ICS

CCS

CES

團體標準

T/CES—202×

特高壓直流工程消能裝置用

等離子體噴射觸發間隙技術規范

TechnicalspecificationforplasmajettriggergapforfastcontrolofUHVDCcontrollable

andadaptiveenergyabsorptiondevice

征求意見稿

××××-××-××發布××××-××-××實施

中國電工技術學會發布

T/CES××××—××××

特高壓直流工程消能裝置用等離子體噴射觸發間隙技術規范

1范圍

本文件中規范的等離子體噴射觸發間隙（以下簡稱觸發間隙）用于特高壓直流工程可控自恢復消

能裝置的快速控制。特高壓混合直流工程中，受端交流電網故障容易導致功率冗余，在柔直母線上出

現過電壓，需要快速泄放能量抑制過電壓。需要在柔直母線上加裝可控自恢復消能裝置，本質為大容

量可控避雷器。觸發間隙與可控部分并聯，接到命令后快速觸發導通將可控部分旁路，僅投入固定部

分深度抑制過電壓并吸收冗余能量，保護柔直閥組。觸發間隙通過產生等離子體噴射的觸發方式實現

主電極氣體間隙在極低電壓下的快速觸發導通，短時通過大電流直至并聯的快速斷路器關合或系統故

障開斷，觸發間隙快速熄弧并絕緣恢復，具備下一次觸發導通的能力。其他等級可以參考使用。

本文件適用于觸發間隙，規范了標志、正常運行條件、額定值、關鍵技術要求和設計實現、型式

試驗、出廠試驗、現場驗收試驗、運輸和運行維護規則等內容。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文

件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適

用于本文件。

GB/T38328—2019柔性直流系統用高壓直流斷路器的共用技術要求

GB/T11022—2020高壓交流開關設備和控制設備標準的共用技術要求

GB/T12022工業六氟化硫

GB/T8979純氮、高純氮和超純氮

GB/T8320銅鎢及銀鎢電觸頭

GB/T21429戶外和戶內電氣設備用空心復合絕緣子定義、試驗方法、接收準則和設計推薦

GB/T16927.1高電壓試驗技術第1部分：一般定義及試驗要求

GB/T11023高壓開關設備六氟化硫氣體密封試驗方法

GB/T4208外殼防護等級（IP等級）

GB/T7261繼電保護和安全自動裝置基本試驗方法

GB/T17626電磁兼容試驗和測量技術系列標準

GB/T2434電力電子產品環境試驗系列標準

GB/T15972光纖試驗方法規范系列標準

3術語和定義

3.1

觸發間隙型可控自恢復消能裝置TriggergapControlledadaptiveenergyabsorptiondevice

通過觸發間隙實現快速控制的可控自恢復消能裝置，簡稱消能裝置。核心是觸發間隙控制的可控

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避雷器，接線及工作原理詳見附錄A。當混合直流輸電系統受端交流側故障，能量無法送出時，柔直

閥組上會出現過電壓，消能裝置控制系統檢測到過電壓，命令觸發間隙快速導通將避雷器可控部分旁

路，深度抑制過電壓，提高冗余能量吸收能力，保護柔直閥組并實現故障穿越。然后與觸發間隙并聯

的斷路器關合轉移間隙電流或系統故障電流開斷，觸發間隙熄弧恢復絕緣，斷路器在故障清除后開斷

避雷器直流泄漏電流，將消能裝置再次投入運行。

3.2

等離子體噴射觸發間隙Plasmajettriggergap

簡稱觸發間隙（GAP），通過產生和噴射等離子體引起間隙導通的裝置。包含氣體絕緣的間隙本

體、觸發器、控制系統，及控制箱、供能變、絕緣平臺（包含支撐平臺、光纖絕緣子、充氣絕緣子）

等輔助系統，工作原理詳見附錄B。間隙本體內置主電極及導電結構，主電極內嵌等離子體噴射觸發

腔。當控制系統接收到消能裝置控制保護發出的觸發指令后，能夠控制觸發器快速輸出觸發能量，燒

蝕觸發腔產生大量等離子體噴入主間隙，使主間隙電場畸變引起放電，實現主間隙在極低電壓下的觸

發導通，短時通過大電流直至并聯的斷路器關合，快速熄弧并絕緣恢復，具備下一次觸發導通的能力。

間隙本體、觸發器和控制系統的全部或部分模塊安裝于中性線高電位，需要絕緣平臺提供對地絕緣支

撐，供能變提供高電位隔離供能，光纖絕緣子提供高電位通訊、充氣絕緣子提供高電位充補氣。

3.3

最低可觸發電壓triggerpermissionvoltageofagap

觸發間隙能夠受控觸發的最低端間直流電壓。

3.4

觸發導通時延triggereddischargedelayofagap

觸發間隙從接收到觸發指令時刻至主間隙導通時刻的時間差。

4標志

4.1觸發間隙型號

觸發間隙型號中各數字和字母代表的意義如圖1所示。

圖1觸發間隙型號定義規則

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4.2觸發間隙銘牌

觸發間隙的銘牌應固定在間隙外殼上，且應以下述最少資料永久地標示在觸發間隙銘牌上。

—研發/制造廠名或商標。

—型號。

—絕緣氣體種類及混合比（必要時）。

—額定氣壓。

—額定電壓。

—額定雷電沖擊耐受電壓。

—最低可觸發電壓。

—觸發導通時延。

—額定短路電流峰值、持續時間和次數。

—重量。

—制造年、月。

—出廠編號。

5正常運行條件

觸發間隙通常戶內使用，運行環境條件包括以下幾個方面：

——環境溫度：-5℃~40℃，24h內平均溫度不超過35℃。

——陽光輻射的影響可以忽略。

——海拔不超過1000m。

——相對濕度最大值為60%。

——爬電比距建議20mm/kV。

——地震烈度按實際工程要求。

若在戶外使用時，應在以下環境條件下可靠工作：

——環境溫度：-40℃~+40℃。

——太陽最大輻射不超過1kW/m2。

——海拔不超過1000m。

——相對濕度最大值95%。

——風速不大于34m/s。

——污穢度等級d級。

——地震烈度按實際工程要求。

6額定值

6.1概述

觸發間隙的通用額定值應從下列各項中選取（適用的）：

a）額定電壓；

b）額定絕緣水平；

c）額定短路電流；

d）最低可觸發電壓；

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e）觸發導通時延；

f）觸發器和控制系統的額定電源電壓和頻率；

g）絕緣氣體種類、額定混合比；

6.2額定電壓

在規定的運行條件下，觸發間隙的連續運行直流電壓，等于可控消能裝置可控部分額定工作電壓

（柔直母線額定電壓*消能裝置可控部分參考電壓/整體參考電壓），單位為kV。柔直母線額定電壓從

下列值中選取：

100kV、160kV、200kV、320kV、400kV、535kV

注1：以上額定值是參考GB/T38328-2019給出的。

注2：對于額定電壓有特殊要求時，由供需雙方協商確定。

6.3額定絕緣水平

觸發間隙的額定絕緣水平由消能裝置設計確定，可取柔直母線額定絕緣水平*消能裝置可控部分參

考電壓/整體參考電壓。

絕緣水平應包括直流耐受電壓（1min直流耐受電壓、2h直流耐受電壓）、額定雷電沖擊耐受電壓

和額定操作沖擊耐受電壓（如有）。

6.4額定短路電流

觸發間隙的額定短路電流峰值、通流時間、通流次數及通流后絕緣恢復要求由消能裝置設計確定。

額定短路電流峰值由受端交流系統故障時、消能裝置可控部分被旁路后，流過固定部分的最大短

路電流波形決定；通流時間由并聯的斷路器最長關合時間或系統故障最大清除時間決定。消能裝置無

明確要求時，通流時間按30ms考慮，通流次數按20次考慮，通流后100ms恢復耐受額定電壓。

6.5最低可觸發電壓

觸發間隙的最低可觸發電壓由消能裝置需要投入的可控部分長期工作電壓確定，并留有一定裕度，

建議可按可控部分受諧波影響后最低工作電壓的90%。

6.6觸發導通時延

觸發間隙的觸發導通時延應＜1ms。

6.7觸發器和控制系統的額定電源電壓和頻率

GB/T11022-2020的5.9適用，建議AC220V、50Hz。

6.8絕緣氣體種類、額定混合比（適用時）

觸發間隙可采用SF6或30±1%（體積比）SF6/N2混合氣體絕緣。

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7關鍵技術要求及設計實現參考

7.1基本結構設計

7.1.1成套裝置

觸發間隙成套裝置整體結構詳見附圖B-2，由間隙本體、控制箱（內置觸發器）、控制系統（可與

觸發器一體設計，也可部分模塊放置于觸發器內、部分模塊放置于繼保室內）、供能變和絕緣平臺組成。

間隙本體和控制箱安裝于中性線高電位的絕緣平臺上。供能變從地電位給控制箱中控制系統設備隔離

供電。絕緣平臺包括安裝平臺、支撐絕緣子、光纖絕緣子和充氣絕緣子等，用于給間隙本體及控制箱

中設備提供絕緣支撐、光纖通訊及充氣通道。

為提高觸發可靠性可考慮冗余設計，在復合外套內安裝兩對主電極，相應的觸發器和控制系統均

為獨立的兩套。兩對主電極可以同時觸發也可以相繼觸發。

7.1.2間隙本體

觸發間隙應采用氣體絕緣的復合外套結構，包括復合絕緣筒、上下蓋板和過渡桶，復合絕緣筒內

部安主電極和導電桿。高壓引線連接上蓋板，經高壓導電桿引入間隙連接高壓電極，低壓電極放置于

低壓導電桿上與下蓋板相連，經接線端子連接可控避雷器低壓引線。過渡桶安裝在復合絕緣筒下方，

設計有充氣孔、觸發接線端子用絕緣法蘭和防爆膜（如有），觸發接線端子用于將觸發器輸出的觸發高

壓引入間隙本體連接觸發電極。

主電極采用平行平板電極形成稍不均勻電場，主電極內嵌觸發腔，觸發腔內包含觸發電極。燒蝕

觸發腔可產生等離子體噴入氣體間隙，實現可靠導通。

主電極為螺旋槽自磁場電極結構，觸發間隙導通后電極間燃弧維持通流。在自磁場電動力作用下

電弧會沿間隙邊緣高速旋轉，避免電極局部燒蝕。

高、低壓主電極平行度、同軸度和旋弧槽方向對間隙性能有重要影響。應保證加工精度，并出廠

前在工裝上進行預裝配，確認滿足平行度、同軸度、同一間隙上下電極旋弧瓣旋向一致且槽口相對、

兩對間隙旋弧瓣方向相反等控制因素后，再正式安裝。

7.1.3觸發器

觸發器包括儲能電容、晶閘管組件、充電裝置、放電回路和其他元件。晶閘管組件用于控制儲能

電容放電，輸出觸發高壓；充電裝置用于對儲能電容快速充電，并實時監測儲能電容電壓；放電回路

用于觸發器斷電時泄放儲能電容能量，保證運維人員安全；其他元件包含脈沖變壓器、電阻和小電容

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等，依據不同觸發需求配置。

7.1.4控制箱

控制箱為觸發器和控制系統提供外殼防護。

觸發間隙在戶內運行時，控制箱防護等級應滿足IP44。

觸發間隙在戶外運行時，控制箱防護等級應滿足IP55，還應考慮防寒、防腐、防雨、防風、防潮、

的性能。

7.2絕緣氣體

7.2.1技術要求

觸發間隙建議采用絕緣和滅弧性能較好的SF6或SF6/N2混合氣體（以下簡稱混合氣體），并規定額

定壓力、最高壓力和最低壓力，并保證在氣壓范圍內可實現可靠絕緣、觸發、大電流通流及快速絕緣

恢復。

最高壓力建議不超過額定壓力1.05倍，以免影響觸發性能。

考慮氣體泄漏及合理充氣間隔后設置最低壓力，要保證絕緣性能并提前預警，最低壓力和報警壓

力建議按照額定壓力的0.95、0.97。

制造方應提供混合氣體的氣室容積和氣體質量要求，并為用戶提供充入氣體、氣體監測、及回收

氣體的必要說明。

7.2.2成分及參數要求

若采用SF6氣體絕緣，應滿足如下要求：SF6應使用符合GB/T12022的新的氣體，氣體中水分含

量允許值，交接驗收時≤150μL/L，運行時≤300μL/L，年漏氣率≤0.5%。

若采用混合氣體絕緣，應滿足如下要求：

a)SF6應使用符合GB/T12022的新的氣體，N2氣體應符合GB/T8979的要求。SF6/N2混合氣體

應控制混合比、成分、水分。

b)混合氣體混合比偏差不超過±1%。

c)使用混合氣體壓力表（帶繼電器）進行本體氣體壓力監測。

d)混合氣體中水分含量允許值，交接驗收時≤120μL/L，運行時≤250μL/L。

e)SF6年漏氣率≤0.15%。

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7.3絕緣

7.3.1技術要求

觸發間隙應保證在氣體最低工作壓力下滿足內絕緣要求。

在1.1倍額定電壓下外部無電暈，1.2倍額定電壓下內部無局放。

7.3.2內絕緣設計

觸發間隙內部應為稍不均勻電場，要嚴格控制雷電沖擊絕緣下最高設計場強，混合氣體中的場強

控制值可參考附錄C。

觸發間隙本體用復合絕緣筒在1.2倍額定電壓下應無局放。

7.3.3外絕緣設計

觸發間隙本體高、低壓接線端子和絕緣平臺邊緣應圓角防止電暈，必要時安裝均壓環。

7.4觸發

7.4.1觸發方式

觸發間隙通過觸發電極與主電極間放電燃弧，燒蝕觸發腔產生等離子體噴射的觸發方式實現在間

隙兩端極低電壓下快速觸發導通。

7.4.2可靠觸發氣壓

觸發間隙在氣體壓力范圍內均能可靠觸通，尤其是在超出額定運行壓力的最高壓力下也能保證觸

發可靠。

7.4.3觸發導通時延

間隙觸發設計應保證正/負最低可觸發電壓下均能在1ms內能可靠觸通。

7.4.4配合系統重合閘的觸發設計

間隙應具備“觸發→300ms后再次觸發”的觸發能力，以滿足系統重合閘需求。觸發器內可設計兩

套獨立的觸發回路，即可相繼放電實現間隔300ms連續放電，也可作為冗余提高觸發可靠性。

7.4.5觸發腔

觸發電極應為耐燒蝕材料，建議選擇銅鎢合金。

觸發腔所用絕緣材料在電弧燒蝕下應可以產生足夠等離子體噴出，滿足間隙導通需求，同時兼顧

電弧燒蝕形變量小并與SF6及其分解產物相容的特性，建議采用聚四氟乙烯。應避免在聚四氟乙烯等

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質地較軟的沿面放電材料上打螺紋孔用于限位或與其他部件固定。

觸發腔屬于精密零件，設計時通過加工公差的配合確保各部分緊密壓接不存在寄生容積。在產品

裝配前應先將觸發腔與產品化下電極裝配為一體后，進行出廠觸發測試，確認觸發性能良好后再整體

安裝在產品上，避免現場散件裝配。

7.4.6觸發器

觸發器電壓、電流輸出特性應與觸發腔結構匹配，即能產生足量等離子體保證觸發可靠性，也要

避免單次能量過大，過度燒蝕觸發腔降低觸發壽命。

觸發器內儲能電容應選擇干式自愈式電容，避免選擇油絕緣電容。

觸發器額定工作電壓應低于10kV，保證長期運行可靠性，出廠前應進行絕緣試驗檢查，各元件絕

緣水平不低于額定工作電壓的1.5倍。

觸發器內電容電壓正常是觸發成功的最關鍵因素，觸發過程中電容電壓的變化可反應觸發腔狀態。

因此，可以實時監測觸發器內電容電壓用于現場運行監測。

觸發器內元件接地端匯聚一點與間隙本體低壓端單點連接，觸發器外殼通過控制箱外殼和間隙本

體低壓端等電位連接，由此實現觸發器內元件與觸發器外殼單點連接，防止觸發過程中地電位浮動導

致觸發器殼體通流。

7.5通流及絕緣恢復

7.5.1基本要求

觸發間隙應按技術要求具備大容量通流能力，通流后應能快速絕緣恢復，以便消能裝置可控部分

再次投入運行。絕緣恢復要求由消能裝置提出，若無明確要求可按100ms后恢復耐受額定電壓設計。

觸發間隙通過高、低壓主電極間燃弧維持電流導通，主電極應具備足夠抗電弧燒蝕性能。通流后

主電極表面燒蝕均勻，無龜裂、開裂、掉渣等。通流中應避免電弧擴散到主電極背面或導電桿等部位，

產生大量金屬蒸汽影響控弧。

7.5.2導體通流要求

觸發間隙導體為懸臂結構，應開展電動力校核，確認通流不會破壞間隙高、低壓電極平行度及同

軸度。

間隙高、低壓導電桿應滿足額定短路峰值電流、3s的通流能力。

7.5.3主電極材料及結構

主電極板應采用耐燒蝕的CuW80材料，整體燒結溶滲工藝，特性需滿足GB/T8320中4.1和4.3

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銅鎢觸頭相關規定。燒結溶滲后應將銅基座完全去除只留銅鎢材料，避免通流過程中燒蝕銅基座產生

大量銅蒸汽影響控弧。

主電極由電極板和電極座構成。電極板開螺旋槽形成自磁場旋弧結構，電弧在電極中央產生后很

快受電流偏轉產生的電動力移動到電極邊緣快速旋轉，減輕電弧對主電極燒蝕。電極板應保證足夠的

機械強度，避免旋弧過程中電動力引起旋弧瓣輕微變形，影響通流后絕緣性能。旋弧槽旋向設計時應

保證安裝后，同間隙上下電極旋弧槽旋向一致，雙間隙結構中兩個間隙旋弧槽旋向相反。電極座中空

內置觸發腔，不宜過短，防止通流時電弧燒蝕電極座；也不宜過長，給觸發腔加工增加困難。

7.5.4復合絕緣筒

復合絕緣筒選型需考慮燃弧過程中高溫的影響，絕緣筒內壁應附著耐SF6分解產物涂層，防止

SF6分解產物的腐蝕以及電弧分解物的附著導致絕緣強度降低。

間隙通流過程中電弧高溫可能烘烤復合絕緣筒內壁，導致表面變色、發黑，是允許出現的。但電

弧不應燒蝕內壁造成復合絕緣筒機械或絕緣性能下降。

觸發間隙通流及絕緣恢復型式試驗后，應按觸發間隙額定絕緣水平的80%開展絕緣試驗，試驗中

不再測量局放。若發現復合絕緣筒有燒蝕，應酌情開展例行水壓試驗和破壞水壓試驗。

7.5.5防弧罩

必要時可在主電極周圍增加耐電弧燒蝕的防弧罩防止電弧過于擴散，防弧罩可采用斷路器噴口材

料。

7.6內部燃弧壓力承受設計

7.6.1需耐受的正常燃弧工況

觸發間隙導通后電極間燃弧，直至并聯斷路器關合后間隙熄弧。連續兩次通流后，間隙應能耐受

燃弧導致壓力升高。

7.6.2允許壓力釋放的異常燃弧工況

觸發間隙導通后電極間燃弧，并聯斷路器拒合，在電網最嚴重短路電流下燃弧超過100ms，允許

間隙壓力釋放。壓力釋放應不影響人員及其他設備安全。

7.6.3設計校核

上述工況需要開展內部燃弧壓力升高仿真結合防爆膜參數進行校核。混合氣體中燃弧壓力升高計

算方法可參考附錄D。

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7.7測量控制

7.7.1關鍵測量參量

觸發器內儲能電容電壓可反應間隙觸發性能，間隙電壓和間隙電流可以用于判斷間隙能否導通，

均應實時監測。

若消能裝置測控系統中設計了間隙電壓和間隙電流測量設備，可以直接引用。

7.7.2控制功能

（1）間隙觸發

觸發間隙控制系統接收觸發指令后，在觸發回路儲能電容電壓和間隙電壓判斷滿足觸發條件時，

控制晶閘管導通使儲能電容放電，從而使間隙導通，并自動累計間隙觸發次數，間隙觸發后可發出電

信號用于與斷路器等聯動（需要時）。可以接收四種觸發信號：

①光纖觸發：控制系統光纖口接收控保裝置下發的觸發命令。

②電控觸發：控制系統電控口接收無源/DC220V電信號的觸發命令。

③以太網口觸發：控制系統以太網口接收后臺調試軟件發送的觸發命令。

④自觸發：控制系統通過模擬量采集端口監測電壓/電流，判斷達到設定觸發閾值時自行觸發。

（2）控制系統狀態監測

間隙控制系統實時監測控制系統自身工作狀態、與上級控保系統的通信狀態，并將自檢狀態實時

報送給控保系統。控制系統可完成三種狀態監測目標：

①通過光纖接至上級控保裝置，將控制系統的實時狀態上傳至上級控保裝置。

②檢測接收到上級控保下行信號的光功率，異常時上報。

③（調試用）通過以太網在上位機測試軟件顯示間隙觸發控制系統的狀態以及模擬量數據。

（3）電壓電流模擬量采集及保護監控

控制系統實現對觸發回路儲能電容電壓、間隙電壓和間隙電流模擬量的采樣和錄波，間隙電壓和

電流信號也可共用系統測量裝置信號。

（4）間隙狀態監測

控制系統在未接到間隙觸發命令時，實時判斷間隙是否觸發就緒、是否存在異常放電；在發出觸

發回路晶閘管導通命令后，判斷晶閘管是否導通成功、間隙是否觸發成功。

（5）觸發回路儲能電容充電控制及保護

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控制充電裝置對觸發電容快速充電，可根據觸發需求控制儲能電容充電電壓。實時監測儲能電容

狀態，異常時將該觸發回路退出。

（6）掉電保護

間隙控制系統應具備在系統電源短時（200ms以內）掉電后正常工作的功能（實現正常觸發和信

息上送等）。

7.7.3控制系統端子對殼絕緣要求

絕緣電阻：不低于100MΩ；

工頻耐壓：2kV，1min。

7.7.4控制系統電磁兼容水平

按特高壓直流工程中控制保護系統電磁兼容水平要求，觸發間隙控制系統的電磁兼容水平如表1所

示：

表1控制系統的額定電磁兼容水平

序號項目等級

1靜電放電抗擾度4級

2射頻電磁場輻射抗擾度4級

3電快速瞬變脈沖群抗擾度4級

4浪涌（沖擊）抗擾度4級

5射頻場感應傳導騷擾抗擾度3級

6工頻磁場抗擾度5級

7脈沖磁場抗擾度5級

8阻尼振蕩磁場抗擾度5級

9阻尼振蕩波抗擾度3級

7.8供能變

7.8.1結構

采用單相雙繞組，一次繞組和鐵芯接地，二次繞組對地（一次繞組和鐵芯）絕緣，一、二次繞組

間設置接地屏蔽。

7.8.2絕緣形式及要求

二次繞組對地絕緣可采用SF6或環氧澆筑，如果采用SF6絕緣，套管導電桿和二次繞組采用懸掛絕

緣結構，避免使用環氧絕緣件。自然冷卻。絕緣材料均為阻燃材料，防火阻燃等級UL94V-0。

一次繞組為220V/2kVA繞組，端子間和對地絕緣AC500V，1min；二次繞組為220V/2kVA繞組，

端子間絕緣AC500V，1min，二次繞組對地（一次繞組和鐵芯）絕緣水平與中性線絕緣水平相同。

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T/CES××××—××××

7.8.3穩定性

一次繞組輸入端設計開關電源穩壓模塊，輸入電壓變化±20%時，二次繞組輸出電壓波動控制在±2%

以內。額定功率下輸出電壓下降小于5%。繞組溫升不大于40K。

7.9絕緣平臺

絕緣平臺中支撐絕緣子、光纖絕緣子和充氣絕緣子，均應采用復合外套結構，絕緣水平與中性線

相同。要滿足<GB/T21429戶外和戶內電氣設備用空心復合絕緣子定義、試驗方法、接收準則和設計

推薦>。

支撐絕緣子應開展機械受力校核。

光纖絕緣子中光纖數目按雙倍冗余設計。

充氣絕緣子承壓設計應與間隙本體復合絕緣筒相同。

7.10無線電干擾電壓水平

在施加1.1倍額定電壓時，無線電干擾電壓水平不超過2000μV。

8型式試驗

8.1概述

觸發間隙型式試驗分間隙整機、觸發器和控制系統和成套裝置三部分開展。觸發間隙本體和控制

箱（包含觸發器）、控制系統構成間隙整機，可實現間隙絕緣、觸發和通流等關鍵性能，間隙整機型式

試驗中對觸發器和控制系統的功能和穩定性也進行了考核。控制系統試驗主要開展在間隙整機試驗中

沒有考核到的絕緣、電磁兼容和環境等項目。成套裝置重點考核間隙整機安裝于中性點高電位時的電

暈，以及絕緣平臺的絕緣性能。具體型式試驗項目及方法，如表2所示。其余關鍵組部件型式試驗按

相關標準開展，本標準中僅提出了需要重點關注的試驗項目。

表2型式試驗列表

序號試驗項目試驗方法及判據備注

1絕緣試驗見本文件8.2.1

2觸發功能試驗見本文件8.2.2

3觸發壽命試驗見本文件8.2.3

4間隙整機直流通流及絕緣恢復見本文件8.2.4

試驗

5密封試驗見本文件8.2.5

6見本文件8.2.6混合氣體絕緣的觸發

氣體混合比

間隙適用

12

T/CES××××—××××

序號試驗項目試驗方法及判據備注

7氣體水分含量測定見本文件8.2.7

8控制箱防護等級試驗見本文件8.2.8

9

控制系統絕緣試驗見本文件8.3.1

10控制系統觸發器和控制系統電見本文件8.3.2~8.3.10

磁兼容試驗

11控制系統環境試驗見本文件8.3.11

12成套裝置電暈及絕緣

間隙成套裝置見本文件8.4

平臺絕緣試驗

8.2間隙整機試驗

8.2.1絕緣試驗

（1）試驗目的

檢驗間隙本體絕緣耐壓能否滿足要求。

（2）試驗樣機

對間隙本體開展試驗，可以不帶控制箱。間隙本內充最低壓力氣體。

（3）試驗內容

10s直流耐壓、2h直流耐壓、操作沖擊耐壓試驗（如有）、雷電沖擊耐壓試驗。

（4）試驗方法及判據

依據GB/T16927.1，低壓端接地，高壓端對地加壓，考慮正負極性，最后一項試驗應為直流耐壓。

8.2.2觸發功能試驗

（1）試驗目的

檢驗間隙在最低可觸發電壓下觸發能力。

（2）試驗樣機

對間隙本體帶控制箱及內部全部設備開展試驗，間隙本體內充最高壓力氣體。

（3）試驗方法及判據

對間隙本體帶控制箱及內部全部設備開展試驗。

試驗電路如圖8-1所示，選用大功率直流電源配MΩ級保護電阻，可在間隙觸通至熄弧的短時燃

弧瞬間不因短路保護跳閘。間隙本體兩端分別施加正、負極性最低可觸發電壓，重復試驗3次，每次

試驗間隔10分鐘。試驗過程中監測間隙兩端電壓及電流，要求間隙可靠單次或連續（必要時）觸通

13

T/CES××××—××××

（觸通判據為間隙電壓0.5ms內跌落至低于10%，或出現5A以上間隙雜散電容放電電流），不得出現

誤觸發或拒觸發。

保護電阻

直

流

高K間隙

壓

源

圖8-1觸發試驗回路

8.2.3觸發壽命試驗

（1）試驗目的

檢驗觸發可靠性及壽命。

（2）試驗樣機

間隙設計多套觸發腔、觸發器和控制系統時，可僅對間隙本體帶控制箱及內部一套觸發器和控制

系統連接一套觸發腔開展試驗。間隙本體內充額定壓力氣體。

（3）試驗方法及判據

試驗電路如圖8-1所示，間隙本體分別在正、負極性最低可觸發電壓下開展單次觸發試驗（每次

間歇時間2~3min），試驗過程中監測間隙兩端電壓及電流，要求間隙可靠觸通（判據為從接到觸發命

令后電壓跌落，并且跌落至低于10%時間小于0.5ms，或出現5A以上間隙雜散電容放電電流），不得

出現誤觸發或拒觸發。

8.2.4直流通流及絕緣恢復試驗

（1）試驗目的

檢驗間隙本體直流大電流通流及通流后絕緣恢復能力。

（2）試驗樣機

對間隙本體帶控制箱及內部一套觸發器和控制系統連接一套觸發腔開展試驗。間隙本體內充額定

功能壓力氣體。間隙內部安裝兩對觸頭時，僅取一對觸頭開展通流試驗。

（3）試驗方法

間隙本體在氣體額定工作壓力下開展試驗正、負極性通流試驗次數各半，單次試驗間隔0.5h。通

流試驗結束后進行絕緣檢查。

14

T/CES××××—××××

觸發間隙直流通流試驗可采用如圖8-2（a）所示電路，通流后施加直流恢復電壓。SP-TG為試品

觸發間隙。電流源回路采用電容器組振蕩放電+二極管續流的方式產生直流衰減電流。Ci為電流源儲

能電容，提供間隙最低可觸發電壓，與電感Li振蕩產生大電流。續流二極管D與儲能電容反并聯，當

電流到達峰值時電容器組電壓反向，D導通將Ci旁路，與Li、SP-TG組成直流衰減電流回路。當試驗

電流與工程要求差距較大時，可在電流峰值滿足要求的前提下，通過控制燃弧時間開展通流電荷量等

效試驗。

各開關動作時序如圖8-2（b）所示。K2關合用于電流源接通，開斷后隔離電壓源保護電流源回路

設備。間隙通流后，K1閉合轉移間隙電流至“Li+K1”支路，協助間隙熄弧并降低續流二極管通流量。開

關K3接通用于接通直流電壓源施加直流恢復電壓。試驗方法如下，依據此回路開展的DC80kV觸發間

隙通流試驗波形如圖8-2（c）：

(1)試驗前K1和K2均處于分閘狀態，給電流源電容Ci充電，并將直流電壓源輸出升至恢復電壓

值。

(2)令K2合閘接通，電流源提供試品SP-TG最低可觸發電壓。

(3)試驗開始計時，0ms控制SP-TG觸通，電流源回路放電形成直流衰減電流。

(4)按SP-TG通流時間要求，控制K1閉合轉移SP-TG電流，SP-TG熄弧開始絕緣恢復。

(5)控制K2在恢復電壓施加前分閘，隔離電壓源。

(6)根據SP-TG絕緣恢復時間要求，控制K3閉合施加直流恢復電壓，可考核SP-TG絕緣恢復速

度。

(7)試驗結束后控制K1和K3開斷。

K1

K2K3

Li

SP-TG分

CiD壓DC

電流線圈器

（a）試驗回路

15

T/CES××××—××××

合閘

K1

分閘

合閘

K2分閘分閘

合閘

K3分閘

通流燃弧

SP-TG

斷開斷開

0通流結束施加恢復電壓

（b）開關動作時序

（c）DC80kV觸發間隙直流通流試驗波形

圖8-2直流通流及絕緣恢復試驗回路及參考試驗波形

（4）試驗合格判據

試驗電流最大值I等于觸發間隙短路電流峰值，單次通流電荷量不低于短路電流峰值*通流時間。

通流試驗后，按8.2.1進行全部絕緣試驗，試驗電壓按80%，氣壓按額定壓力，間隙絕緣試驗應能通過。

解體檢查試品觸頭應無明顯變形、開裂。

8.2.5密封試驗

（1）試驗目的

檢驗間隙本體密封性能。

（2）試驗樣機

對間隙本體開展試驗，不帶控制箱、觸發器及控制系統。間隙本體內充額定功能壓力氣體。

16

T/CES××××—××××

（3）試驗參數

SF6絕緣間隙，SF6年泄漏率≤0.5%，混合氣體絕緣間隙，SF6年泄漏率≤0.15%。

（4）試驗方法及判據

按GB/T11023中4.2.1SF6氣體檢漏方法開展試驗。

8.2.6氣體混合比測定

（1）試驗目的

檢驗混合氣體絕緣的間隙本體氣體混合比。

（2）試驗樣機

對間隙本體開展試驗，不帶控制箱、觸發器及控制系統。間隙本體內充額定功能壓力氣體。

（3）試驗參數

氣體混合比30%±1%。

（4）試驗方法及判據

試驗按照GB/T12022中相關要求進行。

8.2.7水分含量測定

（1）試驗目的

檢驗間隙本體氣體水分。

（2）試驗樣機

對間隙本體開展試驗，不帶控制箱、觸發器及控制系統。間隙本體內充額定功能壓力氣體。

（3）試驗參數

SF6氣體絕緣間隙水分≤150L/L，混合氣體絕緣間隙水分≤120L/L。

（4）試驗方法及判據

試驗按照GB/T12022中相關要求進行。

8.2.8控制箱防護等級試驗

（1）試驗目的

檢驗控制箱防塵防水性能。

（2）試驗樣機

僅對控制箱開展試驗，不帶觸發器及控制系統。

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T/CES××××—××××

（3）試驗方法及判據

試驗按照GB4208中相關要求進行。

8.3控制系統試驗

8.3.1絕緣試驗

（1）試驗目的

檢驗控制系統板卡對殼絕緣水平。

（2）試驗樣機

僅對單臺控制系統開展試驗。

（3）試驗參數

1min工頻耐壓2kV。

（4）試驗方法

試驗按照GB/T7261中13.2相關要求進行，外殼接地，對端子和外殼加壓（適用時）。

（5）試驗判據

控制系統內部無閃絡無擊穿。

8.3.2靜電放電抗擾度試驗

（1）試驗目的

檢驗控制系統抗靜電干擾能力。

（2）試驗樣機

僅對單臺控制系統開展試驗，可帶觸發器和間隙下電極，通過下電極是否產生等離子噴射輔助判

斷觸發是否正常。

（3）試驗參數

滿足GB/T17626.2中規定的試驗等級為4級的抗擾度要求。

（4）試驗方法

試驗方法按照GB/T17626.2相關規定的執行。實時通過上位機監測試品運行狀態。

（5）試驗判據

干擾過程中和干擾結束后，產品無損壞、無異常事件記錄，性能正常。

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T/CES××××—××××

8.3.3射頻電磁場輻射抗擾度試驗

（1）試驗目的

檢驗控制系統對由無線電發射機或任何其他發射連續波形式輻射電磁能的裝置所產生電磁場的抗

擾度。

（2）試驗樣機

僅對單臺控制系統開展試驗，可帶觸發器和間隙下電極，通過下電極是否產生等離子噴射輔助判

斷觸發是否正常。

（3）試驗參數

滿足GB/T17626.3中規定的試驗等級為4級的抗擾度要求。

（4）試驗方法

按照GB/T17626.3中相關規定執行，試驗前確定電波暗室中實驗場區滿足頻率和場強的均勻性

（注意避免駐波和擾動反射）。整機部件置于暗室內并連接所有電氣和光纖接線。設置試驗設備參數如

表7所示。

表3射頻電磁場輻射抗擾度試驗設備參數

試驗項目場強頻率

80~3000（掃頻）

80（點頻）

160（點頻）

射頻電磁場30V/m

380（點頻）

450（點頻）

900（點頻）

試驗開始前要求直流高壓電源放在暗室外面，通過高壓電源對暗室內控制系統供電，使其處于正

常工作狀態（可去掉靜態均壓電阻），然后開始進行輻射試驗，整個試驗進行三個方向的試驗。實時通

過上位機監測試品運行狀態。

（5）試驗判據

干擾過程中和干擾結束后，產品無損壞、無異常事件記錄，性能正常。

8.3.4電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

（1）試驗目的

檢驗控制系統對極短瞬態脈沖群的抗擾度。

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T/CES××××—××××

（2）試驗樣機

僅對單臺控制系統開展試驗，可帶觸發器和間隙下電極，通過下電極是否產生等離子噴射輔助判

斷觸發是否正常。

（3）試驗參數

滿足GB/T17626.4中規定的試驗等級為4級的抗擾度要求。

（4）試驗方法

按照GB/T17626.4中相關規定執行。將控制系統放在≥0.1m的絕緣木塊上，并連接電氣接線和光

纖。試驗分兩步進行：第一步，對于電源端口試驗及對試品整體性能的一個測試考慮，試驗測試時通

過耦合夾在試品高壓輸入端耦合瞬變脈沖，讓試品處于正常工作狀態中，然后進行瞬變脈沖群試驗。

通過上位機界面觀察瞬變脈沖群對整個試品運行的影響情況。第二步，對控制板卡性能進行考核，測

試方法為通過電源輸出將干擾信號耦合串入，試品處于正常工作狀態后，進行瞬變脈沖群試驗。實時

通過上位機監測試品運行狀態。

（5）試驗判據

干擾過程中和干擾結束后，產品無損壞、無異常事件記錄，性能正常。

8.3.5浪涌（沖擊）抗擾度試驗

（1）試驗目的

檢驗控制系統電源能否具備承受浪涌（沖擊）抗擾度的能力。

（2）試驗樣機

僅對單臺控制系統開展試驗，可帶觸發器和間隙下電極，通過下電極是否產生等離子噴射輔助判

斷觸發是否正常。

（3）試驗參數

滿足GB/T17626.5中規定的試驗等級為4級的抗擾度要求。

（4）試驗方法

試驗方法按照GBT17626.5中相關規定的執行，將干擾信號串入板卡電源的輸入端口。實時通過

上位機監測試品運行狀態。

（5）試驗判據

干擾過程中和干擾結束后，產品無損壞、無異常事件記錄，性能正常。

20

T/CES××××—××××

8.3.6射頻場感應的傳導騷擾抗擾度

（1）試驗目的

檢驗電源對騷擾源作用下形成的電場和磁場的一種抗擾度。

（2）試驗樣機

僅對單臺控制系統開展試驗，可帶觸發器和間隙下電極，通過下電極是否產生等離子噴射輔助判

斷觸發是否正常。

（3）試驗參數

滿足GB/T17626.6中規定的試驗等級為X級的抗擾度要求。

（4）試驗方法

按照GB/T17626.6中規定的執行，試驗中電源口和信號口分別采用間接耦合和直接耦合的方式為

試品提供傳導騷擾，射頻傳導感應傳導器參數如表8所示。試驗前，試品應距離參考接地平面上0.1m

高的絕緣支架，全部被測電纜上應插入耦合和去耦裝置，該裝置距離受試設備0.1m~0.3m處與參考平

面間接觸。

試驗分兩步進行：第一步，高壓端試驗，通過耦合夾在試品高壓輸入端耦合傳導脈沖，試品處于

正常工作狀態后，進行輻射傳導試驗。通過上位機觀察試品是否工作正常。第二步，低壓端試驗，傳

導脈沖串聯加在試品電源輸出上，在試品處于正常工作狀態后，進行射頻傳導試驗。通過上位機界面

觀察脈沖群在整個電源上對試品運行狀態的影響情況。實時通過上位機監測試品運行狀態。

表4射頻傳導感應傳導器參數

頻率范圍開路試驗電平頻率增步率

150kHz~80MHz（掃頻）

27MHz（點頻）20V1%

68MHz（點頻）

（5）試驗判據

干擾過程中和干擾結束后，產品無損壞、無異常事件記錄，性能正常。

8.3.7工頻磁場抗擾度檢驗試驗

（1）試驗目的

檢驗電源對附近導體中的工頻電流或較為少見的由其他器件產生的磁場的抗擾度。

（2）試驗樣機

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T/CES××××—××××

僅對單臺控制系統開展試驗，可帶觸發器和間隙下電極，通過下電極是否產生等離子噴射輔助判

斷觸發是否正常。

（3）試驗參數

滿足GB/T17626.8中規定的試驗等級為5級的抗擾度要求。

（4）試驗方法

按照GB/T17626.8中規定的執行。將試品控制系統放置于測試臺上，設置工頻電磁裝置的參數如

表9所示，連接供電電源，給試品輸入端供電，使試品進入正常工作狀態。試驗需要在三個方向分別

進行。實時通過上位機監測試品運行狀態。

表5工頻電磁裝置參數

試驗內容磁場強度試驗時間

工頻電磁場抗擾度試驗（短時）1000A/m3s

穩定持續磁場試驗100A/m30s

（5）試驗判據

干擾過程中和干擾結束后，產品無損壞、無異常事件記錄，性能正常。

8.3.8脈沖磁場抗擾度試驗

（1）試驗目的

檢驗電源受到規定的脈沖磁場抗擾度時功能是否正常。

（2）試驗樣機

僅對單臺控制系統開展試驗，可帶觸發器和間隙下電極，通過下電極是否產生等離子噴射輔助判斷

觸發是否正常。

（3）試驗參數

滿足GB/T17626.9中規定的試驗等級為5級的抗擾度要求。

（4）試驗方法

按照GB/T17626.9中規定的執行。將試品控制系統放置于測試臺上，設置工頻電磁裝置參數如下：

上升時間為6.4μs±30%，持續時間為16μs±30%，輸出電流范圍為100~1000A，極性為正極性和負極性，

試驗需要在三個方向分別進行。實時通過上位機監測試品運行狀態。

（5）試驗判據

干擾過程中和干擾結束后，產品無損壞、無異常事件記錄，性能正常。

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T/CES××××—××××

8.3.9阻尼振蕩磁場抗擾度試驗

（1）試驗目的

檢驗試品受到規定的阻尼振蕩抗擾度試驗時功能是否正常。

（2）試驗樣機

僅對單臺控制系統開展試驗，可帶觸發器和間隙下電極，通過下電極是否產生等離子噴射輔助判

斷觸發是否正常。

（3）試驗參數

滿足GB/T17626.10中規定的試驗等級為5級的抗擾度要求。

（4）試驗方法

按照GB/T17626.10中規定的執行。將試品放置于測試臺上，阻尼振蕩磁場強度（峰值）100A/m

（100kHz、1MHz）。試驗需要在三個方向分別進行。實時通過上位機監測試品運行狀態。

（5）試驗判據

干擾過程中和干擾結束后，產品無損壞、無異常事件記錄，性能正常。

8.3.10阻尼振蕩波抗擾度試驗

（1）試驗目的

檢驗電源能否具備承受振蕩波抗擾度的能力。

（2）試驗樣機

僅對單臺控制系統開展試驗，可帶觸發器和間隙下電極，通過下電極是否產生等離子噴射輔助判

斷觸發是否正常。

（3）試驗參數

滿足GB/T17626.18中規定的試驗等級為3級的抗擾度要求。

（4）試驗方法

試驗方法按照GB/T17626.18中規定的執行，試驗頻率分別為100kHz和1MHz，電壓等級分別為

共模2kV、差模1kV。將干擾信號串入板卡電源的輸入端口。實時通過上位機監測試品運行狀態。

（5）試驗判據

干擾過程中產品無損壞、無異常事件記錄，產品內部器件均能按照要求正常工作；干擾結束后產

品工作正常。

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8.3.11控制系統環境試驗

（1）試驗目的

檢驗控制系統在極端運行溫度和濕度下是否能夠正常工作。

（2）試驗樣機

僅對單臺控制系統開展試驗，可帶觸發器和間隙下電極，通過下電極是否產生等離子噴射輔助判

斷觸發是否正常。

（3）試驗內容

高溫運行試驗、低溫運行試驗、恒定濕熱試驗。

（4）試驗參數

極端運行高溫70℃、極端運行低溫﹣10℃、極端運行濕度60%。

（5）試驗方法

①高溫試驗

按照GB/T2434.1中相關規定執行，外接電源為試品供電。將試品放入恒溫箱中，溫度調節至

70℃，恒溫儲存2小時后，令試品處于正常帶載工作狀態，高溫連續運行16小時，且每1小時完成一

次觸發操作。運行過程中，實時通過上位機監測試品運行狀態。

②低溫試驗

按照GB/T2434.2中相關規定執行，外接電源為試品供電；將試品放入恒溫箱中，將溫度調節至

﹣10℃，恒溫儲存2小時；之后，令試品處于正常帶載工作狀態，低溫連續運行16小時，且每1小時

完成一次觸發操作。運行過程中，實時通過上位機監測試品運行狀態。

③恒定濕熱試驗

按照GB/T2434.3中相關規定執行，將試品放入恒溫箱中，將溫度調節至50℃，濕度調節至60%，

恒溫恒濕儲存2小時后，連續運行16小時，且每1小時完成一次觸發操作。運行過程中，實時通過上

位機監測試品運行狀態。

（6）試驗判據

功能完好。

8.4間隙成套裝置電暈及絕緣平臺絕緣試驗

（1）試驗目的

檢驗間隙成套裝置運行中是否出現電暈以及絕緣平臺的絕緣性能。

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T/CES××××—××××

（2）試驗樣機

對間隙成套裝置開展試驗，可不帶供能變。

（3）試驗內容

間隙成套裝置1.1倍