Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8097-1:2010 Bộ chống sét - Phần 1: Bộ chống sét có khe hở hệ thống điện xoay chiều

• Số hiệu: TCVN8097-1:2010
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2010

0,175	6	18	36	75	126
0,280	7,5	21	39	84	138
0,500	9	24	42	96	150
0,660	10,5	27	51	102	174
3	12	30	54	108	186
4,5	15	33	60	120	198

Đối với điện áp cao hơn 198 kV, thông số đặc trưng của bộ chống sét phải chia hết cho 6.

4.2. Tần số danh định tiêu chuẩn

Tần số danh định tiêu chuẩn là 50 Hz và 60 Hz.

4.3. Dòng điện phóng điện danh nghĩa tiêu chuẩn

Dòng điện phóng điện danh nghĩa tiêu chuẩn là: 10 000 A, 5 000 A, 2 500 A, và 1 500 A, có dạng sóng 8/20.

CHÚ THÍCH: Đối với bộ chống sét 10 000 A (xem 3.2) có hai loại, chế độ nhẹ và chế độ nặng, được phân biệt bởi độ lớn dòng điện xung thời gian dài mà chúng có khả năng chịu, xem 8.5.3.

4.4. Điều kiện vận hành

4.4.1. Điều kiện vận hành bình thường

Bộ chống sét phù hợp với tiêu chuẩn này phải thích hợp để vận hành ở các điều kiện vận hành bình thường dưới đây:

...

...

...

b) Độ cao so với mặt biển không vượt quá 1 000 m;

c) Tần số của nguồn điện xoay chiều không nhỏ hơn 48 Hz và không vượt quá 62 Hz;

d) Điện áp tần số công nghiệp đặt giữa đầu nối đường dây và đầu nối đất của bộ chống sét không vượt quá điện áp danh định.

4.4.2. Điều kiện vận hành không bình thường

Nếu bộ chống sét phải chịu các điều kiện khác với điều kiện sử dụng hoặc điều kiện vận hành bình thường thì có thể yêu cầu có lưu ý đặc biệt khi chế tạo hoặc khi ứng dụng và trong từng trường hợp phải hỏi ý kiến nhà chế tạo. Xem Phụ lục A: điều kiện vận hành không bình thường và Phụ lục C: lựa chọn loại phóng điện thời gian dài của bộ chống sét chế độ nặng.

MỤC 5: YÊU CẦU

5.1. Điện áp phóng điện tần số công nghiệp

Đối với tất cả các bộ chống sét, trừ loại 10 000 A chế độ nặng, giá trị thấp nhất của điện áp phóng điện tần số công nghiệp không được nhỏ hơn 1,5 lần điện áp danh định của bộ chống sét. Đối với bộ chống sét loại 10 000 A chế độ nặng, giá trị thấp nhất của phóng điện tần số công nghiệp tùy thuộc vào thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua.

Cần lưu ý rằng thử nghiệm phóng điện bằng điện áp tần số công nghiệp khô là yêu cầu tối thiểu cho thử nghiệm thường xuyên được thực hiện bởi nhà chế tạo như được quy định ở 6.1.

...

...

...

Với điện áp xung sét quy định ở 8.3.2 và Bảng 8, bộ chống sét phải phóng điện trên mỗi xung của chuỗi năm xung âm và năm xung dương.

Nếu trong cả hai chuỗi năm xung, các khe hở phóng điện không phóng điện chỉ một lần thì đặt thêm mười xung có cực tính như vậy và các khe hở phải phóng điện trên tất cả các xung này.

5.3. Điện áp phóng điện bằng sườn trước của sóng xung

Với xung điện áp có độ dốc giả định của sườn trước bằng với điện áp xung quy định trong Bảng 8, điện áp phóng điện không được vượt quá giá trị cho trong Bảng 8. Điều này được kiểm tra theo 8.3.4 bằng thử nghiệm với năm xung dương và năm xung âm, hoặc bằng cách sử dụng đường cong điện áp phóng điện xung sét/thời gian mô tả ở 8.3.3.

5.4. Điện áp phóng điện bằng xung đóng cắt

Điện áp này được xác định trên bộ chống sét 10 000 A có điện áp danh định cao hơn 100 kV theo 8.3.5. Giới hạn này chỉ áp dụng cho bộ chống sét chế độ nặng có điện áp danh định lớn hơn 200 kV. Đối với các bộ chống sét này giới hạn được cho trong Bảng 8 (cột 7).

5.5. Điện áp dư do xung sét

Điện áp dư đối với dòng điện phóng điện danh nghĩa được xác định từ đường cong vẽ theo 8.4.1. Điện áp này không được cao hơn điện áp dư lớn nhất của bộ chống sét quy định trong Bảng 8.

5.6. Điện áp dư do xung đóng cắt

...

...

...

Điện áp dư do xung đóng cắt xác định theo 8.4.2 không được vượt quá giá trị chỉ ra trong Bảng 8.

5.7. Khả năng chịu xung dòng điện cao

Bộ chống sét phải chịu được thử nghiệm xung dòng điện cao theo 8.5.2. Điện áp phóng điện tần số công nghiệp khô trung bình (xem 8.2) được ghi lại trước hoặc sau thử nghiệm này không được thay đổi quá 10 %. Kiểm tra mẫu thử nghiệm không được có phóng điện xuyên thủng hoặc phóng điện bề mặt của điện trở phi tuyến hoặc có hư hại đáng kể đến khe hở nối tiếp hoặc mạch theo phân loại.

5.8. Khả năng chịu dòng điện thời gian dài

Bộ chống sét phải chịu thử nghiệm xung dòng điện thời gian dài theo 8.5.3 và Bảng 5 (chế độ nặng) hoặc Bảng 6 (chế độ nhẹ). Cả hai loại điện áp dư do sét (8.4.1) được ghi lại trước và sau thử nghiệm này không được thay đổi quá ±10 %. Đối với bộ chống sét chế độ nặng, điện áp phóng điện tần số công nghiệp khô (8.2) được ghi lại trước và sau thử nghiệm không được thay đổi quá ±10 %.

5.9. Chế độ làm việc

Bộ chống sét phải chịu thử nghiệm chế độ làm việc mô tả ở 8.6 trong đó:

- Dòng điện bị dẫn phải được thiết lập bởi mỗi xung thử nghiệm và mẫu thử nghiệm phải ngắt sau mỗi dòng điện bị dẫn.

- Phải ngắt hoàn toàn dòng điện bị dẫn ít nhất ở cuối của nửa chu kỳ tiếp sau nửa chu kỳ mà xung này được đặt.

...

...

...

5.10. Xả áp suất

Khi bộ chống sét có lắp cơ cấu xả áp suất, việc bộ chống sét bị hỏng không được dẫn đến nổ làm vỡ vỏ. Điều này được kiểm tra bằng thử nghiệm mô tả ở 8.7.

Mẫu thử nghiệm được xem là đạt thử nghiệm này nếu vỏ của bộ chống sét còn nguyên vẹn hoặc nếu bị sứt vỡ cũng không dữ dội và tất cả các bộ phận của mẫu vẫn nằm trong vỏ bao quanh.

5.11. Thiết bị cách ly

5.11.1. Khả năng chịu đựng của thiết bị cách ly

Khi bộ chống sét được lắp hoặc kết hợp với thiết bị cách ly, thiết bị này phải chịu được mà không tác động ở một trong các thử nghiệm dưới đây:

- Thử nghiệm xung dòng điện cao (8.8.2.1);

- Thử nghiệm xung dòng điện thời gian dài (8.8.2.2);

- Thử nghiệm chế độ làm việc (8.8.2.3).

...

...

...

Thời gian trễ để thiết bị cách ly tác động được xác định bởi ba giá trị của dòng điện hiệu dụng là 20 A, 200 A và 800 A, ±10 % theo 8.8.3. Phải có dấu hiệu rõ ràng chỉ ra hiệu lực cách ly và cách ly hoàn toàn của thiết bị này.

MỤC 6: QUY TRÌNH THỬ NGHIỆM CHUNG

6.1. Mẫu thử nghiệm và các phép đo

Trừ khi có quy định khác, tất cả các thử nghiệm phải được thực hiện trên cùng một bộ chống sét, phân đoạn của bộ chống sét hoặc đơn vị của bộ chống sét. Mẫu phải chưa qua sử dụng, sạch, lắp ráp hoàn chỉnh và được bố trí càng giống càng tốt với vận hành và phải được lắp với các vòng mức, nếu được sử dụng.

Thiết bị đo phải đáp ứng các yêu cầu của TCVN 6099 (IEC 60060), và giá trị thu được phải được chấp nhận là chính xác để phù hợp với điều khoản thử nghiệm liên quan.

6.2. Thử nghiệm điện áp tần số công nghiệp

Tất cả các thử nghiệm điện áp tần số công nghiệp phải được thực hiện với điện áp xoay chiều có tần số trong khoảng từ 48 Hz đến 62 Hz, và dạng sóng xấp xỉ hình sin.

6.3. Thử nghiệm ướt

Điều này phù hợp với khuyến cáo thử nghiệm ướt ở TCVN 6099 (IEC 60060). Thừa nhận rằng thử nghiệm ướt không thích hợp để tái lập điều kiện làm việc thực tế nhưng cũng cung cấp tiêu chí dựa trên kinh nghiệm tích lũy mà thực tế có thể đạt đến.

...

...

...

Thử nghiệm chỉ phải thực hiện trên bộ chống sét được thiết kế để sử dụng ngoài trời. Trong trường hợp quy định thử nghiệm này, đối tượng thử nghiệm phải chịu nước phun có điện trở suất quy định ở vị trí phun hoặc các vòi phun có tư thế thích hợp. Bụi nước, gồm các giọt nhỏ, phải rơi trên đối tượng thử nghiệm ở góc xấp xỉ 45° so với phương thẳng đứng nếu được xác định bằng cách quan sát trực quan hoặc bằng phép đo thành phần thẳng đứng và thành phần nằm ngang của lượng nước gom được.

Thành phần thẳng đứng của bụi nước phải được đo bằng bình gom có miệng nằm ngang có diện tích từ 100 cm^2 đến 750 cm^2. Khi có yêu cầu đo cả hai thành phần thẳng đứng và thành phần nằm ngang, thành phần nằm ngang được đo với bình gom có miệng tương tự đặt thẳng đứng hướng trực tiếp vào vòi phun. Bình gom phải được đặt về phía đối tượng thử nghiệm hướng đến các vòi phun và càng sát càng tốt với đối tượng thử nghiệm để không gom nước bắn tóe từ đối tượng thử nghiệm.

Đối với đối tượng thử nghiệm có chiều cao lớn hơn 50 cm, phép đo lượng nước gom được phải thực hiện ở gần hai đầu và ở giữa và giá trị đạt được ở bất kỳ vị trí nào cũng không được khác biệt quá 25 % so với giá trị trung bình của ba vị trí: đối với đối tượng thử nghiệm có chiều cao từ 50 cm trở xuống, chỉ đo ở gần giữa.

Đối tượng thử nghiệm phải chịu nước phun ít nhất 1 min trước khi đặt điện áp. (Một cách khác, có thể đạt được các kết quả phù hợp hơn nếu đối tượng thử nghiệm được làm ướt hoàn toàn bằng nước có điện trở suất và nhiệt độ quy định trước khi đặt điện áp). Đặc tính phun phải theo quy định trong Bảng 2. Hai khuynh hướng được đưa ra, một theo thỏa thuận chung với thông lệ châu Âu, một theo thông lệ ở Canada và Hoa kỳ. Mỗi quốc gia chỉ nên quy định sử dụng một trong hai thông lệ này.

Bảng 2 - Thông số đối với thử nghiệm ướt

Đặc tính

Thông lệ

Châu Âu

Canada và Hoa Kỳ

...

...

...

3 mm/min ± 10 %

5 mm/min ± 10 %

2 Điện trở suất của nước

10 000 Ω cm ± 10 %

17 800 Ω cm ± 10%

3 Nhiệt độ của nước

Nhiệt độ xung quanh ± 15 %

Nhiệt độ xung quanh ± 15 %

4 Kiểu vòi phun

...

...

...

Xem Hình 2d *

5 Áp suất nước

Xem Hình 2a, 2b, và 2 c *

Xem Hình 2d *

* Hình tham khảo ở TCVN 6099-1 (IEC 60060-1).

6.4. Thử nghiệm nhiễm bẩn nhân tạo

Thử nghiệm nhiễm bẩn nhân tạo được mô tả ở IEC 60099-3. Tiêu chuẩn này đưa ra nguyên tắc cơ bản của thử nghiệm nhiễm bẩn nhân tạo của bộ chống sét có khe hở kiểu điện trở phi tuyến, cùng với các thành phần nhiễm bẩn và phương pháp áp dụng và các quy trình thử nghiệm kết hợp với mỗi kiểu nhiễm bẩn.

MỤC 7: THỬ NGHIỆM THƯỜNG XUYÊN VÀ THỬ NGHIỆM CHẤP NHẬN

7.1. Thử nghiệm thường xuyên

...

...

...

7.2. Thử nghiệm chấp nhận

Khi người mua ghi rõ trong hợp đồng là phải thử nghiệm chấp nhận, các thử nghiệm sau đây phải được thực hiện trên số lượng bộ chống sét là số nguyên cao hơn gần nhất của căn bậc ba số bộ chống sét được cung cấp:

a) Thử nghiệm phóng điện bằng điện áp tần số công nghiệp khô trên bộ chống sét hoàn chỉnh (xem 8.2);

b) Thử nghiệm phóng điện bằng xung sét tiêu chuẩn trên bộ chống sét hoàn chỉnh (xem 8.3.2);

c) Chỉ khi có thỏa thuận riêng giữa nhà chế tạo và người mua, điện áp dư phải được xác định tại dòng điện phóng điện không nhỏ hơn 0,25 lần dòng điện phóng điện danh nghĩa trên bộ chống sét hoàn chỉnh hoặc trên từng đơn vị riêng của bộ chống sét hoặc phân đoạn của bộ chống sét (xem 8.4). Khi thử nghiệm được thực hiện trên các phân đoạn, thử nghiệm phải được áp dụng cho tất cả kiểu phần tử của bộ chống sét, và các phần tử của phân đoạn thử nghiệm phải được phân biệt.

Bất kỳ thay đổi nào về số lượng mẫu hoặc kiểu thử nghiệm đều phải được thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua.

MỤC 8: THỬ NGHIỆM ĐIỂN HÌNH (THỬ NGHIỆM THIẾT KẾ)

8.1. Yêu cầu chung

Các thử nghiệm sau đây phải được thực hiện theo yêu cầu trong Bảng 3:

...

...

...

2) Thử nghiệm phóng điện bằng xung sét tiêu chuẩn (8.3.2).

3) Thử nghiệm đường cong điện áp phóng điện bằng xung sét/thời gian (xem 8.3.3).

4) Đo điện áp phóng điện bằng sườn trước của sóng xung (8.3.4).

5) Thử nghiệm đường cong điện áp phóng điện bằng xung đóng cắt/thời gian (8.3.5).

6) Đo điện áp dư (8.4).

7) Thử nghiệm chịu xung dòng điện (8.5).

8) Thử nghiệm chế độ làm việc (8.6).

9) Thử nghiệm xả áp suất (khi bộ chống sét có lắp cơ cấu xả áp suất) (8.7).

10) Thử nghiệm thiết bị cách ly bộ chống sét (8.8).

...

...

...

Dòng điện phóng điện danh định tiêu chuẩn
A

10 000
chế độ nặng

10 000
chế độ nhẹ

5 000

2 500

1 500

Dãy A

Dãy B

...

...

...

3 hoặc lớn hơn

3 hoặc lớn hơn

3 đến 138

3 đến 39

đến 36

đến 0,660

2. Thử nghiệm phóng điện bằng điện áp tần số công nghiệp

8,2

8,2

...

...

...

8,2

8,2

8,2

3. Thử nghiệm phóng điện bằng xung sét tiêu chuẩn

8.3.2,
Bảng 8,
cột 2

8.3.2,
Bảng 8,
cột 3

8.3.2,
Bảng 8,
cột 3

8.3.2,
Bảng 8,
cột 3

8.3.2,
Bảng 8,
cột 3

...

...

...

4. Thử nghiệm phóng điện bằng điện áp sườn trước của sóng xung

8.3.4

8.3.4

8.3.4

8.3.4

8.3.4

8.3.4

5. Thử nghiệm đường cong điện áp phóng điện bằng xung đóng cắt/thời gian

8.3.5
(Trên 100 kV)

...

...

...

Không yêu cầu

Không yêu cầu

Không yêu cầu

Không yêu cầu

6. Thử nghiệm điện áp dư

8.4, Bảng 8, cột 8

8.4, Bảng 8, cột 9

8.4, Bảng 8, cột 9

8.4, Bảng 8, cột 9

...

...

...

8.4

7. Khả năng chịu xung dòng điện:

a) dòng điện cao

...

...

...

8.5.2

8.5.2

8.5.2

8.5.2

8.5.2

b) thời gian dài

8.5.3.2

8.5.3.3

8.5.3.3

...

...

...

8.5.3.3

Không yêu cầu

8. Thử nghiệm chế độ làm việc

8.6

8.6

8.6

8.6

8.6

8.6

...

...

...

8.7

8.7

8.7

Không thích hợp

Không yêu cầu

Không yêu cầu

10. Thiết bị cách ly bộ chống sét (khi có lắp)

Không thích hợp

Không thích hợp

...

...

...

8.8

8.8

8.8

Số lượng mẫu yêu cầu được quy định trong các điều cụ thể. Các bộ chống sét chỉ khác nhau về phương pháp lắp đặt hoặc bố trí kết cấu đỡ và dựa trên cùng thành phần với cấu trúc đồng dạng và có cùng đặc tính tính năng thì được coi là có cùng thiết kế.

Thử nghiệm 1, 2, 3, 4 và 5 liệt kê trên đây phải được thực hiện trên cùng một mẫu; vẫn các mẫu này cũng được sử dụng cho thử nghiệm 6 và khi đó phải chú ý để xem có phải thực hiện trên các bộ chống sét mới hay không. Đối với các thử nghiệm 7, 8, 9 và 10 xem khuyến cáo trong các điều riêng.

8.2. Thử nghiệm phóng điện bằng điện áp tần số công nghiệp

Thử nghiệm khô và thử nghiệm ướt phải được thực hiện theo 7.1, 7.2, 7.3 và 8.1 trên ba mẫu bộ chống sét hoàn chỉnh cho từng thông số điện áp cần thử nghiệm. Tính năng dành cho các thông số điện áp khác có cùng thiết kế (xác định theo 8.1) nằm trong khoảng ± 25 % (hoặc 6 kV, chọn giá trị nào lớn hơn) của thông số mẫu thử nghiệm có thể xác định bằng cách điều chỉnh mức điện áp tỉ lệ với thông số điện áp này. Điện áp đặt lên bộ chống sét phải được đóng ở giá trị đủ thấp để tránh phóng điện của bộ chống sét do xung đóng cắt rồi tăng nhanh với tốc độ đồng nhất cho đến khi xuất hiện phóng điện qua khe hở nối tiếp. Khoảng thời gian mà điện áp có thể vượt quá điện áp danh định của bộ chống sét phải được hạn chế trong phạm vi 2 s tới 5 s bằng cách sử dụng loại điện trở có thể hỏng do quá nhiệt nếu điện áp vượt quá điện áp danh định trong thời gian dài. Sau phóng điện, điện áp thử nghiệm phải được ngắt càng nhanh càng tốt, tốt nhất là ngắt tự động và trong bất kỳ trường hợp nào phải ngắt trong vòng 0,5 s. Phải sử dụng máy ghi có tốc độ cao hoặc máy ghi dao động nếu có khó khăn trong việc đo điện áp tăng nhanh cùng với loại hiển thị của thiết bị đo. Khuyến cáo rằng cần hỏi ý kiến nhà chế tạo về quy trình thử nghiệm chấp nhận.

Tải đặt vào mạch thử nghiệm của bộ chống sét có điện trở loại phi tuyến độ dẫn cao làm tăng sóng hài, và mạch thử nghiệm phải có trở kháng đủ thấp để duy trì dạng sóng điện áp đặt lên mẫu nằm trong giới hạn quy định của TCVN 6099 (IEC 60060).

Phải đặt điện áp không ít hơn năm lần, với thời gian nghỉ khoảng 10 s giữa các lần đặt liên tiếp.

...

...

...

8.3. Thử nghiệm phóng điện bằng xung điện áp

8.3.1. Yêu cầu chung

Các thử nghiệm này phải thực hiện theo 7.1 và 8.1 trên cùng một mẫu thử nghiệm là bộ chống sét hoàn chỉnh đã sử dụng để thử nghiệm phóng điện bằng điện áp tần số công nghiệp mô tả ở 8.2. Giá trị phóng điện và đường cong điện áp/thời gian dùng cho thông số điện áp khác có cùng thiết kế được ấn định ở 8.1 nằm trong khoảng ±25 % (hoặc 6 kV, chọn giá trị nào lớn hơn) của thông số mẫu thử nghiệm có thể được xác định bằng cách điều chỉnh mức điện áp tỉ lệ với thông số điện áp này.

8.3.2. Thử nghiệm phóng điện bằng xung sét tiêu chuẩn

Đấu nối bộ chống sét thử nghiệm vào mạch điện, bộ phát xung được điều chỉnh để tạo ra dạng sóng điện áp 1,2/50 và có giá trị đỉnh quy định trong Bảng 8. Với điều chỉnh này, đặt năm xung dương và năm xung âm lên mẫu thử nghiệm và khe hở nối tiếp của bộ chống sét phải phóng điện trên mỗi xung. Nếu trong cả chuỗi năm xung, khe hở không phóng điện lần nào, phải đặt thêm mười xung có cực tính như vậy và phải xuất hiện phóng điện qua các khe hở trên tất cả các xung này.

Khoảng thời gian tính từ lúc bắt đầu của sóng đến thời điểm phóng điện là không quan trọng trong thử nghiệm này.

Dung sai điều chỉnh của thiết bị thử nghiệm phải sao cho giá trị đo được nằm trong giới hạn dưới đây:

a) Giữa 97 % và 100% đối với giá trị đỉnh quy định;

b) Từ 0,85 ms đến 1,6 ms đối với khoảng thời gian giả định của sườn trước;

...

...

...

Dao động trên phần đầu của sườn trước (dưới 50 %) không được vượt quá 10 % giá trị đỉnh. Dao động nhỏ gần đỉnh của xung là cho phép miễn là nó nhỏ hơn 5 % giá trị đỉnh. Phép đo phải được thực hiện ở đỉnh của các dao động.

8.3.3. Thử nghiệm đường cong điện áp phóng điện bằng xung sét/thời gian

Mạch thử nghiệm phải được thực hiện bằng cách sử dụng xung dương hoặc xung âm, chọn kết quả nào cho điện áp phóng điện cao hơn. Dữ liệu để vẽ đường cong có được bằng cách đặt xung điện áp 1,2/50 có biên độ tăng liên tiếp theo nấc, bắt đầu ở một điện áp thấp hơn điện áp phóng điện của bộ chống sét và tăng điện áp nạp điện bộ phát (và đạt đến điện áp đỉnh kỳ vọng) cho đến khi độ dốc giả định của sườn trước xung bằng độ dốc quy định trong Bảng 8. Ngoài ra, với thời gian phóng điện nhỏ hơn 1,2 ms, dữ liệu có thể có được bằng cách giảm thời gian sườn trước giả định của xung. Đối với thời gian phóng điện nhỏ hơn 1,2 ms, xung thử nghiệm phải có tốc độ tăng đồng nhất để gây phóng điện bộ chống sét.

Đối với mỗi lần phóng điện của bộ chống sét, điện áp cao nhất đạt được trước khi phóng điện phải được vẽ dựa theo thời gian phóng điện đo được từ điểm khởi đầu giả định. Các điểm dữ liệu phải đủ để xác định rõ ràng đường cong được vẽ thông qua các giá trị phóng điện lớn nhất.

8.3.4. Thử nghiệm phóng điện bằng sườn trước của sóng xung

Sử dụng xung điện áp có độ dốc giả định sườn trước bằng với quy định trong Bảng 8, đặt năm xung dương và năm xung âm lên bộ chống sét và điện áp phóng điện được xác định từ biểu đồ dao động điện áp-thời gian thực hiện trong mỗi thử nghiệm. Không được có xung nào có điện áp phóng điện vượt quá giá trị cho trong cột tương ứng của Bảng 8.

Được phép sử dụng điểm giao nhau của đường cong quy định trong 8.3.3 với đường thẳng mô tả độ dốc giả định của sườn trước quy định trong Bảng 8 để xác định điện áp phóng điện bằng sườn trước của sóng xung lớn nhất của bộ chống sét mẫu đem thử nghiệm để so sánh với giá trị cho phép lớn nhất cho trong Bảng 8 với điều kiện có ít nhất năm điểm thử nghiệm phóng điện dương và năm điểm thử nghiệm phóng điện âm nằm trong khoảng ±0,1 ms của đường thẳng thể hiện độ dốc quy định. Điều này được minh họa trên Hình 1.

Hình 1 - Thử nghiệm phóng điện bằng điện áp sườn trước của sóng xung

...

...

...

Thử nghiệm này chỉ áp dụng cho bộ chống sét 10 000 A chế độ nhẹ và chế độ nặng có điện áp danh định trên 100 kV, và dùng để giải thích đặc tính phóng điện trên đột biến đóng cắt. Các giới hạn chỉ áp dụng cho bộ chống sét chế độ nặng có điện áp danh định trên 200 kV. Đối với các bộ chống sét này, các giới hạn được cho trong Bảng 8 (cột 7).

Thử nghiệm phóng điện phải được thực hiện bằng cách sử dụng các dạng sóng xung điện áp khác nhau có thời gian sườn trước giả định nằm trong khoảng:

a) 30 ms đến 60 ms;

b) 150 ms đến 300 ms;

c) 1 000 ms đến 2 000 ms;

Thời gian cho một nửa giá trị sườn sau phải dài hơn đáng kể so với hai lần thời gian sườn trước nhưng giá trị chính xác không phải là tiêu chí quan trọng.

Đối với mỗi dạng sóng và đối với cả hai cực tính, 50 % điện áp phóng điện (U_50%) được xác định trước tiên bằng cách đặt một xung có điện áp đỉnh thấp hơn 50 % điện áp phóng điện của bộ chống sét thử nghiệm và tăng điện áp nạp của bộ phát xung theo các nấc xấp xỉ 5 % cho đến khi xuất hiện phóng điện. Phóng điện này phải được thiết lập ở năm xung đầu có giá trị điện áp cao nhất được ghi lại. Chuỗi năm xung còn lại được đặt, giảm điện áp nạp bộ phát (tức là giảm điện áp đỉnh kỳ vọng) khoảng 5 % mỗi lần bộ chống sét phóng điện, và tăng 5 % mỗi lần bộ chống sét không phóng điện. U_50% được tính là trung bình của các giá trị cao nhất của điện áp ghi lại được ở một trong năm thử nghiệm. Tiếp đó đặt thêm mười xung lên mẫu thử nghiệm và tăng điện áp nạp cho bộ phát xung để tạo ra điện áp đỉnh kỳ vọng cao hơn khoảng 40 % so với U_50%.

Dữ liệu dùng cho tất cả các phóng điện xuất hiện ở chuỗi thử nghiệm để thiết lập U_50% cũng như trong chuỗi tiếp theo ở 1,4 (U_50%) được sử dụng để vẽ đường cong điện áp phóng điện bằng xung đóng cắt/thời gian. Điện áp cao nhất đạt được trước khi phóng điện được vẽ dựa vào thời gian tính từ zero thực đến khi có phóng điện đối với mỗi thử nghiệm có xuất hiện phóng điện. Đường cong điện áp phóng điện/thời gian được vẽ là đường cong trơn đi qua giá trị điện áp lớn nhất ghi lại được đối với cả hai cực tính và hợp với đường cong điện áp phóng điện bằng xung sét/thời gian đạt được bởi quy trình cho trong 8.3.3. Cần sử dụng giấy vẽ đồ thị có thang đo điện áp là thang tuyến tính trên trục tung và thang đo thời gian là thang logarit trên trục hoành.

8.4. Đo điện áp dư

...

...

...

Khi thử nghiệm được thực hiện trên phân đoạn của bộ chống sét, điện áp dư của cả bộ chống sét được thiết lập chính là giá trị đo được nhân với tỷ số của điện áp danh định của toàn bộ bộ chống sét và điện áp danh định của phân đoạn.

8.4.1. Điện áp dư do xung sét

Xung dòng điện 8/20 phải được sử dụng với giới hạn điều chỉnh của thiết bị sao cho giá trị đo được từ 7 ms đến 9 mS trong thời gian sườn trước và từ 18 ms đến 22 ms trong thời gian một nửa giá trị sườn sau. Đạt ít nhất là bốn xung dòng điện lên mỗi mẫu có giá trị đỉnh xấp xỉ 0,25, 0,5, 1 và 2 lần dòng điện phóng điện danh nghĩa của bộ chống sét. Thời gian giữa các lần phóng điện phải đủ để mẫu trở về tới xấp xỉ nhiệt độ xung quanh.

Đường bao lớn nhất của các điểm thử nghiệm được vẽ ở đường cong điện áp dư/dòng điện phóng điện. Điện áp dư tương ứng với dòng điện phóng điện danh nghĩa được đọc trên đường cong này. Các thử nghiệm ở xấp xỉ 0,8, 1,0 và 1,2 lần dòng điện phóng điện danh nghĩa cung cấp cách thức tốt nhất về đánh giá điện áp dư ở dòng điện phóng điện danh nghĩa. Mục đích của mức thử nghiệm trên đây ở 0,25 lần dòng điện danh nghĩa là để công nhận thử nghiệm chấp nhận trên bộ chống sét hoàn chỉnh được cho trong 6.2.

8.4.2. Điện áp dư do xung đóng cắt

Thử nghiệm được thực hiện trên mẫu sản phẩm đại diện cho mỗi thiết kế có khác nhau đáng kể của bộ chống sét 10 kA ở cả chế độ nhẹ hoặc chế độ nặng, hoặc bộ chống sét 5 kA dãy A có điện áp danh định trên 100 kV.

Dữ liệu của nhà chế tạo trên các thử nghiệm thực hiện theo 8.4.2.3 phải thể hiện điện áp dư do xung đóng cắt lớn nhất hoặc phải công bố rằng điện áp dư do xung đóng cắt lớn nhất không vượt quá điện áp dư do xung đóng cắt lớn nhất quy định.

Điện áp của mẫu thử nghiệm phải lớn hơn hoặc bằng 3 kV nhưng không vượt quá 6 kV. Cho phép lặp lại thử nghiệm trên một mẫu với điều kiện là khả năng cấu trúc điện áp không thay đổi bởi thử nghiệm trước. Mẫu thử nghiệm phải ở nhiệt độ môi trường của phòng đo trước mỗi phép đo.

8.4.2.1. Mạch thử nghiệm

...

...

...

Trở kháng đột biến của bộ phát Z_G =, có giá trị từ 0,75 Ω đến 1,5 Ω trên mỗi kV thông số đặc trưng của mẫu.

Khoảng thời gian T_D = , lớn hơn 2 000 ms.

Số tầng của bộ phát này phải lớn hơn hoặc bằng 10.

Điện cảm bổ sung L_T được nối nối tiếp giữa bộ phát và mẫu phải có giá trị từ 3 mH đến 3,5 mH trên mỗi kV thông số đặc trưng của mẫu.

Điện áp nạp của bộ phát E_G ở mỗi đơn vị thông số đặc trưng điện áp đỉnh của mẫu thử nghiệm bằng với U_c của Bảng 5.

8.4.2.2. Phép đo

Phải đo giá trị đỉnh lớn nhất của điện áp dư trên mẫu sau mỗi 100 ms ban đầu của mẫu dẫn bằng cách sử dụng bộ phân áp trở kháng cao. Phải ghi lại điện áp nạp của bộ phát này.

CHÚ THÍCH: Phép đo dòng điện có thể cần thiết nhưng không không cần cho đánh giá của thử nghiệm này. Mối liên quan giữa điện áp dư lớn nhất của mẫu và dòng điện phóng điện có bị ảnh hưởng bởi kiểu và thành phần của mạch điện cũng như bởi thiết kế mẫu.

8.4.2.3. Quy trình thử nghiệm

...

...

...

Tiếp đó thực hiện phép đo trên ít nhất sáu mẫu bổ sung chưa qua sử dụng. Các mẫu đó phải được thử nghiệm với hai lần phóng điện đặt lên từng mẫu ở ba mức nạp: hai mẫu được đặt ở xấp xỉ điện áp nạp của bộ phát tạo ra điện áp dư lớn nhất đã nêu ở trên và hai mẫu khác trong khoảng ±0,25 trên mỗi dãy đơn vị của điện áp nạp của bộ phát này.

Điện áp dư do xung đóng cắt được xác định bởi thử nghiệm này là giá trị trung bình của ba giá trị cao nhất đo được.

8.5. Thử nghiệm chịu xung dòng điện

8.5.1. Yêu cầu chung

Từng thử nghiệm trong các thử nghiệm này phải được thực hiện theo 7.1 và 8.1 trên ba mẫu bộ chống sét hoàn chỉnh, phân đoạn bộ chống sét, chưa qua sử dụng, hoặc (trong trường hợp quy định ở 8.5.3.3) chỉ trên các phần tử điện trở phi tuyến chưa chịu bất kỳ thử nghiệm nào trước đó, trừ các thử nghiệm quy định cho mục đích đánh giá. Điện áp thử nghiệm của các mẫu thử nghiệm phải ít nhất bằng 3 kV nhưng không vượt quá 6 kV. Nếu thiết bị cách ly bộ chống sét được kết cấu vào thiết kế bộ chống sét đang xem xét thì các thử nghiệm này phải được thực hiện với thiết bị cách ly trong điều kiện có thể tác động được.

8.5.2. Thử nghiệm xung dòng điện cao

Trước khi thử nghiệm, điện áp phóng điện tần số công nghiệp khô trung bình được xác định cho mỗi mẫu thử nghiệm như quy định ở 8.2.

Thử nghiệm này đặt lên từng mẫu hai xung dòng điện 4/10 có giá trị đỉnh như cho trong Bảng 4.

Bảng 4 - Thử nghiệm xung dòng điện cao

...

...

...

Giá trị đỉnh của xung dòng điện cao
kA

10 000 Chế độ nhẹ và chế độ nặng

100

5 000 Dãy A và dãy B

65

2 500

25

1 500

10

...

...

...

a) từ 90 % đến 110 % giá trị đỉnh quy định;

b) từ 3,5 ms đến 4,5 ms cho thời gian sườn trước giả định;

c) từ 9 ms đến 11 ms cho thời gian giả định ở một nửa giá trị trên sườn sau;

d) giá trị đỉnh của bất kỳ dạng sóng dòng điện cực tính ngược lại không được nhỏ hơn 20 % giá trị đỉnh của dòng điện;

e) Cho phép có dao động nhỏ trên xung với điều kiện độ lớn của chúng ở xung quanh đỉnh xung nhỏ hơn 5 % giá trị đỉnh. Trong điều kiện này, với mục đích của phép đo, đường cong trung bình phải được chấp nhận để xác định giá trị đỉnh.

Tiếp sau lần đặt xung dòng điện cao thứ hai và sau khi bộ chống sét thử nghiệm được làm nguội về xấp xỉ nhiệt độ xung quanh, thử nghiệm phóng điện bằng điện áp tần số công nghiệp được thực hiện trước khi lặp lại thử nghiệm dòng điện cao để so sánh.

8.5.3. Thử nghiệm xung dòng điện thời gian dài

Trước khi thử nghiệm xung dòng điện thời gian dài, phải xác định điện áp phóng điện tần số công nghiệp khô trung bình (trừ trường hợp điện trở không phi tuyến được quy định trong 8.5.3.3) và điện áp dư tại dòng điện phóng điện danh nghĩa của từng mẫu thử nghiệm theo quy định ở các điều 8.2 và 8.4 tương ứng.

Tất cả các thử nghiệm được thực hiện với bộ phát kiểu phân bổ không đổi, nguyên lý chung được mô tả ở Phụ lục D. Các phần tử mạch điện của bộ phát không nhất thiết có giá trị giống nhau ở tất cả các tầng. Nếu bộ phát xung phụ được sử dụng để khởi động phóng điện của bộ phát phân bổ không đổi, thì năng lượng tích lũy từ trước không được vượt quá 0,5 % năng lượng tích lũy sau này.

...

...

...

Sau thử nghiệm xung dòng điện thời gian dài và sau khi mẫu thử nghiệm được để nguội đến xấp xỉ nhiệt độ xung quanh, lặp lại thử nghiệm phóng điện bằng điện áp tần số công nghiệp và thử nghiệm điện áp dư mà các thử nghiệm này đã thực hiện trước khi thử nghiệm xung dòng điện thời gian dài để so sánh.

8.5.3.2. Bộ chống sét 10 000 A chế độ nặng

Bộ chống sét loại này phải được lắp với các khe hở giới hạn dòng điện mà không cần duy trì xung dòng điện chữ nhật đầy đủ. Do đó, đặc tính của bộ phát, ví dụ như số tầng, dung kháng và cảm kháng là linh kiện của bộ phát, và các tổn hao phải đáp ứng các yêu cầu nhất định và điều này phải được chứng tỏ bằng quy trình hiệu chuẩn sau đây trước khi thử nghiệm xung dòng điện thời gian dài trên bộ chống sét mẫu hoặc phân đoạn bộ chống sét.

Bộ phát được nạp đến điện áp thích hợp, U_d, không nhỏ hơn 50 % điện áp nạp quy định, U_c, và sau đó cho phóng điện qua phụ tải có độ tự cảm thấp có điện trở là R, xấp xỉ với R₁. Giá trị của U_c và R₁ được cho trong Bảng 5 đối với năm loại bộ chống sét khác nhau dựa trên khả năng chịu phóng điện khác nhau.

Bảng 5 - Tham số cho thử nghiệm xung dòng điện thời gian dài trên bộ chống sét 10 000 A chế độ nặng

Loại phóng điện thời gian dài

Giá trị điện trở thấp R₁
Ω

Khoảng thời gian giả định của đỉnh
ms

Điện áp nạp U_c
kV (một chiều)

...

...

...

3,3 U_r^*

2 000

3,0 U_r^*

2

1,8 U_r

2 000

2,6 U_r

3

1,2 U_r

...

...

...

2,6 U_r

4

0,8 U_r

2 800

2,4 U_r

5

0,5 U_r

3 200

2,2 U_r

...

...

...

CHÚ THÍCH: Các loại từ 1 đến 5 trong bảng trên tương ứng với điện áp tăng dần và yêu cầu phóng điện tăng dần. Lựa chọn loại phóng điện thích hợp cần dựa vào yêu cầu của hệ thống và được đề cập trong Phụ lục C.

Đặc tính của bộ phát được xem là đúng nếu giá trị đỉnh của dòng điện phóng l_d có giá trị để công thức:

K =

có giá trị từ 0,95 đến 1,05, U_d được tính bằng kV, I_d tính bằng kA và R tính bằng ôm. Xung dòng điện về căn bản phải là xung hình chữ nhật, tức là phải đáp ứng các yêu cầu sau đây:

a) Khoảng thời gian giả định của đỉnh phải nằm trong khoảng 100 % đến 120 % giá trị quy định trong Bảng 5.

b) Tổng khoảng thời gian giả định không được vượt quá 150 % khoảng thời gian giả định của đỉnh.

c) Dao động hoặc quá đích ban đầu không được vượt quá 10 % giá trị dòng điện đỉnh. Nếu có dao động thì phải vẽ đường cong trung bình để xác định giá trị đỉnh.

d) Nếu xung dòng điện được sinh ra bởi một xung ngắn có cực tính ngược thì giá trị đỉnh của xung dòng điện sinh sau không được vượt quá 10 % giá trị đỉnh trước đó.

Để thử nghiệm xung dòng điện thời gian dài trên bộ chống sét mẫu sau khi hoàn thành quy trình hiệu chuẩn đã đề cập, tải điện trở được thay bằng mẫu thử nghiệm và điện áp nạp được tăng đến U_c, nếu k nhỏ hơn hoặc bằng 1,0 hoặc tăng đến kU_c, nếu k lớn hơn 1,0.

...

...

...

CHÚ THÍCH 2: Lượng tăng nhỏ được đề cập của điện áp nạp là nhằm phục hồi dòng điện kỳ vọng tới giá trị yêu cầu khi tổng giá trị điện trở tải và trở kháng bộ phát vượt quá 2 R₁.

CHÚ THÍCH 3: Giá trị điện trở tải và trở kháng đột biến của bộ phát phải xấp xỉ bằng nhau để có thể có được xung dòng điện về căn bản là hình chữ nhật quy định và đảm bảo rằng dòng điện trái chiều, nếu có, vẫn nằm trong giới hạn quy định là 10 % của xung dòng điện chính.

8.5.3.3. Bộ chống sét 10 000 A chế độ nặng, 5 000 A và 2 500 A

Thử nghiệm thời gian dài chỉ được thực hiện trên điện trở phi tuyến. Không yêu cầu phải điều chỉnh bộ phát trước khi thử nghiệm xung dòng điện thời gian dài trên bộ chống sét chế độ nhẹ.

Điện trở phi tuyến của mẫu thử nghiệm được mắc song song hoặc hỗn hợp (nối tiếp-song song) với điện trở (tuyến tính hoặc phi tuyến) khác và phải chịu số lần thao tác nạp quy định của bộ phát. Số lượng và giá trị điện trở của điện trở bổ sung và điện áp nạp điện phải được chọn sao cho xung dòng điện đi qua mẫu thử nghiệm phải có dạng căn bản là hình chữ nhật xác định theo 8.5.3.2 với các giá trị thời gian giả định của đỉnh xung và dòng điện đỉnh không nhỏ hơn các giá trị quy định trong Bảng 6.

Bảng 6 - Yêu cầu đối với thử nghiệm xung dòng điện thời gian dài của bộ chống sét 10 000 A chế độ nhẹ, 5 000 A và 2 500 A

Loại bộ chống sét
A

Dòng điện đỉnh
A

Thời gian giả định của đỉnh
ms

...

...

...

150

2 000

5 000 Dãy A hoặc dãy B

75

1 000

2 500

50

500

8.6. Thử nghiệm chế độ làm việc

...

...

...

Thử nghiệm phải thực hiện theo 7.1, 7.2 và 8.1 trên ba mẫu bộ chống sét hoàn chỉnh, chưa qua sử dụng, hoặc trên các phân đoạn bộ chống sét chưa qua bất kỳ thử nghiệm quy định nào trước đó, ngoại trừ thử nghiệm để đánh giá. Điện áp danh định của mẫu thử nghiệm tối thiểu phải là 3 kV nếu như điện áp danh định của bộ chống sét không thấp hơn điện áp này, nhưng không vượt quá 12 kV. Nếu thiết bị cách ly bộ chống sét được lắp bằng loại bộ chống sét đang xem xét thì thử nghiệm này phải được thực hiện với thiết bị cách ly trong tình trạng có thể tác động được, xem 8.8.

Đối với bộ chống sét có điện áp danh định lớn hơn 12 kV, thường thực hiện thử nghiệm trên phân đoạn bộ chống sét do hạn chế các cơ sở thử nghiệm hiện có. Điều quan trọng là điện áp qua các khe hở của mẫu thử nghiệm và dòng điện bị dẫn qua mẫu càng đại diện cho điều kiện bộ chống sét hoàn chỉnh càng tốt.

Đối với bộ chống sét có phân bổ điện áp đồng nhất, điện áp thử nghiệm tần số công nghiệp đặt lên phân đoạn bộ chống sét thử nghiệm là điện áp danh định của bộ chống sét hoàn chỉnh chia cho số tổng, n, của số phân đoạn bộ chống sét giống nhau. Bộ chống sét được xem là có phân bổ điện áp đồng nhất nếu n lần phóng điện tần số công nghiệp của phân đoạn này không lớn hơn 1,2 lần phóng điện tần số công nghiệp của bộ chống sét hoàn chỉnh.

CHÚ THÍCH: Kinh nghiệm cho thấy rằng phân bổ điện áp do dòng điện bị dẫn thường đồng nhất hơn phân bổ điện áp ở thời điểm phóng điện.

Đối với bộ chống sét có phân bổ điện áp không đồng nhất, điện áp thử nghiệm tần số công nghiệp phải sao cho điện áp trên mỗi khe hở trong phân đoạn mẫu tương ứng với điện áp cao nhất trên mỗi khe hở trong bộ chống sét hoàn chỉnh. Điện áp thử nghiệm phải được thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua. Hướng dẫn được đưa ra bởi tỷ số giữa điện áp phóng điện của phân đoạn và điện áp phóng điện của bộ chống sét hoàn chỉnh. Để duy trì đúng giá trị dòng điện bị dẫn, cần duy trì tỷ số giữa điện trở phi tuyến của phân đoạn và điện trở phi tuyến của bộ chống sét hoàn chỉnh bằng với tỉ số giữa điện áp thử nghiệm và điện áp danh định của bộ chống sét hoàn chỉnh. Để đáp ứng điều này, có thể chọn sự phối hợp của khe hở và các phần tử điện trở khác nhau từ kết hợp thông thường được sử dụng ở bộ chống sét hoàn chỉnh. Nếu tất cả các khe hở không cùng cấu trúc, có thể thử nghiệm nhiều hơn một bố trí bằng cách sử dụng điện áp lớn nhất cho từng khe hở đối với mỗi cấu trúc.

Trước khi thử nghiệm chế độ làm việc, phải xác định điện áp phóng điện tần số công nghiệp khô trung bình và điện áp dư ở dòng điện phóng điện danh nghĩa của mỗi thử nghiệm theo quy định tương ứng ở 8.2 và 8.4.

Mẫu thử nghiệm bao gồm các thành phần tuyển chọn được lắp trong vỏ được thiết kế giống như vỏ để sử dụng trong vận hành hoặc lắp đặt trong hộp gắn kín. Hộp phải được thiết kế để mô phỏng cùng một dung tích nhiệt và tổn hao nhiệt, có liên quan đặc biệt đến truyền nhiệt quanh trục, như xảy ra với bộ chống sét thực nếu được thử nghiệm. Phải nêu cụ thể việc thiết kế hộp thử nghiệm, lắp đặt và bố trí mối nối, kết quả của bất kỳ thử nghiệm nào được thực hiện để chứng minh sự tương đương về nhiệt của các thử nghiệm cũng như việc bố trí vận hành.

Bộ chống sét hoặc phân đoạn bộ chống sét được nối vào nguồn điện có tần số nằm trong dải từ 48 Hz đến 62 Hz. Trở kháng của nguồn điện phải sao cho trong thời gian có dòng điện bị dẫn chạy qua, giá trị đỉnh của điện áp tần số công nghiệp, đo ở đầu nối của bộ chống sét, không bị giảm xuống thấp hơn giá trị đỉnh của điện áp danh định của mẫu thử nghiệm và sau khi ngắt dòng điện bị dẫn thì điện áp đỉnh không vượt quá 10 % giá trị đỉnh của điện áp danh định.

CHÚ THÍCH: Chỉ cho phép lượng tăng như vậy để cho phép sử dụng thiết bị thử nghiệm có công suất hợp lý nhưng không nên lấy làm lý do biện minh cho việc vượt quá điện áp danh định của bộ chống sét trong vận hành.

...

...

...

Nếu dòng điện bị dẫn được thiết lập ổn định thì thử nghiệm được thực hiện với việc định giờ này. Nếu dòng điện bị dẫn không thiết lập ổn định với việc định giờ này thì định giờ lùi lại theo các nấc xấp xỉ 10° hướng tới đỉnh điện áp cho đến khi dòng điện bị dẫn xuất hiện ổn định, tại thời điểm đó việc định giờ cho thử nghiệm được thực hiện. Cực tính của dòng điện bắt đầu phải giống như cực tính của một nửa chu kỳ của điện áp tần số công nghiệp trong khi nó xuất hiện. Hai mươi xung được đặt thành bốn nhóm, mỗi nhóm năm xung. Khoảng thời gian giữa các xung phải từ 50 s đến 60 s. Khoảng thời gian giữa các nhóm phải từ 25 min đến 30 min để mẫu thử nghiệm nguội về xấp xỉ nhiệt độ môi trường xung quanh, trừ khi được nhà chế tạo quy định thời gian dài hơn trước khi thử nghiệm. Điện áp danh định của mẫu thử nghiệm phải được giữ nguyên trên các mẫu thử nghiệm trong ít nhất một chu kỳ của điện áp tần số công nghiệp có trước, và trong 10 s tiếp sau mỗi lần đặt xung dòng điện. Khoảng thời gian này có thể được tăng để cho phép có đủ thời gian để ổn định điện áp, đo và phân bổ trong các lần đóng cắt. v.v... Đối với bộ chống sét được nhà chế tạo công bố có khả năng chịu điện áp danh định trong thời gian thử nghiệm chế độ làm việc, mẫu thử nghiệm phải được mang điện ở điện áp danh định giữa các lần đặt xung, giữa các lần đặt nhóm xung và ít nhất trong 10 s tiếp sau lần phóng điện cuối cùng của nhóm cuối cùng.

Trong trường hợp có các khe hở (giới hạn dòng điện) điện áp hồ quang cao, việc định giờ được mô tả trên đây không nhất thiết đại diện cho cho điều kiện hợp lý nhất và việc định giờ cần thay đổi thích hợp để đạt được giá trị cao nhất của dòng điện bị dẫn.

Dung sai điều chỉnh của thiết bị thử nghiệm đối với xung dòng điện phải sao cho các giá trị đo được nằm trong các giới hạn sau:

a) từ 90 % đến 110 % giá trị đỉnh quy định;

b) từ 7 ms đến 9 ms trong thời gian sườn trước giả định;

c) từ 18 ms đến 22 ms trong thời gian giả định đến nửa giá trị sườn sau.

Dòng điện bị dẫn phải được thiết lập bởi mỗi xung thử nghiệm và mẫu thử nghiệm phải ngắt dòng điện bị dẫn sau mỗi lần đặt xung. Điện áp tần số công nghiệp đòi hỏi phải có biểu đồ dao động cố định và dòng điện bị dẫn được kết hợp với mỗi phóng điện của mỗi nhóm. Biểu đồ dao động này phải thể hiện điện áp đặt lên và dòng điện chạy qua mẫu thử nghiệm từ đầu đến cuối giai đoạn tính từ một chu kỳ hoàn chỉnh của điện áp tần số công nghiệp trước khi đặt xung đến 10 chu kỳ hoàn chỉnh sau khi ngắt hoàn toàn dòng điện bị dẫn. Ngắt hoàn toàn dòng điện bị dẫn phải xảy ra không chậm hơn đoạn cuối của một nửa chu kỳ tiếp theo mà ở đó xung được đặt vào. Mẫu thử nghiệm không được có phóng điện thêm nữa trong bất kỳ nửa chu kỳ tiếp theo nào. Giá trị đỉnh và dạng sóng của xung dòng điện có thể được xác định trong quá trình thử nghiệm chế độ làm việc hoặc trong quá trình thử nghiệm sơ bộ, trong đó điện áp tần số công nghiệp có thể ngắt; mẫu thử nghiệm phải chịu không quá ba xung trong thời gian hiệu chuẩn này.

Tiếp sau thử nghiệm chế độ làm việc và sau khi mẫu thử nghiệm được để nguội về xấp xỉ nhiệt độ xung quanh, lặp lại phép đo phóng điện tần số công nghiệp và điện áp dư, mà các thử nghiệm này được thực hiện trước khi thực hiện thử nghiệm chế độ làm việc để so sánh.

8.7. Thử nghiệm ngắn mạch

...

...

...

Bộ chống sét, trong đó khả năng chịu ngắn mạch chịu được nhà chế tạo công bố, phải được thử nghiệm theo các điều khoản dưới đây. Thử nghiệm được thực hiện để chứng tỏ rằng một bộ chống sét bị hỏng sẽ không dẫn đến sự cố nổ. Mỗi loại bộ chống sét được thử nghiệm ở ba giá trị dòng điện ngắn mạch khác nhau; một dòng điện ngắn mạch danh định và hai dòng điện ngắn mạch suy giảm. Một thử nghiệm khác được sử dụng để kiểm tra khả năng của thiết bị xả áp hoặc khả năng chịu đựng của bộ chống sét ở dòng điện sự cố cường độ thấp. Nếu bộ chống sét được trang bị để có một số cách bố trí khác, ví dụ để thay thế cho thiết bị giảm áp thông thường, cách bố trí này phải được tính đến khi thử nghiệm.

Tần số của nguồn dòng điện thử nghiệm ngắn mạch không được nhỏ hơn 48 Hz và không lớn hơn 62 Hz.

Ngoài ra, một số chu trình khép kín có thể được thực hiện sau khi có thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua. Đối với thử nghiệm riêng biệt này, quy trình và tiêu chí chấp nhận phải có thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua.

8.7.2. Chuẩn bị mẫu thử nghiệm

Để thử nghiệm dòng điện cao, mẫu thử nghiệm phải là đơn vị của bộ chống sét dài nhất, có điện áp danh định cao nhất của mỗi thiết kế khác nhau của bộ chống sét. Để thử nghiệm dòng điện thấp, mẫu thử nghiệm có thể là đơn vị của bộ chống sét có chiều dài bất kỳ của mỗi thiết kế khác nhau. Mẫu thử nghiệm phải có điện áp danh định cao nhất được sử dụng cho chiều dài thử nghiệm. Mẫu thử nghiệm phải chuẩn bị với dây chảy để thực hiện yêu cầu nối tắt.

Sợi dây chảy bên ngoài phải được đặt dọc theo bề mặt của phần chủ động nằm phía trong vỏ bộ chống sét (gồm điện trở phi tuyến và khe hở), sao cho phần chủ động này bị nối tắt. Nếu khoảng không gian giữa phần chủ động và vỏ bộ chống sét được điền đầy bằng cách phối hợp vật liệu rắn và kênh khí hoặc chất lỏng thì dây chảy phải đặt càng xa càng tốt khỏi kênh khí hoặc chất lỏng này. Hình 2 chỉ ra một số ví dụ về các trường hợp này. Vị trí đặt thực tế của dây chảy trong thử nghiệm phải được thông báo.

Vật liệu dây chảy và cỡ dây phải được lựa chọn sao cho dây sẽ chảy trong 30 độ điện đầu tiên sau khi bắt đầu đóng dòng điện thử nghiệm.

Theo Bảng 9 yêu cầu có bốn mẫu thử nghiệm để thử nghiệm dòng điện ngắn mạch danh định, trong đó một mẫu để thử nghiệm dùng điện cao, hai mẫu dành cho hai thử nghiệm dòng điện ngắn mạch suy giảm và một cho thử nghiệm dòng điện thấp.

...

...

...

Bảng 9 - Dòng điện yêu cầu để thử nghiệm ngắn mạch

Loại bộ chống sét = dòng phóng điện danh nghĩa

Dòng ngắn mạch
danh định

Dòng ngắn mạch danh định suy giảm

Dòng điện ngắn mạch thấp có thời gian là 1 s^*

A

A

A

A

...

...

...

80 000

50 000

25 000

600 ± 200

20 000 hoặc 10 000

63 000

25 000

12 000

600 ± 200

...

...

...

50 000

25 000

12 000

600 ± 200

20 000 hoặc 10 000

40 000

25 000

12 000

600 ± 200

...

...

...

31 000

12 000

6 000

600 ± 200

20 000, 10 000 hoặc 5 000

20 000

12 000

6 000

600 ± 200

...

...

...

16 000

6 000

3 000

600 ± 200

10 000, 5 000, 2 500 hoặc 1 500

10 000

6 000

3 000

600 ± 200

...

...

...

5 000

3 000

1 500

600 ± 200

* Bộ chống sét được lắp đặt trong trong hệ thống trung tính nối đất cộng hưởng hoặc hệ thống trung tính không nối đất, việc tăng thời gian thử nghiệm dài hơn 1 s, đến 30 min, có thể được phép sau khi có thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua. Khi đó dòng điện ngắn mạch thấp có thể giảm đến 50 A ± 20 A. Đối với thử nghiệm đặc biệt này, mẫu thử nghiệm và tiêu chí chấp nhận phải được thỏa thuận giữa nhà chế tạo và người mua.

CHÚ THÍCH 1: Nếu một loại bộ chống sét đang có đã có đủ điều kiện của một trong các dòng điện danh nghĩa trong Bảng 9, lại có đủ điều kiện cho một giá trị dòng điện danh nghĩa cao hơn Bảng này, thì chỉ phải thử nghiệm ở giá trị danh nghĩa mới. Bất kỳ phép ngoại suy nào chỉ có thể được mở rộng bằng hai nấc của dòng điện ngắn mạch danh định.

CHÚ THÍCH 2: Nếu một loại bộ chống sét mới có đủ điều kiện đáp ứng giá trị dòng điện danh nghĩa cao hơn giá trị có sẵn trong bảng này thì nó phải được thử nghiệm ở dòng điện danh nghĩa đề xuất, ở 50 % và ở 25 % dòng điện danh nghĩa này.

CHÚ THÍCH 3: Nếu có một loại bộ chống sét có đủ điều kiện đáp ứng giá trị dòng điện ngắn mạch danh nghĩa trong bảng này thì được coi là đã đạt thử nghiệm cho bất kỳ giá trị dòng điện danh nghĩa nào thấp hơn.

8.7.3. Lắp đặt mẫu thử nghiệm

...

...

...

Đối với bộ chống sét không có đế lắp đặt (ví dụ bộ chống sét lắp đặt trên cột), mẫu thử nghiệm phải được lắp đặt trên cột không phải bằng kim loại bằng cách sử dụng các xà lắp đặt và các cấu kiện thường được sử dụng trong công việc lắp đặt. Đối với thử nghiệm này, xà lắp đặt phải được coi là bộ phận đế của bộ chống sét. Trong trường hợp các trang bị nêu trên không phù hợp với hướng dẫn của nhà chế tạo thì bộ chống sét phải được lắp đặt theo khuyến cáo lắp đặt của nhà chế tạo. Khối chì nằm giữa đế và cảm biến dòng điện phải được cách điện ở ít nhất là 1 000 V. Đầu cao nhất của mẫu thử nghiệm phải được lắp với cụm đế có cùng thiết kế với đế của bộ chống sét hoặc cùng thiết kế với chụp cao nhất.

Đối với bộ chống sét có đế lắp đặt, đầu phía đáy của mẫu thử nghiệm phải được lắp trên bệ cách điện có cùng chiều cao với vỏ hình tròn hoặc hình vuông. Bệ đỡ cách điện và vỏ phải đặt trên bề mặt phía trên của bệ cách điện, như trên Hình 3a và Hình 3b. Đối với bộ chống sét không có đế lắp đặt, vẫn áp dụng các yêu cầu này cho phía đáy của bộ chống sét. Khoảng cách hồ quang giữa đầu mũ cao nhất và bất kỳ vật thể kim loại nào khác (thả nổi hoặc nối đất), trừ đế của bộ chống sét, phải ít nhất là 1,6 lần chiều cao của bộ chống sét mẫu, nhưng không nhỏ hơn 0,9 m. Vỏ phải được làm bằng vật liệu phi kim và được bố trí đối xứng với trục của mẫu thử nghiệm. Chiều cao của vỏ phải là 40 cm ± 10 cm, và đường kính của nó (hoặc cạnh, trong trường hợp vỏ hình vuông) phải bằng 1,8 m hoặc lớn hơn đường kính của mẫu thử nghiệm cộng với hai lần chiều cao của mẫu thử nghiệm. Vỏ không được phép mở hoặc dịch chuyển trong thời gian thử nghiệm.

Vì các lý do thực tế, một vỏ thay thế là vỏ hình vuông làm bằng gỗ có cạnh bằng với đường kính của vỏ hình tròn.

Mẫu thử nghiệm phải được lắp đặt thẳng đứng, trừ khi có thỏa thuận khác giữa nhà chế tạo và người mua.

CHÚ THÍCH: Việc lắp đặt bộ chống sét trong thời gian thử nghiệm ngắn mạch và, đặc biệt hơn là đường đi của dây dẫn phải đại diện cho điều kiện bất lợi nhất trong trường. Đường đi theo Hình 3a là bất lợi nhất để sử dụng trong giai đoạn ban đầu của thử nghiệm trước khi xảy ra xả áp (đặc biệt trong trường hợp bộ chống sét có lắp cơ cấu xả áp suất).

Tuy nhiên, trong thời gian duy trì hồ quang, đường đi này ép hồ quang ra xa bộ chống sét, vì thế giảm được rủi ro bộ chống sét bị cháy lây. Đối với bộ chống sét không có cơ cấu xả áp suất, hướng của cổng xả (nếu có) nên đặt như thể hiện trên Hình 3a, nhưng dây dẫn nối đất cần phải ở bên phải, như mô tả trên Hình 3b. Theo cách này, hồ quang sẽ ở sát với chống sét trong toàn bộ thời gian dòng điện ngắn mạch, vì thế thiết lập được điều kiện bất lợi nhất liên quan tới nguy hiểm cháy.

Hình 3a - Sơ đồ mạch điện cho bộ chống sét có cơ cấu xả áp suất

...

...

...

Hình 3 - Thử nghiệm ngắn mạch

8.7.4. Đánh giá kết quả thử nghiệm

Cho phép có hỏng hóc vế kết cấu của mẫu với điều kiện không bị vỡ vụn; trừ các trường hợp cho phép dưới dây, không có mảnh của mẫu thử nghiệm rơi ngoài vỏ.

• Kiểu của mảnh vỡ sau đây rơi ngoài vỏ cũng được chấp nhận:

- Mảnh vỡ nhẹ hơn 10 g là vật liệu gốm, ví dụ mảnh của điện trở phi tuyến hoặc gốm sứ;

- Lỗ xả áp suất, nắp và màng ngăn gồm các mảnh nhẹ và mỏng bằng kim loại hoặc nhựa.

• Trong quá trình thử nghiệm, bộ chống sét phải có khả năng tự dập tắt ngọn lửa trần trong vòng 2 min sau khi kết thúc thử nghiệm. Bất cứ bộ phận nào bắn tóe ra (trong hoặc ngoài vỏ) đều phải tự tắt ngọn lửa trần trong vòng 2 min hoặc ngắn hơn dựa trên thỏa thuận của nhà chế tạo và người mua.

Đối với bộ chống sét được sử dụng trong ứng dụng đòi hỏi tính toàn vẹn về cơ và độ bền sau khi bị hỏng, nhà chế tạo và người sử dụng có thể thiết lập quy trình thử nghiệm và đánh giá khác (ví dụ, có thể yêu cầu bộ chống sét sau khi thử nghiệm vẫn có khả năng được nhấc lên và lấy ra bằng phần đầu phía trên của bộ chống sét).

CHÚ THÍCH 1: Định vị mẫu như được chỉ ra trên Hình 3a, có cổng xả áp suất hướng về nguồn thử nghiệm để thiết lập và quét hồ quang có thể phát sinh bên ngoài trong quá trình mở van xả áp suất về sát với vỏ của bộ chống sét. Hậu quả là, ảnh hưởng xốc nhiệt có thể làm các mảnh vỡ rơi ra quá mức theo chiều gió, nếu so với các hướng khác của cổng xả áp suất.

...

...

...

8.7.5. Thử nghiệm ngắn mạch dòng điện cao

Phải thử nghiệm một mẫu ở dòng điện ngắn mạch danh định lựa chọn từ Bảng 9. Mẫu thứ hai và mẫu thứ ba phải được thử nghiệm lần lượt ở dòng điện ngắn mạch suy giảm cao hơn và thấp hơn, tương ứng với dòng điện danh định đã chọn. Ba mẫu này phải được chuẩn bị theo 8.7.2 và lắp đặt theo 8.7.3.

Thử nghiệm phải được thực hiện ở mạch thử nghiệm một pha, với điện áp thử nghiệm mạch hở từ 107 % đến 77 % điện áp danh định của bộ chống sét thử nghiệm, như được nêu trong 8.7.5.1. Tuy nhiên có khả năng là các thử nghiệm trên bộ chống sét điện áp cao được thực hiện ở trạm thử nghiệm không đủ công suất ngắn mạch để thực hiện các thử nghiệm ở 77 % hoặc ở cao hơn điện áp danh định của mẫu thử nghiệm. Do đó, quy trình thay thế để thực hiện thử nghiệm ngắn mạch dòng điện cao ở điện áp suy giảm được cho trong 8.7.5.2. Tổng thời gian đo được của dòng thử nghiệm chạy qua mạch này được phát hiện bởi cảm biến dòng điện được lắp đặt như mô tả trong 8.7.1, phải lớn hơn hoặc bằng 0,2 s.

CHÚ THÍCH: Kinh nghiệm cho thấy rằng các thử nghiệm tại dòng điện danh định không nhất thiết chứng tỏ hoạt động chấp nhận được ở dòng điện thấp hơn.

8.7.5.1. Thử nghiệm dòng điện cao ở điện áp đủ (107 % đến 77 % của thông số đặc trưng)

Dòng điện kỳ vọng trước hết phải được đo bằng cách thực hiện một thử nghiệm có bộ chống sét được nối tắt hoặc thay bằng một dây đặc có trở kháng không đáng kể.

Khoảng thời gian của thử nghiệm này có thể được giới hạn đến thời gian nhỏ nhất yêu cầu để đo thành phần đỉnh và thành phần đối xứng của dạng sóng dòng điện kỳ vọng.

Đối với dòng điện ngắn mạch danh định, giá trị đỉnh nửa chu kỳ thứ nhất của dòng điện kỳ vọng phải tối thiểu là 2,5 lần giá trị hiệu dụng của thành phần đối xứng của dòng điện kỳ vọng. Giá trị hiệu dụng tiếp theo của thành phần đối xứng phải lớn hơn hoặc bằng dòng điện ngắn mạch danh định. Giá trị hiệu dụng thực tế của dòng điện kỳ vọng phải được nêu là dòng điện thử nghiệm đối với bộ chống sét. Đối với dòng điện ngắn mạch suy giảm, giá trị hiệu dụng phải là ± 10 % của các mức dòng điện yêu cầu theo Bảng 9. Yêu cầu không được bị mất đối xứng trên đỉnh đầu tiên.

Tỷ số X/R của trở kháng mạch thử nghiệm, không nối bộ chống sét, phải ít nhất là 15. Trong trường hợp tỷ số X/R của trở kháng mạch thử nghiệm nhỏ hơn 15, có thể tăng điện áp thử nghiệm hoặc giảm trở kháng sao cho:

...

...

...

- đối với các thử nghiệm mức dòng điện giảm, dung sai trên đây là đáp ứng được.

Giá trị đỉnh thực tế của dòng điện kỳ vọng, chia cho 2,5, phải được nêu là dòng điện thử nghiệm, mặc dù giá trị hiệu dụng của thành phần đối xứng của dòng điện kỳ vọng có thể cao hơn. Vì có dòng điện kỳ vọng cao hơn nên bộ chống sét mẫu có thể phải chịu chế độ khắc nghiệt hơn, và do đó, thử nghiệm ở tỷ số X/R thấp hơn 15 chỉ phải thực hiện khi nhà chế tạo đồng ý.

Tiếp đó, tháo bỏ dây dùng để nối tắt và các bộ chống sét phải được thử nghiệm với tham số mạch điện đó.

CHÚ THÍCH: Trở kháng của hồ quang được hạn chế bên trong bộ chống sét có thể làm giảm thành phần đối xứng hiệu dụng và giá trị đỉnh của dòng điện đo được. Điều này không làm mất hiệu lực thử nghiệm, vì thử nghiệm được thực hiện với điện áp làm việc danh nghĩa nhỏ nhất và ảnh hưởng lên dòng điện thử nghiệm giống như ảnh hưởng xảy ra trong sự cố vận hành.

8.7.5.2. Thử nghiệm dòng điện cao ở điện áp nhỏ hơn 77 % điện áp danh định

Khi các thử nghiệm được thực hiện với điện áp mạch thử nghiệm nhỏ hơn 77 % điện áp danh định của mẫu thử nghiệm, các tham số mạch thử nghiệm phải được điều chỉnh sao cho giá trị hiệu dụng của thành phần đối xứng của dòng điện thử nghiệm bộ chống sét thực tế phải lớn hơn hoặc bằng dòng điện thử nghiệm yêu cầu trong 8.7.5. Đối với dòng điện ngắn mạch danh định, giá trị đỉnh của dòng điện thử nghiệm bộ chống sét thực tế trong nửa chu kỳ đầu tiên phải ít nhất là 2,5 lần mức dòng điện thử nghiệm yêu cầu. Đối với dòng điện ngắn mạch suy giảm, giá trị hiệu dụng phải là ± 10 % mức dòng điện yêu cầu theo Bảng 9. Yêu cầu không bị mất đối xứng trên đỉnh thứ nhất.

Tỷ số X/R của trở kháng mạch thử nghiệm, khi không nối bộ chống sét, phải ưu tiên ở ít nhất là 15. Trong trường hợp tỷ số X/R của trở kháng mạch thử nghiệm nhỏ hơn 15, điện áp thử nghiệm có thể tăng hoặc giảm sao cho dòng ngắn mạch danh định, giá trị đỉnh của nửa chu kỳ thứ nhất của dòng điện kỳ vọng là lớn hơn hoặc bằng 2,5 lần mức dòng điện thử nghiệm yêu cầu;

Giá trị đỉnh thực tế của dòng điện thử nghiệm, chia cho 2,5, phải được nêu ra khi thử nghiệm dòng điện, mặc dù giá trị hiệu dụng thành phần đối xứng của dòng điện thử nghiệm có thể cao hơn. Bởi vì dòng điện thử nghiệm cao hơn nên bộ chống sét mẫu có thể phải chịu chế độ khắc nghiệt hơn, và do đó, thử nghiệm ở tỷ số X/R thấp hơn 15 chỉ phải thực hiện khi nhà chế tạo đồng ý.

CHÚ THÍCH: Nếu mạch điện cho kết quả dòng điện đối xứng yêu cầu cao hơn giá trị đối xứng yêu cầu, dòng điện có thể giảm, không ít hơn 2,5 chu kỳ sau khi bắt đầu, tới giá trị đối xứng yêu cầu.

...

...

...

Thử nghiệm phải thực hiện với bất kỳ mạch thử nghiệm nào để tạo ra dòng điện chạy qua bộ chống sét thử nghiệm là 600 A ± 200 A giá trị hiệu dụng, đo ở xấp xỉ 0,1 s sau khi bắt đầu cho dòng điện chạy qua. Dòng điện phải chạy trong 1 s. Trong trường hợp bộ chống sét có lắp cơ cấu xả áp suất, thiết kế bộ chống sét phải coi là không đạt thử nghiệm này nếu không xuất hiện xả áp suất trong quá trình thử nghiệm.

Tham khảo chú thích 2 của 8.7.4 liên quan đến vận chuyển bộ chống sét nếu hỏng cơ cấu xả áp suất.

8.8. Thử nghiệm thiết bị cách ly bộ chống sét

8.8.1. Yêu cầu chung

Thử nghiệm phải được thực hiện trên bộ chống sét được lắp với thiết bị cách ly bộ chống sét hoặc thực hiện trên cụm thiết bị cách ly riêng nếu được thiết kế để không bị ảnh hưởng bởi nhiệt của các bộ phận liền kề của bộ chống sét ở vị trí đã lắp đặt bình thường của nó.

Mẫu thử nghiệm phải được lắp đặt theo khuyến cáo do nhà chế tạo phát hành bằng cách sử dụng các khuyến cáo về kích thước và độ cứng lớn nhất cũng như chiều dài ngắn nhất của dây nối. Trong trường hợp không có khuyến cáo, dây dẫn phải là dây đồng trần kéo nguội, đường kính xấp xỉ 5 mm và chiều dài 30 cm, được bố trí để các phần chuyển động của thiết bị cách ly không bị cản trở khi tác động.

8.8.2. Thử nghiệm chịu xung dòng điện và thử nghiệm chế độ làm việc

Như được chú thích trong 8.5 và 8.6. các thử nghiệm này được thực hiện cùng một lúc như thử nghiệm trên bộ chống sét trong trường hợp lắp sẵn với thiết bị cách ly. Trong trường hợp thiết bị cách ly được thiết kế để gắn với bộ chống sét hoặc đấu nối vào đường dây hoặc dây nối đất là một phụ kiện, các thử nghiệm có thể được thực hiện riêng rẽ hoặc kết hợp với các thử nghiệm trên các mẫu bộ chống sét. Thiết bị cách ly phải chịu được mà không tác động ở một trong các thử nghiệm dưới đây, từng thử nghiệm khác nhau được thực hiện trên ba mẫu bộ chống sét chưa qua sử dụng:

8.8.2.1. Thử nghiệm xung dòng điện cao

...

...

...

8.8.2.2. Thử nghiệm xung dòng điện thời gian dài

Thử nghiệm này được thực hiện theo 8.5.1, 8.5.3.1 và 8.5.3.3 với dòng điện đỉnh và khoảng thời gian tương ứng với phân loại cao nhất của bộ chống sét (xem Bảng 6) mà thiết bị cách ly được thiết kế để sử dụng.

8.8.2.3. Thử nghiệm chế độ làm việc

Thử nghiệm này được thực hiện theo 8.6, với thiết bị cách ly mắc nối tiếp với phân đoạn mẫu thử nghiệm của thiết kế bộ chống sét có dòng điện bị dẫn cao nhất trong số các bộ chống sét mà phân đoạn được thiết kế để sử dụng.

8.8.3. Tác động của thiết bị cách ly

8.8.3.1. Thử nghiệm đường cong thời gian/dòng điện

Dữ liệu đường cong thời gian/dòng điện thu được ở ba mức dòng điện khởi đầu đối xứng khác nhau, ví dụ: 20 A, 200 A và 800 A, giá trị hiệu dụng, (±10 %), cho chạy qua thiết bị cách ly thử nghiệm có hoặc không có bộ chống sét theo yêu cầu của 8.8.1.

Để thử nghiệm thiết bị cách ly chịu ảnh hưởng của nhiệt bên trong của các bộ chống sét lắp cùng, sử dụng dây đồng trần có đường kính từ 0,08 mm đến 0,13 mm để bỏ qua điện trở phi tuyến và khe hở nối tiếp, để khởi động hồ quang bên trong.

Để thử nghiệm thiết bị cách ly không bị ảnh hưởng bởi tác động của bộ chống sét lắp cùng, các bộ chống sét phải có các điện trở phi tuyến và các khe hở nối tiếp của chúng được mắc song song hoặc được thay bằng một dây dẫn có kích thước đủ để không bị chảy trong quá trình thử nghiệm.

...

...

...

Các tham số của mạch thử nghiệm được điều chỉnh, với mẫu thử nghiệm được mắc song song với sợi dây có trở kháng không đáng kể để tạo ra giá trị dòng điện yêu cầu. Thiết bị đóng cắt dùng để đóng phải được hẹn giờ để khép kín mạch điện trong vòng một vài độ điện của điện áp đỉnh để tạo ra dòng điện gần như đối xứng. Thiết bị đóng cắt dùng để mở có thể được trang bị cơ cấu điều chỉnh thời gian dòng chạy qua mẫu thử nghiệm. Có thể không cần có thiết bị đóng cắt này nếu không cần thiết phải khống chế chính xác toàn bộ thời gian dòng điện. Sau khi các tham số của mạch thử nghiệm đã được điều chỉnh, tháo bỏ sợi dây đấu song song với mẫu thử nghiệm.

Duy trì dòng điện chạy trong mạch ở mức yêu cầu cho đến khi thiết bị cách ly tác động. Ít nhất là năm mẫu chưa qua sử dụng phải được thử nghiệm ở một trong ba mức dòng điện.

Giá trị hiệu dụng của dòng điện chạy qua mẫu và khoảng thời gian thiết bị cách ly bắt đầu tác động được vẽ cho tất cả các mẫu thử nghiệm. Đường cong đặc tính thời gian/dòng điện của thiết bị cách ly được vẽ là đường cong trơn đi qua các điểm đại diện cho thời gian lớn nhất.

Một cách khác, đối với thiết bị cách ly tác động có thời gian trễ đáng kể, đường cong thời gian/dòng điện có thể thiết lập bằng cách cho dòng điện chạy qua mẫu trong thời gian khống chế để xác định thời gian tối thiểu ở một trong ba mức dòng điện phù hợp dẫn đến tác động thành công của thiết bị cách ly. Nếu thiết bị cách ly tác động thành công trên cả năm thử nghiệm, hoặc, nếu chỉ có một thử nghiệm tác động không thành công, thì bổ sung năm thử nghiệm nữa và phải cả năm lần tác động thành công, điểm này được sử dụng cho đường cong thời gian/dòng điện.

8.8.3.2. Đánh giá tính năng của thiết bị cách ly

Phải có bằng chứng rõ ràng về hiệu lực cách ly và cách ly hoàn toàn bởi thiết bị. Nếu có bất kỳ nghi ngờ nào về điều này, phải đặt điện áp tần số công nghiệp bằng 1,2 lần điện áp danh định của bộ chống sét có điện áp danh định cao nhất mà thiết bị cách ly được thiết kế để sử dụng trong 1 min mà không có dòng điện vượt quá 1 mA, giá trị hiệu dụng chạy qua.

Bảng 8 - Phóng điện bằng xung lớn nhất (xem 8.3) và điện áp dư (xem 8.4)

Giá trị quy về U_r

Điện áp bộ chống sét danh định
kV_{giá trị hiệu dụng}

...

...

...

Sườn trước của sóng xung sét

Điện áp phóng điện bằng xung đóng cắt lớn nhất
kV_đỉnh

Điện áp dư lớn nhất ở dòng điện phóng điện danh nghĩa
kV_đỉnh

Độ dốc danh nghĩa của dạng sóng
kV/ms

Điện áp phóng điện lớn nhất
kV_đỉnh

Bộ chống sét chế độ nặng 10 000 A

Bộ chống sét chế độ nhẹ 2500 A, 5000 A, và 10000 A

Bộ chống sét chế độ nặng 10 000 A

Bộ chống sét chế độ nhẹ 2500 A, 5000 A, và 10000 A

...

...

...

Bộ chống sét chế độ nặng 10 000 A

Bộ chống sét chế độ nhẹ 2500 A, 5000 A, và 10 000 A

0,15 < U_r ≤ 0,3

-

8,0 U_r

10

-

12,0 U_r

-

...

...

...

8,0 U_r

0,3 < U_r ≤ 0,6

-

6,0 U_r

10

-

7,5 U_r

-

-

...

...

...

0,6 < U_r ≤ 1,2

-

5,0 U_r

10

-

6,0 U_r

-

-

5,0 U_r

...

...

...

-

3,6 U_r

8,3 U_r

-

4,15 U_r

-

-

3,60 U_r

10 < U_r ≤ 120

...

...

...

3,33 U_r

7,0 U_r

3,20 U_r

3,85 U_r

-

2,80 U_r

3,33 U_r

120 < U_r ≤ 200

2,60 U_r

...

...

...

6,0 U_r

3,00 U_r

3,45 U_r

-

2,60 U_r

3,0 U_r

200 < U_r ≤ 300

2,60 U_r

-

...

...

...

3,00 U_r

-

2,75 U_r

2,60 U_r

-

300 < U_r ≤ 420

2,50 U_r

-

1 500 U_r

...

...

...

-

2,45 U_r

2,50 U_r

-

U_r > 420

2,50 U_r

-

2 000 U_r

2,90 U_r

...

...

...

2,45 U_r

2,50 U_r

-

Phụ lục A

(quy định)

Điều kiện làm việc không bình thường

Sau đây là các điều kiện làm việc không bình thường điển hình mà trong chế tạo hoặc trong ứng dụng của bộ chống sét đòi hỏi phải quan tâm đặc biệt và được gọi là sự chú ý của nhà chế tạo:

1) Nhiệt độ vượt quá +40 °C hoặc thấp hơn -40 °C,

...

...

...

3) Khói hoặc hơi có thể làm suy giảm bề mặt cách điện hoặc cấu kiện lắp đặt.

4) Nhiễm bẩn quá mức bởi khói, bụi, hơi mặn hoặc vật liệu dẫn khác.

5) Phơi nhiễm quá mức hơi ẩm, độ ẩm, nước nhỏ giọt hoặc hơi nước.

6) Hỗn hợp nổ của bụi, khí, hoặc khói.

7) Rung hoặc xóc cơ khí bất thường.

8) Vận chuyển hoặc bảo quản khác thường.

9) Làm sạch bộ chống sét khi đang có điện.

10) Tần số hệ thống danh nghĩa dưới 48 Hz hoặc trên 62 Hz.

...

...

...

(tham khảo)

Thông tin điển hình cần nêu trong bản yêu cầu và bản đấu thầu

B.1 Thông tin cần nêu trong bản yêu cầu

B.1.1 Dữ liệu hệ thống

- Điện áp hệ thống cao nhất;

- Tần số;

- Điện áp lớn nhất với đất trong điều kiện sự cố hệ thống (hệ số sự cố chạm đất hoặc hệ thống có trung tính nối đất);

- Thời gian tối đa của sự cố chạm đất;

- Giá trị lớn nhất của quá điện áp tạm thời và thời gian lớn nhất của nó (sự cố chạm đất, mất tải, cộng hưởng sắt từ);

...

...

...

- Dòng điện ngắn mạch của hệ thống ở vị trí lắp bộ chống sét.

B.1.2 Điều kiện vận hành

a) Điều kiện bình thường (xem 4.4).

b) Điều kiện không bình thường:

- điều kiện môi trường xung quanh (xem 4.4.2 và Phụ lục A);

- mức nhiễm bẩn tự nhiên (xem IEC 60071-2):

- khả năng quá tốc độ của bộ phát (đặc tính điện áp theo thời gian);

- tần số công nghiệp danh nghĩa của hệ thống không phải từ 48 Hz đến 62 Hz;

- tải đưa vào và các sự cố chạm đất đồng thời;

...

...

...

- bù sai số dòng điện sự cố chạm đất.

B.1.3 Chế độ của bộ chống sét

a) Nối đến hệ thống:

- pha - đất;

- trung tính - đất;

- pha - pha;

b) Loại thiết bị được bảo vệ:

- máy biến áp (nối trực tiếp đến đường dây hoặc nối qua cáp);

- máy điện quay (nối trực tiếp đến đường dây hoặc qua máy biến áp);

...

...

...

- lò cao tần;

- các thiết bị khác của trạm điện;

- trạm có cách điện bằng khí (GIS);

- dãy tụ điện;

- cáp (loại và chiều dài), v.v....

c) Chiều dài lớn nhất của dây dẫn điện áp cao giữa bộ chống sét và thiết bị cần bảo vệ (khoảng cách bảo vệ).

B.1.4 Đặc tính của bộ chống sét

- điện áp danh định;

- điện áp phóng điện tần số công nghiệp (giá trị nhỏ nhất);

...

...

...

- điện áp phóng điện bằng sườn trước của sóng xung (giá trị lớn nhất);

- điện áp phóng điện bằng xung đóng cắt (giá trị nhỏ nhất và lớn nhất);

- dòng điện phóng điện bằng xung sét danh nghĩa và điện áp dư;

- bộ chống sét 5 000 A dãy A hoặc dãy B;

- bộ chống sét 10 000 A chế độ nhẹ hoặc chế độ nặng;

- bộ chống sét ở chế độ nặng, tương ứng với cấp phóng điện thời gian dài;

- loại xả áp suất (khả năng ngắn mạch);

- chiều dài và hình dạng của chiều dài đường rò của vỏ bộ chống sét. Được lựa trọn trên cơ sở kinh nghiệm vận hành với bộ chống sét và/hoặc loại thiết bị khác trong vùng thực tế.

B.1.5 Thiết bị bổ sung và phụ kiện

...

...

...

- kiểu lắp đặt: bệ, xà, giá treo (ở vị trí nào) v.v..., và nếu đế cách điện được yêu cầu để nối tới bộ đếm đột biến. Đối với bộ chống sét có xà để lắp đặt phải chỉ ra xà lắp đặt có nối đất hay không;

- hướng lắp đặt nếu không phải hướng thẳng đứng;

- dây nối đất của thiết bị cách ly nếu yêu cầu;

- mặt cắt của dây nối.

B.1.6 Tất cả các điều kiện không bình thường đặc biệt

VÍ DỤ: thao tác rất thường xuyên.

B.2 Thông tin cần nêu trong bản đấu thầu

Tất cả thông tin ở B.1.4 và B.1.5 và ngoài ra:

- khe hở không khí;

...

...

...

- chức năng xả áp suất;

- kiểu đầu nối bộ chống sét và kích cỡ dây dẫn cho phép;

- chiều dài cho phép lớn nhất của dây nối giữa bộ chống sét và bộ đếm đột biến và đất;

- kích thước và trọng lượng;

- độ bền của rầm chia;

- điện áp dư do đóng cắt

Phụ lục C

(tham khảo)

...

...

...

Chế độ nặng của bộ chống sét thường được áp dụng ở nơi mà khả năng phóng điện đường dây đòi hỏi.

CHÚ THÍCH: Hướng dẫn ứng dụng bộ chống sét được nêu trong IEC 60099-1A (1965). Hướng dẫn áp dụng này sẽ được sửa lại chuyển sang IEC 60099-5.

Yêu cầu thử nghiệm được chỉ ra trong bảng 5 của 8.5.3.2 là dựa vào chế độ phức tạp trong đường dây truyền tải phóng điện với đặc tính sau, Bảng C.1, được xem xét để bao trùm phần lớn các ứng dụng:

Bảng C.1 - Đặc tính đường dây truyền tải

Cấp phóng điện thời gian dài

Dải gần đúng của điện áp hệ thống
kV

Chiều dài gần đúng của đường dây

Trở kháng đột biến gần đúng của đường dây
Ω

Hệ số quá điện áp gần đúng
(p.u.)*

...

...

...

(dặm)

1

đến 245

300

(190)

450

3,0

2

đến 300

...

...

...

(190)

400

2,6

3

đến 420

360

(255)

350

2,6

...

...

...

đến 525

420

(260)

325

2,4

5

đến 765

480

(300)

...

...

...

2,2

* Cơ sở cho mỗi đơn vị giá trị là giá trị đỉnh của điện áp pha-trung tính của hệ thống cao nhất.

Thông thường, cấp phóng điện thời gian dài dựa trên điện áp hệ thống tương ứng theo Bảng C.1. Tuy nhiên, trong trường hợp các đặc tính hệ thống khác nhau đáng kể so với hệ thống trong Bảng, thì các bộ chống sét của một cấp phóng điện có thể sử dụng ở các điện áp hệ thống tương ứng với cấp cao hơn hoặc thấp hơn. Trong các trường hợp như vậy cần quan tâm đến trường hợp đặc biệt. Nhìn chung, bộ chống sét không nên sử dụng trong các tình huống mà trong đó các khe hở và điện trở phi tuyến phải chịu đến năng lượng hoặc dòng điện diễn ra trong thời gian phóng điện của đột biến đóng cắt vượt quá dòng điện diễn ra trong thử nghiệm thời gian dài được thực hiện trên các thành phần này. Ở điện áp thấp hơn, năng lượng có thể là yêu cầu chiếm ưu thế còn ở điện áp cao hơn lại là dòng điện chiếm ưu thế.

Như thể hiện trong Bảng C.1, các tham số của hệ thống đòi hỏi phải quan tâm khi xác định sự khắc nghiệt của chế độ đặt lên trong thời gian phóng điện của đột biến đóng cắt là:

- chiều dài đường dây;

- trở kháng đột biến đường dây;

- mức diễn biến quá điện áp (hệ số quá điện áp).

Tham số khác nữa cần được quan tâm là điện áp bộ chống sét danh định liên quan với điện áp hệ thống. Các tham số và điều kiện của hệ thống khác cũng có tầm quan trọng nhưng không yêu cầu thử nghiệm, vì các lý do thực tế, cho nên việc xem xét này không được đề cập ở đây.

...

...

...

(tham khảo)

Mạch điện điển hình cho bộ phát xung phân bổ không đổi cho thử nghiệm xung dòng điện thời gian dài theo 8.5.3

Mục đích của phụ lục này nhằm đưa ra nguyên lý của mạch điện thử nghiệm thích hợp để sử dụng trong thử nghiệm xung dòng điện thời gian dài và để mô tả chức năng của các thành phần mạch điện khác nhau mà không nhằm quy định mạch thử nghiệm tiêu chuẩn cần được sử dụng trong tất cả thử nghiệm.

Các yêu cầu về dạng sóng, thời gian, điện áp nạp, điện trở tải, khoảng thời gian giữa các xung, v.v..., cũng được đưa vào quy định kỹ thuật thử nghiệm.

Phương pháp chính xác mà nhờ đó các yêu cầu này đáp ứng là không quan trọng lắm. Có nhiều khả năng khác nhau có thể có trong cả bố trí mạch điện lẫn lựa chọn các giá trị cho các thành phần khác nhau. Hình D.1 biểu diễn một sơ đồ đơn giản của bộ phát xung phân bổ không đổi. Trở kháng đột biến của bộ phát được xác định bởi:

Z =  khi bỏ qua điện trở

Số lượng các tầng LC của bộ phát thường khoảng 10 tầng để tạo ra dạng sóng chấp nhận được. Để hạn chế dao động ở đầu và cuối đỉnh sóng, có thể tăng thêm các điện cảm ở hai đầu của bộ phát cũng như đưa vào điện trở song song R để bù lại sự suy giảm độ dốc sườn trước do tăng điện cảm này.

Khe hở tạo trigơ có thể chỉ là đóng cắt đơn giản. Tuy nhiên, nếu điện áp nạp của bộ phát là không đủ để phóng điện mẫu bộ chống sét, thì có thể yêu cầu bộ phát xung phụ cỡ nhỏ. Trong trường hợp đó, bộ phát xung phân bổ không đổi và bộ phát xung phụ phải được cách ly khỏi mẫu thử nghiệm bởi các khe hở tạo trigơ này.

...

...

...

Cần ghi lại dòng điện chạy qua và điện áp thử nghiệm đặt lên mẫu.

Như đã yêu cầu trong 8.5.3, phải kiểm tra dạng sóng bằng quy trình hiệu chuẩn sử dụng điện trở tải, giá trị của điện trở tải phải xấp xỉ trở kháng đột biến bộ phát. Nếu không, các yêu cầu liên quan đến dạng sóng sẽ không được thỏa mãn.

Thiết kế của bộ phát xung phân bổ không đổi phải sao cho điện cảm và điện dung được thay thế dễ dàng. Hơn nữa, một bộ phát điện áp thích hợp cho phép thay đổi giá trị thông số đặc trưng của mẫu thử nghiệm để phù hợp với trở kháng đột biến. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng thông số đặc trưng của mẫu chỉ được thay đổi theo các nấc bằng với thông số đặc trưng về điện áp của phân đoạn bộ chống sét sử dụng trong thiết kế bộ chống sét cụ thể.

Phụ lục E

(tham khảo)

Mạch điện điển hình để thử nghiệm chế độ làm việc theo 8.6

Mục đích của phụ lục này nhằm đề xuất một mạch điện thử nghiệm thích hợp (Hình E.1) để sử dụng trong thử nghiệm chế độ làm việc và để mô tả chức năng của các thành phần mạch điện khác nhau chứ không nhằm quy định một mạch điện thử nghiệm tiêu chuẩn cần được sử dụng trong tất cả thử nghiệm. Yêu cầu đối với thử nghiệm chế độ làm việc, như điện áp tần số công nghiệp, đặc tính của xung dòng điện khởi đầu, và định thời gian của xung khởi đầu liên quan đến sóng điện áp tần số công nghiệp mô tả trong 8.6. Phương pháp chính xác mà nhờ đó các yêu cầu này được đáp ứng là không quan trọng. Có nhiều khả năng khác nhau có thể có trong cả bố trí mạch điện lẫn lựa chọn các giá trị cho các thành phần khác nhau.

Mẫu thử nghiệm được nối trực tiếp qua nguồn tần số công nghiệp, thường là một biến áp, mặc dù đây không phải là điều thiết yếu. Một bộ phát xung, hiển thị như một mạch điện hai tầng, mặc dù có thể một tầng là đủ, được nối tới bộ chống sét thông qua điện trở R, điện cảm L và các khe hở phóng điện G₁ và G₂. Dạng sóng của xung dòng điện được điều khiển bằng cách chọn các giá trị phù hợp của C, R và L. Một điện trở sun R₃ thuần trở có điện trở thấp và bộ phân áp V.D. được thể hiện đối với các phép đo dòng điện và điện áp tương ứng. Điện trở sun R₄ thể hiện rằng các dây đi từ biến áp nguồn để ghi lại dòng điện bị dẫn.

...

...

...

Hình E.1 - Sơ đồ mạch điện điển hình để thử nghiệm chế độ làm việc

Khe hở phóng điện cách ly bộ phát xung với mạch nguồn có thể có nhiều dạng khác nhau. Theo kiểu thể hiện khe hở, điện trở R₁, nếu được sử dụng, có thể là mêgaôm và dùng để duy trì một điểm trong nhiều khe hở phóng điện ở điện thế đất khi không có dòng điện đi qua. Không có phần G₁ của khe hở, do đó toàn bộ điện áp điện áp tần số công nghiệp được đặt lên và có thể làm cho phóng qua bất kỳ điểm nào trong chu kỳ. Phần G₂ của khe hở được làm nhỏ phù hợp với khả năng chịu điện áp tần số công nghiệp. Phần G₁ được thiết kế để ngắt bất kỳ dòng điện tần số công nghiệp đi vào bộ phát xung sau khi kết thúc xung, và nó tham gia vào các cấu trúc xung phức tạp được thể hiện. Nếu các khe hở vẫn còn dẫn sau khi kết thúc xung, có thể có trao đổi năng lượng giữa điện dung của bộ phát xung và nguồn công suất gây cản trở quy trình thử nghiệm. Bộ phát xung có thể bị hỏng do dòng điện tần số công nghiệp chảy qua liên tục.

Điện áp tần số công nghiệp có thể được ghi thông qua các đầu của bộ phân áp hoặc máy biến áp.

Bộ phát xung phải tác động đột ngột ở thời điểm đúng trên sóng điện áp tần số công nghiệp. Điều này có thể được thực hiện nhờ khe phóng điện đồng bộ hoặc nhờ bộ chọn lọc điểm trên sóng, như trên hình E.1, thông qua cơ cấu tạo trigơ. Điều này cung cấp một xung điện áp cao đến các điện cực giữa của khe hở ba điện cực trong bộ phát xung. Điện trở cao, R₂, ngăn cản đáng kể dòng điện xung trong mạch gây tác động.

Tác động của bộ phát xung có thể được bắt đầu bằng một nút ấn hoặc bất kỳ phương tiện đặt khi thao tác hệ thống ghi và tác động của bộ phát xung ở thời điểm đã chọn trên sóng điện áp tần số công nghiệp.

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Mục 1: Khái quát chung

...

...

...

1.2 Tài liệu viện dẫn

Mục 2: Định nghĩa

Mục 3: Nhận biết và phân loại

Mục 4: Thông số đặc trưng tiêu chuẩn

Mục 5: Yêu cầu

Mục 6: Quy trình thử nghiệm chung

Mục 7: Thử nghiệm thường xuyên và thử nghiệm chấp nhận

Mục 8: Thử nghiệm điển hình

Phụ lục A (quy định) - Điều kiện làm việc bất thường

...

...

...

Phụ lục C (tham khảo) - Lựa chọn cấp phóng điện thời gian dài của bộ chống sét chế độ nặng

Phụ lục D (tham khảo) - Mạch điện điển hình cho bộ phát xung phân bổ không đổi cho thử nghiệm xung dòng điện thời gian dài theo 8.5.3

Phụ lục E (tham khảo) - Mạch điện điển hình để thử nghiệm chế độ làm việc theo 8.6

* Bộ chống sét dãy A dựa vào các đặc tính về tính năng theo thông lệ ở tất cả các quốc gia. Bộ chống sét dãy B dựa vào các đặc tính về tính năng ở Canada và Mỹ và các quốc gia khác.