hz时的大，从这一点上看50Hz的要比60Hz的试验严酷，详见标准GB/T1984或IEC62271-100 。
（2）60Hz与50Hz的电流过零点的次数不一样,对开断的影响不好确定 。
（3）60Hz下电流零点的电流变化率di/dt比50Hz的大,与50Hz相比, 同等条件下60Hz的开断较为严酷 。
（4）对于要考虑ITRV的断路器, 60Hz的ITRV为50Hz的1.2倍 。因此, 60Hz的ITRV条件比50Hz的严酷 。
通过以上分析表明,就频率的影响而言, 50Hz和60Hz开断试验各有难点,因此标准规定:试验方式T100s (b)和T100a应在50Hz和60Hz两个工频下进行试验 。
4.1.2 试验方式3（T60)
试验方式3（T60）的开断电流相对地大,而且受4.1.1中所述因素的影响,因此标准规定:试验方式T60应该在50Hz和60Hz两个工频下进行试验 。
4.1.3 试验方式1（T10）和方式2（T30)
这两个试验方式的开断电流比较小,与频率相关的影响因素在试验方式T100和T60中考核,所以标准规定:试验方式T10和T30可用50Hz或60Hz工频进行 。
4.2 近区故障
对于近区故障，频率的主要影响主要体现在：
（1）线路侧瞬态电压中第一个峰值电压的上升率du/dt
线路侧du/dt计算公式
IEC 62271-100: 2008 规定:
对于50Hz, S=0, 200 (kV/us)/kA
对于60Hz, S=0. 240 (kV/us)/kA
由此可知，60Hz的du/dt为50Hz的1.2倍,因此, 60Hz比50Hz的线路侧瞬态电压条件严酷 。
（2）燃弧窗口(4.1.1有关对称电流开断中用于中性点有效接地系统断路器对称电流开断的燃弧窗口,具体见标准）
（3）60Hz与50Hz的电流过零点的次数不一样,对开断的影响不好确定 。
（4）60Hz下电流零点的电流变化率di/dt比50Hz的大,与50Hz相比, 同等条件下60Hz的开断较为严酷 。
（5）于要考虑ITRV的断路器, 60Hz的ITRV为50Hz的1.2倍 。因此, 60Hz的ITRV条件比50Hz的严酷 。
综上所述, 50Hz和60Hz开断试验各有难点,因此标准规定:近区故障试验方式L90、L75或L60应在50Hz和60Hz两个工频下进行试验 。
4.3 失步的开合试验


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