矿井高压电网单相接地电容电流检验规范DB37／T 3517-2019.pdf

ICS 29.240 F 24 DB37 山东省地方标准 DB 37/T 35172019 矿井高压 电网单相 接地电容 电流检验 规范 2019-03-21 发布 2019-04-21 实施 山东省市场监督管理局 发布 DB37/T 35172019 I 目 次 前言.II 1 范围.1 2 规 范性 引用 文件.1 3 检验 环境 要求.1 4 技术 要求.1 5 检验 方法.1 5.1 直接 测量 法.1 5.2 间接 测量 法.4 6 检验 规则.4 7 判定 规则.5 附 录 A（资料 性附 录）估算 法.6 附 录 B（规范 性附 录）偏置 电容 法.8 附 录 C（规范 性附 录）单相 经电 阻接 地法.10 附 录 D（规范 性附 录）信号 注入 法.13 DB37/T 35172019 II 前 言 本标准 按照GB/T 1.12009 给出 的规 则起 草。请注意 本文 件的 某些 内容 可能涉 及专 利。本文 件的 发布机 构不 承担 识别 这些 专利的 责任。本标准 由山 东省 安全 生产 监督管 理局 提出 并监 督实 施。本标准 由山 东省 安全 生产 标准化 技术 委员 会归 口。本标准 起草单 位：山东 公信 安 全科 技有 限公 司。本标准 主要 起草 人：张振 安、宋 宪旺、荀 明利。本标准 为首 次发 布。DB37/T 35172019 1 矿 井高压 电网单相 接地电 容电流检 验规范 1 范围 本标准 规定 了矿 井高 压电 网单相 接地 电容 电流 的检 验环境 要求、技术 要求、检 验方法、检验 规则 和判定规 则。本标准 适用 于矿 井10 kV、6 kV等 级电 网单 相接 地电 容电流 的检 验。2 规范性 引用 文件 下 列 文件 对于 本文 件的 应用 是 必不 可少 的。凡是 注日 期 的引 用文 件，仅所 注日 期 的版 本适 用于本文件。凡 是不 注日 期的 引用 文件，其最 新版 本（包括 所有的 修改 单）适用 于本 文件。煤矿 安全 规程 国家安 全 生产 监督 管理 总局 国家煤 矿安 全监 察局 3 检验环 境要 求 3.1 测量应 在矿 井地 面主 变电 所内进 行，环境 相对 湿度 应不高 于 80%。3.2 测量不 应在 雨、雾、雪天 气进行。4 技术要 求 矿井高 压电 网单 相接 地电 容电流 应符 合 煤矿 安全 规程 规定。5 检验方 法 5.1 直接测 量法 5.1.1 适用范 围 直 接 测量 法即 单相 金属 接地 法。该 方法 适用 于无 消弧 线 圈补 偿的 电网 和投 入消 弧 线圈 补偿的电网。5.1.2 无消弧 线圈 补偿 的电 网 5.1.2.1 原理图 无消弧 线圈 补偿 的高 压电 网单相 接地 电容 电流 测量 原理图 如图1所示。DB37/T 35172019 2 元件：QF 断路器；TV 测量用电压互感器；TA1 保护用电流互感器；TA2 测量用电流互感器；V 测量用电压表；A 测量用电流表；f 测量用频率计。注：TA1 的1、2 端子接断路器QF的过 流保护。图1 无消弧 线圈 的电 网测 量原 理图 5.1.2.2 测量步 骤 测量步 骤如 下：a)按图1 原 理接 线；b)合 上 断路器 QF，读取图 1 中所示 电压 表、电流 表及 频率计 的测 量数 值，读取 完毕后 立即 分 开断 路器 QF；c)根据测 量数 值按 公式（1）计算电 网额 定电 压和 额定 频率时 的单 相接 地电 容电 流；d)三相轮 流接 地测 量，结果 取最大 值。5.1.2.3 注意事 项 测量应 注意 以下 事项：a)测量前 应消 除系 统绝 缘缺 陷，宜 在电 气预 防性 试验 合格后 进行；b)应将断 路器 QF 的三 相触 头串联 使用，且 应有 保护，其保 护瞬 时动 作电 流应 整定为 Ic 的 4 5倍；c)仪 表 的准 确度 不低于 0.5 级，电 压、电流 互感 器准 确度不 低 于1 级；d)应根据现场 实际情况 制定 相应的安全 技术措施，其 中应包括当 开关无法 分闸 时的备用停 电措施。5.1.2.4 数据处 理 从图1 中电 流表 读取 的电 流 值视为 电网 的单 相接 地电 容电流Ic。若测量时的 电压和频率不是额定值，则应将测得的电流Ic 按公式（1）折算 到额定电压和 额定频率时的数 值：DB37/T 35172019 3.(1)式中：ICe 换 算至 额定 电压 和频 率下 的单 相接 地电 容电 流，单 位为 安培（A）；IC 实测 单相 接地 电容电 流，单 位为 安培（A）；Ue 额定 电压，单 位为伏 特（V）；Fe 额定 频率，单 位为赫 兹（Hz）；Uav 试验 时三 相线 电压的 平 均值，单 位为 伏特（V）；f 试验 时实 测频 率，单 位 为赫 兹（Hz）。5.1.3 投入消 弧线 圈的 电网 5.1.3.1 原理图 中性点 投入 消弧 线圈 时，电网单 相接 地电 容电 流测 量原理 图如 图2 所 示。元件：L 消弧线圈；QF 断路器；TV 测量用电压互感器；TA 保护用电流互感器；TA1、TA2测量用电流互感器；W1 低功率因数功率 表，用以测量残余电流产生的有功功率；W2 低功率因数功率 表，用以测量残余电流产生的无功功率；W3 低功率因数功率 表，用以测量补偿电流产生的有功功率；W4 低功率因数功率 表，用以测量补偿电流产生的无功功率；V 测量用电压表；A 测量用电流表；f 测量用频率计；UBC B、C 线电压，单 位为伏特（V）；U 电网开口三角电 压，单位为伏特（V）。TA的1、2 端子接断路器QF 的过 流保护。图2 投入消 弧线 圈的 电网 测量 原理图 DB37/T 35172019 4 5.1.3.2 测量步 骤 测量步 骤如 下：a)按图2 原 理接 线；b)合 上 断路器 QF，读取图 2 中所示 电压 表、电流 表、频率计 以及 功率 表的 测量 数值，读取 完 毕后立即 分开 断路 器 QF；c)按公式（2）计 算系 统单 相 接地电 容电 流；d)三相轮 流接 地测 量，结果 取最大 值。5.1.3.3 注意事 项 测量应 注意 以下 事项：a)测量前 应消 除系 统绝 缘缺 陷，宜 在电 气预 防性 试验 合格后 进行；b)应将断 路器 QF 的三 相触 头串联 使用，且 应有 保护，其保 护瞬 时动 作电 流应 整定为 Ic 的 4 5倍；c)仪 表 的准 确度 不低于 0.5 级，电 压、电流 互感 器准确 度 不低于 1 级，测 量功率 应 用低 功率 因数功率表；d)应根据现场 实际情况 制定 相应的安全 技术措施，其 中应包括当 开关无法 分闸 时的备用停 电措施。5.1.3.4 数据处 理 根据测 量数 据按 公式（2）计算电 网单 相接 地电 容电 流：.(2)式中：Ic 单相 接地 电容 电流，单位 为安 培（A）；P1、P3 功 率表W1、W3 测 的残余 电流 和补 偿电 流产 生的有 功功 率，单位 为瓦 特（W）；Q2、Q4 功 率表W2、W4 测 的残余 电流 和补 偿电 流产 生的无 功功 率，单 位为 伏安（VA）；U0 中性 点不 对称 电压，通过 电压 互感 器二 次侧电 压表 读取，U0=U，单 位 为伏 特（V）；K1、K2 电 流互 感器TA1、TA2 的 变流 比。若测量 时系统 的电 压和频 率不是 额定值，则 计算出 的单相 接地电 容电 流应按 公式(1)折 算为 额定电压及额 定频 率时 的电 流。5.2 间接测 量法 间接测 量单 相接 地电 容电 流的方 法较 多，各种 方法 的适用 范围 不同，测 试时 可根据 电网 实际 情 况，按适用 范围选 择附 录BD 中所列 方法。附录A 中的 方 法估算 的电网 单相 接地 电 容电流 值可为 采用 偏置 电容法、单相 经电 阻接 地法、信号 注入 法等 精确 测量 提供参 考依 据。6 检验规 则 6.1 矿井供 电系 统安 装完 毕，投入运 行正 常后，应 进行 矿井高 压电 网单 相接 地电 容电流 的检 验。6.2 矿井供 电系 统扩 容，供电 电缆敷 设长 度增 加或 其它 有可能 导致 矿井 高压 电网 单相接 地电 容电 流发生明显 增大 时，应及 时对 矿井高 压电 网单 相接 地电 容电流 进行 检验。DB37/T 35172019 5 7 判定规 则 矿井高 压电 网单 相接 地电 容电流 符合 煤 矿安 全规 程规 定，则判 定合 格。DB37/T 35172019 6 A A 附 录 A（资料 性附 录）估算法 A.1 摘要 根据电 力电 缆的 截面、结 构、材 质、敷设 长度 及运 行电压 等有 关参 数，估算 出矿井 高压 电网 单 相 接地电容 电流 值。利用估算 法确定 的矿井 高 压电网单 相接地 电容电 流 近似值可 为采用 偏置电 容 法、单相 经电阻 接地法、信 号注 入法 等精 确测 量提供 参考 依据。A.2 方法 A.2.1 电缆线 路 根据电 缆厂家 提供 的单位 长度电 缆的实 测电 容电流 数据进 行估算。若 无实测 数据，对10 kV普通电缆，可 用经 验公 式(A.1)进 行计算，对6 kV 普通 电缆，可用 公式(A.2)进行 计算：.(A.1).(A.2)式中：IC 单位 长度 电缆 的电 容电流，单 位为 安培 每千 米（A/km）；S 电缆 芯线 截面 积，单位为 平方 毫米（mm2）；Ue 电网 额定 线电 压，单位为 千伏（kV）。根据电 网实 际情 况，按照 公式（A.1）、（A.2）逐 段计算，求 取矿 井电 缆线 路总接 地电 容电 流。A.2.2 架空线 路 对于6 kV架空 线路，平 均按 照0.02 A/km 计 算；对于10 kV 架 空线 路，平均 按照0.03 A/km 计 算。A.2.3 配电装 置 矿井配 电装 置产 生的 矿井 高压电 网单 相接 地电 容电 流，按 照电 缆线 路、架空 线 路产生 的矿 井高 压 电网单相 接地 电容 电流 的总 和，用 表A.1 中增 大率 进行计 算。表A.1 配电装 置产 生的 单相 接地 电容电 流的 增大 率 额定电压 kV 增大率%6 18 10 16 DB37/T 35172019 7 A.2.4 电网的 单相 接地 电容 电流 电网总 的单 相接 地电 容电 流为线 路、配电 装置 产生 的电容 电流 之和。DB37/T 35172019 8 B B 附 录 B（规范 性附 录）偏置电 容法 B.1 适用范 围 本方法 适用 于10 kV、6 kV电网中 性点 不接 地系 统。B.2 测量方 法 B.2.1 原理图 原理图 见图B.1。元件：C 偏置电容；QF 断路器；V 测量用电压表；A 测量用电流表；TV 电压互感器；TA1 保护用电流互感器；TA2 测量用电流互感器。注：TA1 的1、2 端子接断路器QF的过 流保护。图B.1 偏置电 容法 原理 图 B.2.2 测量步 骤 测量按 以下 步骤 进行：DB37/T 35172019 9 a)按图B.1 原理 接线；b)合 上 断路器 QF，读 取电 压 表、电 流表 的测 量数 值，读取完 毕后 立即 分开 断路 器QF；c)按 公式 B.1 计算 系统 单相 接地电 容电 流；d)三相轮 流测 量，结果 取最 大值。B.2.3 注意事 项 测量应 注意 以下 事项：a)测量前 应消 除系 统绝 缘缺 陷，宜 在电 气预 防性 试验 合格后 进行；b)应将断 路器 QF 的三 相触 头串联 使用，且 应有 保护，其保 护瞬 时动 作电 流应 整定为 Ic 的 4 5倍；c)电 流 表、电压 表准 确度 应不 低于 0.5 级；电压 互感 器、电 流互 感器 准确 度应 不低 于1 级；串接电容器 的连 接导 线应 选用 截面积 不小 于15 mm2的铜芯 电 缆；d)选取的偏置 电容额定 电压 应不低于被 测电网电 压，所形成的中 性点偏移 电压，最小值宜 大于3.5%的相 电压(电网 自然 产生的 中性点 偏移 电压最 大值)，最 大 值限 制在 15%相电压 内(系统运行允 许的最 大不平 衡度)。中性 点偏移 电压 以 5%10%相电压 为宜。按照 此范围，所 选 取的偏置 电容容 值不应 大于 三相总 对地电 容总容 值 10%，且不 应小 于三相 总对 地电容 总容值 的3.5%，建议 选取 电容 容值为 三 相对 地电 容总 容值的5%8%；e)投入电 容器 瞬间 将产 生合 闸涌流，应 在系 统稳 定后 读取测 量数 据；f)偏置电 容器 应装 在高 压柜 内或密 闭容 器内，并做 好 隔离及 安全 防护。在每 次 投入电 容器 前，应对电容 器进 行放 电操 作；g)应根据现场 实际情况 制定 相应的安全 技术措施，其 中应包括当 开关无法 分闸 时的备用停 电措施。B.2.4 数据处 理 根据测 量数 据按 公式(B.1)计算电 网单 相接 地电 容电 流：.(B.1)式中：Ic 系统 单相 接地 电容 电流，单位 为安 培（A）；Ic 流过 偏置 电容 的电 流，单 位为 安培（A）；Un 电网PT 二次 侧的 线 电压，单位 为伏 特（V）；U0 试验 时电 网电 压互感 器 二次 侧开 口三 角的 电压，单位 为伏 特（V）。DB37/T 35172019 10 C C 附 录 C（规范 性附 录）单相经 电阻 接地 法 C.1 适用范 围 本方法 适用 于10 kV、6 kV电网中 性点 不接 地和 经消 弧线圈 接地 系统。C.2 测量方 法 C.2.1 原理图 原理图 见图C.1。元件：R 电阻；L 消弧线圈；QF 断路器；A 测量用电流表；V 测量用电压表；TA1 保护用电流互感器；TA2 测量用电流互感器。注：TA1 的1、2 端子接断路器QF的过 流保护。图C.1 单相经 电阻 接地 法原 理图 C.2.2 测量步 骤 测量按 以下 步骤 进行：a)按图C.1 原理 接线；b)合 上 断路器 QF，读 取电 压 表、电 流表 的测 量数 值，读取完 毕后 立即 分开 断路 器QF；c)按 公式 C.1 计算 系统 单相 接地电 容电 流；d)三相轮 流测 量，结果 取最 大值。DB37/T 35172019 11 C.2.3 注意事 项 测量应 注意 以下 事项：a)测量前 应消 除系 统绝 缘缺 陷，宜 在电 气预 防性 试验 合格后 进行；b)应将断 路器 QF 的三 相触 头串联 使用，且 应有 保护，其保 护瞬 时动 作电 流应 整定为 Ic 的 4 5倍；c)电流表、电 压表 准确 度应 不低 于 0.5 级；电压 互感 器、电 流互 感器 准确 度应 不低 于1 级；串接电阻的 连接 导线 应选 用截 面积不 小 于 15 mm2的铜 芯 电缆；d)接地电 阻按 下列 原则 进行 选取：1)电阻器 功率 不小 于 6 kW，电 压 等级 不低于 10 kV；2)对 6 kV 中性 点不 接地 系统，宜 按表 C.1 选取 电阻 参数 进 行试 验，可以 使中 性点 偏 移电压限 制在 15%相 电压 内；表C.1 6 kV 中 性点 不接 地系 统试验 接 地电 阻选 取表 电容电流范围 电阻 R 阻值 Ic10 A 4000500 10 AIc 20 A 2000300 Ic20 A 1000100 3)对 10 kV 中性 点不 接地 系统，宜按 表C.2 选取 电阻 参数进 行试 验，可以 使中 性点偏 移 电 压限制在 15%相电压 内；试 验时，如无法 估算电 容电 流所处 区间，按照阻 值从 大到小 顺 序进行，先经 高阻 值做 起，粗算单 相接 地电 容电 流所 处区间，再 确定 接地 电阻 值，进 行 精 确测量；表C.2 10 kV 中性 点不 接地 系统 试验接 地电 阻选 取表 电容电流范围 电阻 R 阻值 Ic20 A 4000500 Ic20 A 2000300 4)对中性 点经 消弧 线圈 接地 系统，对电 阻值 的选 取可 参考以 上数 据，按照 从大 到小的 原 则，只要能 保证中 性点偏 移电 压大于 25 V，消弧 线圈可 靠动作 即可。该方法 只适 用于消 弧 线圈 伏 安特 性线 性的 消弧 线圈。对 伏安 特性 非线 性的消 弧 线圈，本方 法不 适用，推荐 选用 直接接地 法。e)应根据现场 实际情况 制定 相应的安全 技术措施，其 中应包括当 开关无法 分闸 时的备用停 电措施。C.2.4 数据处 理 根据测 量数 据按 公式(C.1)计算电 网单 相接 地电 容电 流：.(C.1)式中：IC 系统 单相 接地 电容电 流，单 位为 安培（A）；DB37/T 35172019 12 IR 流过 接地 电阻 的电流，单位 为安 培（A）；Un 电网PT 二次 侧的 线 电压，单位 为伏 特（V）；U0 试验 时电 网电 压互感 器 二次 侧开 口三 角的 电压，单位 为伏 特（V）。DB37/T 35172019 13 D D 附 录 D（规范 性附 录）信号注 入法 D.1 适用范 围 本方法 适用 于10 kV、6 kV电网中 性点 不接 地系 统。本方法 不适 用于 安装 有电 容式电 压互 感器 的电 网系 统。D.2 测量方 法 D.2.1 原理图 原理图 见图D.1。图D.1 信号注 入法 原理 图 D.2.2 测量方 法 将不同 频率 的信 号经 电压 互感器 的低 压开 口三 角处 注入电 网，由测 试仪 器读 出 电网的 单相 接地 电 容电流。D.2.3 测量步 骤 测量按 以下 步骤 进行：a)选择好 电压 互感 器柜；b)将信号 端子 接入 电压 互感 器柜开 口三 角绕 组da、dn 端子；c)将测量 仪器 接上 接地 线；d)测取电 网单 相接 地电 容电 流。D.2.4 注意事 项 测量应 注意以 下事 项：a)选 用 的仪 器准 确度 不低于1 级；b)测 量时 PT 中 性点 直接 接地；a)测量时 应断 开连 接在 电压 互感器 开口 三角 的其 它设 备，如各 消谐 装置（可 控 硅式、压 敏电 阻 式消谐器 除外）、电压 继电 器等。DB37/T 35172019 14 _