GB/T 34869-2017 串联补偿装置电容器组保护用金属氧化物限压器

　　ICS 29 . 080 . 99 K 49

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 34869—2017

　　串联补偿装置电容器组保护用金属

　　氧化物限压器

　　Metal-oxidevaristorfortheprotectionofseriescompensation

　　capacitorbankssets

　　2017-1 1-01 发布 2018-05-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 34869—20 17

　　GB/T 34869—20 17

　　GB/T 34869—20 17

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准由中国电器工业协会提出。

　　本标准由全国避雷器标准化技术委员会(SAC/TC 81)归口 。

　　本标准起草单位：南阳金冠电气有限公司、南方电网科学研究院有限责任公司、西安高压电器研究院有限责任公司、中国电力科学研究院武汉分院、中国电力科学研究院、西安神电电器有限公司、平高东芝(廊坊)避雷器有限公司、抚顺电瓷制造有限公司、中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司、西安西电避雷器有限责任公司、深圳 ABB银星避雷器有限公司、安徽一天电气技术有限公司。

　　本标准主要起草人：赵冬一、胡淑慧、蔡汉生、田 恩 文、王 保 山、张 搏 宇、刘 之 方、李 凡、张 晋 波、贾东旭、宋继军、汤晓中、熊易、胡晓、程文怡、黄勇、贾磊、张益民、何计谋、董勤晓、龚正全、艾建红。

　　GB/T 34869—20 17

　　串联补偿装置电容器组保护用金属

　　氧化物限压器

　　1 范围

　　本标准规定了交流电力系统串联补偿装置电容器组保护用金属氧化物限压器(以下简称 MOV) 的术语与定义、运行条件、技术要求、试验要求、试验方法、检验规则及包装等。

　　本标准适用于交流电力系统串联补偿装置电容器组保护用瓷外套和复合外套 MOV。

　　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。

　　GB/T 191 包装储运图示标志

　　GB/T 772 高压绝缘子瓷件 技术条件

　　GB/T 2900 . 12 电工术语 避雷器、低压电涌保护器及元件

　　GB/T 2900 . 19 电工术语 高电压试验技术和绝缘配合

　　GB/T 6115 . 1 电力系统用串联电容器 第 1 部分：总则

　　GB/T 6115 . 2 电力系统用串联电容器 第 2 部分：串联电容器组用保护设备

　　GB/T 11032—2010 交流无间隙金属氧化物避雷器

　　GB/T 16927 . 2 高电压试验技术 第 2 部分：测量系统

　　GB/T 16927 . 4 高电压和大电流试验技术 第 4 部分：试验电流和测量系统的定义和要求

　　JB/T 7618 避雷器密封试验

　　3 术语和定义

　　GB/T 2900 . 12、GB/T 2900 . 19、GB/T 11032—2010、GB/T 6115 . 1 及 GB/T 6115 . 2 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　金属氧化物限压器 metaloxidevaristor;MOV

　　由非线性金属氧化物电阻片组成的过电压保护设备。 其并联在串联补偿电容器组两端，用于限制电容器组两端的过电压。

　　注 1 : GB/T 6115 . 2 中也称为非线性电阻器、可变电阻器。

　　注 2 ：当不必区分金属氧化物限压器元件、金属氧化物限压器单元或金属氧化物限压器组时使用的术语。

　　3.2

　　电阻片柱 varistorcolumn

　　由一片或多片非线性金属氧化物电阻片串联组成的柱。 通常，MOV元件内部有一柱或多柱电阻片柱串联和(或)并联。

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　　3.3

　　MOV元件 metaloxidevaristorelement

　　电阻片柱的组装体，它由装配于瓷外套或复合外套中的一柱或多柱电阻片柱以及相应的零部件组成。

　　3.4

　　MOV单元 metaloxidevaristorunit

　　由一只或多只 MOV元件串联组成的单元。 一般情况下，多个 MOV单元仔细匹配后，并联构成 一相 MOV 组 。

　　3.5

　　MOV比例单元 sectionofanMOV

　　一个完整的、组装好的组件。 对某种特定试验，该组件应代表整只 MOV 的特性(电气或热)。

　　注：MOV 比例单元不一定是 MOV元件。 对于特定试验，一片电阻片也可以构成一个比例单元。

　　3.6

　　电容器组额定电压 ratedvoltage(ofa capacitor)

　　UN

　　由电容器的额定电抗和额定电流导出的电容器端子间电压(方均根值)。

　　3.7

　　摇摆电流 swingcurrent

　　串联电容器组接入系统后会承受一个波动范围较宽的电流，在此暂态过程中出现的电流最大值。

　　注：摇摆电流单位为安培(有效值)，通常用幅值、频率和衰减时间常数来表征。 摇摆电流是由系统同步电机的机电振荡波产生的。 典型的频率范围 0 . 5 Hz~2 Hz。

　　3.8

　　保护水平 protectivelevel

　　Upl

　　在电力系统发生故障期间，出现在 MOV两端的工频电压的最大峰值，单位为千伏(kV)。

　　3.9

　　MOV配合电流 coordinatingcurrentofanvaristor

　　ICC

　　与保护水平相对应的流过 MOV 的电流最大值，单位千安(kA)。

　　对应流过每个 MOV单元和电阻片柱的最大电流峰值，分别称为 MOV 单元配合电流和 MOV 电阻片柱配合电流。

　　注：MOV配合电流的波形仅考虑 30 μs~50 μs 的波前时间即可，波形的波尾对确定保护水平电压不重要。

　　3 . 10

　　MOV的额定电压 ratedvoltageofanMOV

　　Ur

　　施加到 MOV端子间的最大允许工频电压有效值，单位为 kV。按照此电压所设计的 MOV,能在通过所规定的能量耐受和工频电压稳定性试验中确定的暂时过电压下可靠地工作。

　　注 1 ：在系统故障和失去并联线路后，电容器组接入系统过程中流过摇摆电流时 MOV两端会承受可能出现的最大暂态过电压。

　　注 2：一般情况下，额定电压等于或大于电容器组流过摇摆电流或紧急过负荷电流时 MOV两端的暂态过电压两者的最大值。

　　3 . 1 1

　　MOV的持续运行电压 continuousvoltageofanMOV

　　UCOV

　　允许持久地施加在 MOV端子间的工频电压有效值，单位为 kV。

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　　一般情况下，持续运行电压等于或大于电容器组紧急情况下流过过负荷电流时 MOV 两端的工频电压。

　　注 1 ：在 GB/T 6115 . 1 中 uC 被用来定义电容器组的持续运行电压，这里使用 uCOV 表示 MOV 的持续运行电压。

　　注 2：紧急情况下过负荷电流的概念见附录 A所示。

　　3 . 12

　　MOV的参考电流 referencecurrentofanMOV

　　3 . 12 . 1

　　MOV的工频参考电流 power-frequencyreferencecurrentofanMOV

　　用于确定 MOV工频参考电压的工频电流阻性分量的峰值(如果电流是非对称的，取两个极性中较高的峰值)。

　　注 1 ：工频参考电流应足够大。 使杂散电容对所测量的 MOV 元件的参考电压的影响可以忽略，该值由制造商规定。

　　注 2：对单柱 MOV柱，参考电流值的典型范围为电阻片面积乘以电流密度(0 . 05 mA/ cm2 ~1 . 0 mA/cm2 ) 。

　　3 . 12 . 2

　　MOV的直流参考电流 DCreferencecurrentofanMOV

　　用于确定 MOV直流参考电压的直流电流平均值。

　　注：对单柱 MOV柱，直流参考电流值的典型值为 1 mA~5 mA。

　　3 . 13

　　MOV的参考电压 referencevoltageofanMOV

　　uref

　　3 . 13 . 1

　　MOV的工频参考电压 power-frequencyreferencevoltageofanMOV

　　ua.c.ref

　　在 MOV通过工频参考电流时测出的 MOV 的工频电压峰值除以槡2 的值。

　　3 . 13 . 2

　　MOV的直流参考电压 DCreferencevoltageofanMOV

　　ud.c.ref

　　在 MOV通过直流参考电流时测出的 MOV 的直流电压平均值。 如果电压与极性有关，取低值。

　　3 . 14

　　额定短时能量 ratedshort-timeenergy

　　MOV在短时期内能够吸收的且不致引起热崩溃损坏的最大能量，通常用焦耳(J)、千焦(kJ)或兆焦 (MJ)表示。

　　3 . 15

　　电流分布不均匀系数 unevencurrentdistributioncoefficient

　　η

　　并联在一起的电阻片柱(或单元)之间，流过单柱(或单元)的最大电流与平均电流之比，表示为 η。

　　3 . 16

　　电压比例系数 voltagefactor

　　nv

　　并联同样数量电阻片柱的单相 MOV 中的 MOV元件电阻片最小体积与用作试验的 MOV 比例单元的电阻片体积之比。

　　3 . 17

　　电流比例系数 currentfactor

　　nc

　　完整的单相 MOV 中，总的电阻片柱并联数量和用于试验的比例单元的并联柱数量之比。

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　　3 . 18

　　能量比例系数 energyfactor

　　nw

　　电压比例系数、电流比例系数和最大电流不均匀系数(η) 的乘积，即：nw=nv×nc×η。

　　4 标志

　　制造商应该以下述最少资料永久地标志在 MOV单元的铭牌上：

　　— 持续运行电压;

　　— 额定电压;

　　— 直流参考电压;

　　— 额定短时能量;

　　— 额定短路电流值;

　　— 制造商名或商标、型号和标志;

　　— 单元装配信息(包括安装组别、总单元数和每只单元序号);

　　— 制造年、月;

　　— 出厂编号。

　　以上均为 MOV单元参数和信息，型号结构见附录 B。

　　5 运行条件

　　5 . 1 正常运行条件

　　符合本标准的 MOV在下述正常运行条件下应能正常运行：

　　a) 环境温度-40 ℃ ~+40 ℃范围内;

　　b ) 太阳光辐射;

　　注：太阳最大照射(1 . 1 kW/m2 ) 的影响已通过在型式试验中把试品预热的方法予以考虑。 如果在 MOV 附近有其他热源，MOV 的使用需要供需双方协商。

　　c) 海拔高度一般不超过 1 000 m ;

　　d) 交流电源的频率不低于 48 Hz,不超过 62 Hz;

　　e) 长期施加在 MOV端子间的工频电压不超过 MOV 的持续运行电压;

　　f) 最大风速不超过 35 m/ s ;

　　g) 地震烈度 Ⅶ度及以下地区;

　　h) 覆冰厚度不大于 20 mm;

　　i ) 机械条件(正在考虑中);

　　j) 座式安装。

　　5 . 2 异常运行条件

　　在异常运行条件下，MOV 的设计、制造及使用应特殊考虑。 在异常运行条件下，本标准的使用需经供需双方协商。 异常运行条件见附录 C 的规定。

　　6 技术要求

　　6 . 1 MOV外套的绝缘耐受

　　MOV外套应进行绝缘耐受电压，包括湿工频电压耐受试验和雷电冲击电压耐受试验。 其电压值

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　　应根据 MOV使用的具体工程确定。

　　MOV外套的工频湿耐受电压的峰值不应低于 1 . 2 倍的 MOV在配合电流下的保护水平。

　　MOV外套的雷电冲击耐受电压值不应低于 MOV外套湿工频耐受电压峰值的 1 . 6 倍 。

　　6 . 2 参考电压

　　6 . 2 . 1 MOV的工频参考电压

　　每只 MOV单元的工频参考电压应在制造商选定的工频参考电流下测量。 在例行试验中，应规定选用的工频参考电流下的 MOV单元工频参考电压值，并应在制造商的资料中公布。

　　6 . 2 . 2 MOV的直流参考电压

　　每只 MOV单元的直流参考电压应在制造商选定的直流参考电流下测量。 在例行试验中，应规定选用的直流参考电流下的 MOV单元直流参考电压值，并应在制造商的资料中公布。

　　6 . 3 持续运行电流

　　在持续运行电压下通过 MOV 的持续运行电流不应超过制造商的规定值。 必要时，供需双方协商可测试在 0 . 8ur 下通过 MOV 的持续运行电流，其值不应超过制造商的规定值。

　　6 . 4 0 . 75 倍直流参考电压下漏电流

　　对组成 MOV 的所有单元进行 0 . 75 倍直流参考电压下的漏电流的测量。 对应每柱电阻片的 0 . 75 倍直流参考电压下的漏电流，一般不超过 50 μA。该值可由制造商规定。

　　6 . 5 残压

　　MOV在规定的电流和波形下的残压值不应大于规定值。

　　注 ：由于测量 MOV在配合电流下的端子间的工频电压值(即：保护水平)，在实验室内非常难以实现，本标准采用如 8 . 7 规定的操作冲击电流下的残压来表示 MOV 的保护水平。

　　MOV 的残压值应在制造商的资料中公布。

　　6 . 6 局部放电

　　MOV在 1 . 05 倍持续运行电压下的局部放电量不应大于 10 pC。

　　6 . 7 MOV的密封性能

　　MOV应有可靠的密封。 在 MOV 寿命期间内，不应因密封不良而影响 MOV 的运行性能。

　　对于具有密封的气体容积和独立的密封系统的 MOV,例如瓷外套 MOV,其密封泄漏率应小于

　　6.65 × 10- 5 Pa · L/s。

　　对于复合外套 MOV,应符合 GB/T 11032—2010 中 10 . 8 . 11 的要求。

　　6 . 8 电流分布试验

　　制造商应规定所有并联在一起使用的 MOV 电阻片柱的电流分布的偏差，最大电流分布不均匀系数 η 不应大于 1.10。

　　制造商应该给出例行试验时电流分布测量的试验程序或方法，并能够证明给定的试验数据可以满足电流分布偏差的要求。

　　6 . 9 重复能量耐受试验

　　MOV应能耐受 20 次额定短时能量的考核，每次注入的能量应等于或大于额定短时能量。

　　GB/T 34869—20 17

　　在型式试验中，采用如 GB/T 11032—2010 中的长持续时间冲击电流一次性对 MOV 注入能量。长持续时间冲击电流视在峰值持续时间 2 ms。

　　试验后观察试品，电阻片不应有击穿、闪络、破碎或其他明显损伤的现象。

　　试验前后参考电压降低不应大于 5% , 30/60 操作冲击、500 A 电流下残压变化率不应大于 5%。

　　注 1 : CIGRE WGA3.17 工作组的出版物中表明：在 200 μs~10 s 的冲击电流时间范围内，金属氧化物电阻片的能量

　　耐受能力与持续时间无关。 因此，为了简化试验程序，选择 2 ms 长持续时间电流冲击。 如果方波电流的持续时间不长于流过 MOV工频电流的时间，且吸取能量相等，试验是等价的。

　　注 2 : IEC 60099-4 : 2014 中采用“重复转移电荷”的概念来定义金属氧化物电阻片重复冲击电流的耐受能力，但是考虑到 GB/T 6115(所有部分)中仍然采用重复能量耐受的概念，本标准仍然采用此术语。

　　6 . 10 加速老化试验

　　MOV应按照规定进行加速老化试验，用于验证其具有在预期寿命周期内的稳定性。

　　6 . 1 1 热比例单元验证试验

　　为了验证 MOV热比例单元与 MOV单元的热等价性，本试验应该按照规定的试验程序进行。

　　6 . 12 能量耐受和工频电压稳定性

　　MOV在能量耐受和工频电压稳定性试验后(见 8 . 14),规定的最大能量及随后可能的暂态过电压序列，并且此后施加持续运行电压和最高环境温度下应热稳定，不应引起 MOV损坏或热崩溃。

　　如果试品达到热稳定，且试验前后参考电压降低不大于 5% , 30/60 操作冲击、500 A 电流下残压变化率不大于 5%, 以及试验后检查电阻片无击穿、闪络、破碎或其他明显损伤的现象，则试验通过。

　　6 . 13 短路电流试验

　　MOV依据制造商宣称的短路电流额定值按 GB/T 11032—2010 中 8 . 7 进行短路试验，以验证MOV 的内部故障不会导致 MOV本体粉碎性爆破，且如果产生明火应在规定的时间内 自熄灭。

　　6 . 14 机械负荷

　　6. 14. 1 MOV的弯曲负荷

　　MOV应能耐受制造商宣称的弯曲负荷值。 在宣称的弯曲负荷值下耐受 60 s 而不损坏，并可靠运行。

　　6 . 14 . 2 承受地震力

　　制造商应通过计算或试验，提供 MOV可承受的地震加速度能力。

　　6 . 15 外套的外观检查

　　瓷外套外观符合 GB/T 772 的要求。

　　复合外套外观符合 GB/T 11032—2010 中 10 . 6 . 2 的要求。

　　6 . 16 气候老化试验

　　本试验仅适用于户外使用的复合外套 MOV,以证明 MOV具有耐受规定气候条件的能力。

　　MOV应耐受 1 000 h气候老化试验。

　　6 . 17 湿气浸入试验

　　本试验仅适用于复合外套 MOV,以证明 MOV在承受规定机械应力后抵御湿气浸入的能力。

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　　热机试验时，MOV应耐受冷热循环试验，试验时，施加的负荷为额定负荷的 50%。

　　浸水试验时，MOV在沸腾的去离子水中煮 42 h,水中 NaCl 的含量为 1 kg/m3 。

　　6 . 18 耐污秽性能

　　MOV外套的爬距不应低于 44uN(mm)(电容器组额定电压);当使用于 e级污秽地区时，爬距不应低于 54uN(mm)。

　　如果电容器组 30 min过负荷电流 I30超过 1 . 35 p.u. , 爬电距离应按照比例(I30/1 . 35 p.u.) 做线性增加。

　　必要时，瓷外套 MOV 可按照 GB/T 11032—2010 的附录 F进行污秽试验。

　　7 试验要求

　　7 . 1 测量设备及不确定度

　　测量设备应满足 GB/T 16927 . 2 和 GB/T 16927 . 4 的要求，所测量数值的不确定度应符合有关试验条款要求。 除另有规定外，所有工频电压试验的电压频率在 48 Hz~62 Hz之间，且近似正弦波。

　　7 . 2 试验样品

　　除非另有说明，全部型式试验应在新的 MOV 电阻片组成的 MOV单元或者比例单元上进行，而这些电阻片除评价目的的试验外没有做过任何预先试验。

　　当试验在比例单元上进行时，比例单元对于规定的试验应能代表制造商公差范围内所有可能的MOV性能。

　　对于能量耐受和工频电压稳定性试验，试品参考电压值应选取制造商宣布的变化范围的最低值。此外，应考虑电流分布不均匀的最大值。 为了满足这些要求，需按下述规定执行：

　　a) 试品中所用电阻片的体积不应大于整只 MOV所用的全部电阻片中最小体积除以电压比例系数 nv ;

　　b) 被试比例单元的参考电压 uref 应等于 umref /nv 。当所选用的试品的 uref>umref /nv 时，电压比例系数系数 nv 应相应减小(uref

　　注：umref 为规定的 MOV最小参考电压。

　　c) 应按 8 . 10 规定的冲击电流测量各柱间的电流分布，最大电流分布不均匀系数不应大于制造商规定的上限。

　　8 试验方法

　　8 . 1 总则

　　本条所规定的型式试验适用于瓷外套和复合外套 MOV,试验项目见表 1 。

　　新产品投产前进行型式试验。 当设计或工艺有所变更对产品性能有影响时，应对有关项 目重新进行试验。

　　在下列不同的条款中规定了试品的数量和试验条件。

　　GB/T 34869—20 17

　　表 1 MOV型式试验项目

　　8 . 2 MOV外套的绝缘耐受试验

　　应对 MOV单元外套进行额定 1 min湿工频耐受电压试验和额定雷电冲击耐受电压试验。

　　试验方法应符合 GB/T 11032—2010 中 8 . 2 的规定。

　　8 . 3 工频参考电压测量

　　测量 MOV单元在规定的工频参考电流下的工频参考电压。 该值不应小于规定值，并应在制造商的资料中公布。

　　试验方法应符合 GB/T 11032—2010 中 8 . 15 的规定。

　　8 . 4 直流参考电压的测量

　　测量 MOV单元在规定的直流参考电流下的直流参考电压值。 该值不应小于规定值，并应在制造商的资料中公布。

　　试验方法应符合 GB/T 11032—2010 中 8 . 16 的规定。

　　GB/T 34869—20 17

　　8 . 5 持续运行电流试验

　　测量 MOV单元在持续运行电压 UCOV 下通过 MOV单元的全电流和阻性电流，该值应小于制造商规定值，并应在制造商的资料中公布。

　　试验方法应符合 GB/T 11032—2010 中 8 . 14 的规定。

　　8 . 6 0 . 75 倍直流参考电压下漏电流试验

　　对 MOV单元施加 0 . 75 倍直流参考电压，测量通过 MOV 的漏电流。 如漏电流与极性有关，取高值。

　　该值应小于规定值，并应在制造商的资料中公布。

　　试验方法应符合 GB/T 11032—2010 中 8 . 17 的规定。

　　8 . 7 残压试验

　　8 . 7 . 1 总则

　　残压试验的目的是为了获得在一个具体的工程中在规定的配合电流下 MOV 的保护水平。 试验结果由型式试验测试数据和用于例行试验规定和制造商公布的冲击电流值进行测得的最大残压值，进行计算得到。

　　被试验 MOV在所有电流幅值下的最大残压值，是由型式试验中的比例单元的残压乘以比例系数得到的。 比例系数等于例行试验时试样的最大残压值除以在同样电流幅值和波形的测得的残压之比。

　　试验时，可以仅对取自 1 柱的比例单元进行，此时试验电流值为规定电流值除以柱数。

　　8 . 7 . 2 操作冲击残压试验

　　试验用比例单元的参考电压不小于 3 kV。 比例单元可以由单柱电阻片柱组成，并且不需要进行任何封装。 试验时，比例单元可以暴露在空气中，环境温度为 20 ℃ ± 15 K。

　　在试验中，比例单元被施加的视在波前时间为 30 μs~ 100 μs、视在半峰值时间约为视在波前时间2 倍的冲击电流。 应对 3 只试品的每 1 只试品施加 3 次操作电流冲击，选择的电流幅值约为 0 . 5 倍 、 1 . 0 倍和 1 . 5 倍的配合电流除以电流比例系数 nc 。整只 MOV 的残压(保护水平)按照最高残压的比例单元来确定。

　　整只 MOV 的残压(保护水平)应在制造商宣称的范围内或满足具体工程要求值。

　　8 . 8 局部放电试验

　　局放试验可以在 MOV单元上进行，并应按照实际运行情况安装。

　　经供需双方同意，型式试验可以在 MOV元件上进行。 此时，应该对 MOV最长的电气元件进行试验，如果其不代表 MOV单位长度最高的电压应力，应该对具有最高电压应力的元件进行附加试验。

　　试验方法应符合 GB/T 11032—2010 中 8 . 8 的规定。

　　测量每只 MOV元件在 1 . 05UCOV 下的局部放电，局部放电量不应大于 10 pC。

　　8 . 9 密封性能试验

　　本试验验证 MOV整个系统的气密性/水密性。

　　该试验要在一个完整的 MOV元件上进行。 如果 MOV 包含有密封系统方面有差异的元件，将要

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　　对每个代表不同的密封系统的元件进行该试验。

　　瓷外套 MOV按照 GB/T 11032—2010 中 8.11 的规定进行试验。其密封泄漏率应小于 6.65 × 10- 5 Pa · L/ s 。

　　复合外套 MOV按照 GB/T 11032—2010 中 10 . 8 . 11 的规定进行试验。 例行试验时，采用热水浸泡法或其他方法。 浸泡法的具体试验方法按 JB/ T 7618 进行。 型式试验按照 GB/T 11032—2010 中10 . 8 . 13 . 3 进行 42 h沸水浸入试验，如果满足下列条件，就认为该 MOV是合格的：

　　— 试验前后，直流参考电压变化小于 5% ;

　　— 试验前后，0 . 75 倍直流参考电压下泄漏电流变化小于 20 μA ;

　　— 试验前后，内部局部放电量不大于 10 pC。

　　8 . 10 电流分布试验

　　制造商应规定 MOV单元内并联电阻片柱之间、并联使用的 MOV 单元之间以及并联使用的整组MOV 电阻片柱之间允许的最大电流分布不均匀系数η,并通过试验或计算说明其实际分流偏差在给定范围内。

　　要求单相 MOV 电阻片柱之间的最大电流分布不均匀系数 η 不大于 1 . 10 。

　　制造商应规定一个适当的冲击电流值，每柱电流值在 100 A~ 1 kA 之间，在该电流下测量分流情况 。最大电流分布不均匀系数 η 应不高于制造商规定值。 冲击电流视在波前时间不小于 7 μs,半峰值时间不作规定。

　　试验方法可参见附录 D,其他试验方法在考虑中。

　　8 . 1 1 重复能量耐受试验

　　该项试验的目的是考核 MOV能够耐受设计要求的电流和能量，其特性可能的变化在偏差范围内。试验应该对设计所需要的每一种型号(例如重量、尺寸等)电阻片进行试验。

　　试验应在 3 个新的 MOV 比例单元上进行，而这些电阻片除评价 目 的的试验外没有做过任何预先试验。 比例单元应该由单独的电阻片放置在静止的空气中或与设计相同的介质中组成(由制造商选择)，试验在环境温度为 20 ℃ ± 15 K 中进行。

　　在型式试验中，采用如 GB/T 11032—2010 中的长持续时间冲击电流对 MOV注入能量，长持续时间冲击电流视在峰值持续时间 2 ms。

　　每次注入比例单元的能量不小于考虑了能量比例系数 nw 以后的 MOV额定短时能量。

　　每只比例单元进行重复 20 次能量耐受试验，每次之间的间隔时间应足够长，以保证试品冷却到环境温度。

　　在进行重复能量耐受试验之前，应进行下列测量：

　　— 参考电压测量;

　　— 30/60 操作冲击、500 A 电流下的残压测量。

　　在能量耐受试验之后，应重复这两项试验。 如果满足下列条件，则试验通过：

　　— 参考电压降低不超过 5% ;

　　— 残压变化率不超过 5% ;

　　— 试品没有击穿、闪络、破碎或其他明显损伤的现象。

　　8 . 12 加速老化试验

　　试验应在三个新的电阻片上进行，电阻片的参考电压不小于 3 kV。

　　如果整只 MOV 中有与电阻片直接接触的材料(固体或液体)，老化试验中所用的比例单元也应包含这些材料，使比例单元的结构与整只 MOV 的结构一样。

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　　试验时，电阻片应放在可控温的烘箱内，周围介质与 MOV一样。 烘箱容积至少两倍于电阻片的体积，烘箱内介质的密度不低于 MOV 内介质的密度。

　　注 1 ：正常工作情况下，MOV 内电阻片周围的介质在局部放电的情况下，可能对其老化性能有所影响。 电阻片周围介质的变化可以显著的增加功率损耗。 目前，可以用一个替代程序进行，程序中使用含有低浓度(体积比小于 0 . 1%) O 2 的 N2 或 SF6 气体。 这样可以确保在缺氧的情况下，MOV不会出现老化现象。

　　如果制造商证明在敞开空气中的试验结果等价于实际的介质，老化试验可以在敞开的空气中进行。

　　电阻片应该被加热到 115 ℃ ±4 K。 在施加修正后的最大持续运行电压 犝OV PS[见式(1)]后 3 h± 15 min 内，测量电阻片的初始功率损耗 犘strart 。施加电压 1 000 h,期间控制烘箱温度使电阻片的表面温度保持在 115 ℃ ±4 K 之间。

　　试验期间，不超过 100 h 的时间间隔，测量电阻片的功率损耗，其中的最低功率损耗为 犘min 。试验1 000 h后 100 h 内测量电阻片的最终功率损耗 犘end(如图 1 所示)。

　　图 1 加速老化试验的功率损耗-时间曲线

　　试验期间，允许意外中断，中断总的时间不超过 24 h。 中断时间不计入试验时间内。 在允许的温度范围内，测试功率损耗时电阻片的表面温度变化应在 ±1 K 的范围内。

　　施加的电压应为修正后的最大持续运行电压 犝OV PS ,即要考虑整只 MOV 的电压分布不均匀度的影响。

　　注 2 : MOV 电位分布计算方法可参考 GB/T 11032—2010 附录 L。

　　如果 MOV 的高度不超过 1 m, 犝OV PS 可以按照下述公式进行计算：

　　犝OV PS =犝COV PS(1 + 0.15犎) …………………………( 1 )

　　式中：

　　犎 —MOV 的总高度，单位为米(m) 。

　　犝COV PS —不考虑电位分布影响的比例单元的最大持续运行电压，单位为千伏(kV) 。

　　如果三个试品满足下列判据，则认为通过该试验：

　　— 自 犘min 以后，所有测量的功率损耗不大于 1 . 3犘min ;

　　— 在整个试验期间测量的所有功率损耗，包括最终功率损耗 犘end , 不大于 1 . 1犘start 。

　　8 . 13 热比例单元验证试验

　　试验首先对整只 MOV进行，包括多柱内并联 MOV,被试元件应是单位长度电阻片数最多的;然

　　GB/T 34869—20 17

　　后试验比例单元。 试验程序如下：

　　a) 整只 MOV或元件的试验

　　一个单位长度电阻片数最多的多柱内并联 MOV或元件，放置在环境温度为 20 ℃ ± 15 K。 试验期间环境温度保持在 ±3 K 的范围内。 热电偶或其他测温元件，例如光纤测温，应接触到电阻片表面。 测温点应足够多，保证可以计算出平均温度，或者只测量离 MOV 顶端 1/2~1/3 处的一个点的温度。 后者给出的是一个保守的结果，是一种简化的方法。

　　利用幅值大于参考电压的工频电压加热 MOV 元件，在 1 h 之内预热到至少 140 ℃ 。该温度就是上述多个测温点的平均温度，或者是离 MOV顶端 1/2~1/3 处的一个点的温度。

　　对于多柱内并联 MOV,为了使得所有电阻片柱温度一致，可能需要在每柱电阻片柱中添加一片或多片线性电阻。 添加的线性电阻总的体积不应大于相应柱内电阻片体积的 5%,并且直接放置在每个电阻片柱的顶端或底部。 如果温度无法测量，可以采用在金属法兰上穿套管的方法，或者将线性电阻放在 MOV外套外面。

　　测量每一个电阻片柱的温度，平均温度作为每一柱的温度。 在平均温度 140 ℃时，相同测试高度的各柱最高温度与最低温度相差不应大于 20 K。

　　当预热设定温度达到时，移去电压源，停止加热。 记录不少于 2 h 的冷却温度曲线。 至少每 1 min测量一次温度。 多点测量温度时，取其平均温度。

　　b ) 热比例单元的试验

　　与整只 MOV或元件的试验一样，在静止的空气中试验热比例单元。

　　试验时环境温度保持在与试验整只 MOV或元件的温度 ±10 K 的范围内，且试验期间温度变化不应超过 ±3 K。 利用工频电压将热比例单元预热到预定温度，该温度应在整只 MOV或元件最高预热温度的± 10 K 的范围内。 调整电压幅值，使比例单元的预热时间与整只 MOV 或元件预热时间几乎相同。

　　如果热比例单元仅是几个 MOV 电阻片串联组成的单柱电阻片柱，应该测量所有的电阻片温度，计算出平均温度，并与整只 MOV或元件的曲线相比较。

　　如果热比例单元是两柱或更多柱的电阻片柱组成，仅依靠电流加热来保证各个电阻片柱之间的最高温度与最低温度相差不大于 20 K是不可能的。 下列两种方法可供选择：

　　1) 增加外部线性电阻来平衡各柱电阻片柱之间的分流。 各柱分别利用一个小的套管来连接交流电压。 不允许采用内部线性电阻的方法。 或者，

　　2) 采用重复长持续时间电流冲击来预热，调整其时间间隔，使比例单元的预热时间与整只MOV或元件预热时间几乎相同。

　　测量每柱的温度并计算出平均温度，或者测量离比例单元顶端 1/2~1/3 处的一个点的温度。 当预热设定温度达到时，移去电压源，停止加热。 记录不少于 2 h 的冷却温度曲线。

　　绘制出显示整只 MOV或元件和比例单元的相对超温冷却曲线。 相对超温 Trel 可按照式( 2 ) 计算：

　　Trel =(T-TA)/(T0 -TA) …………………………( 2 )

　　式中：

　　T —冷却过程的测量温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　TA —试验期间平均的环境温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　T0 —最高加热温度，单位为摄氏度(℃) 。

　　为了证明热等价，比例单元的冷却曲线部分的所有瞬间的相对超温值应等于或高于整只 MOV 或元件。

　　如果在任何时间，比例单元的冷却曲线部分的相对超温值低于整只 MOV或元件，可以使用补偿系数 k 对相对超温Trel进行补偿，这样就使比例单元的冷却曲线在整个冷却期间等于或高于的整只 MOV或元件的冷却曲线。 相应的补偿温度：k ×(T0 -TA), 应增加到热恢复试验的初始温度上。 这里， (T0-TA)是比例单元或整只 MOV或元件的最大温度差。

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　　8 . 14 能量耐受和工频电压稳定性试验

　　本试验应在参考电压不低于 3 kV 的比例单元上进行。 比例单元应通过了 8 . 13 热比例单元验证试验。

　　如果 MOV包含多个 MOV元件组成的若干并联 MOV 电阻片柱的单元，则按比例分配的比例单元应有相同数量的并联 MOV 电阻片柱。

　　如果在 8 . 11 重复能量耐受试验中的试品的参考电压发生了降低，应选用同样的电阻片来组装比例单元。 否则的话，可以选择新的电阻片组装比例单元。

　　能量耐受和工频电压稳定性试验的试验程序见图 2 。

　　试验时，应对 3 只比例单元进行试验。

　　试验之前，应进行下列测试：

　　— 参考电压测量。

　　— 残压测量，波形 30/60 μs, 冲击电流 500 A。

　　在试验之后应重复进行这些测试，如果满足下列条件，则试验通过：

　　— 参考电压降低不超过 5% ;

　　— 残压变化率不超过 5% ;

　　— 试品没有击穿、闪络、破碎或其他明显损伤的现象。

　　能量耐受和工频电压稳定性试验程序：

　　a) 能量耐受和工频电压稳定性试验开始时，在烘箱中将比例单元预热。

　　b ) 在试验比例单元从烘箱中移出后的 5 min 内，保证比例单元温度为 60 ℃ ±3 K,将吸收能量不小 于 考 虑 了 能 量 比 例 系 数 nW 以 后 的 额 定 短 时 能 量 注 入 到 比 例 单 元 中 。 采 用 如GB/T 11032—2010 中的长持续时间冲击电流对 MOV 比例单元 1 次注入能量，长持续冲击电流视在峰值持续时间：2 ms。

　　尽可能在注入能量 1 s 内，将考虑了电压比例系数 nv 的 MOV 的额定电压 Ur 施加其上并保 10 s ;其后将考虑了电压比例系数 nv 的 MOV 的 UCOV 施加其上并保持 30 min;最后将考虑了电压比例系数nv 的 1 . 17 倍 UN 施加其上并保持 30 min。 应表明在 30 min 内热稳定，即应该测量泄漏电流的阻性分量、MOV元件的温度或功耗，并表明它们稳定降低。

　　如果规定了吸收一定能量以后 MOV 的暂时态过电压的顺序，则应对试验比例单元施加考虑了电压比例系数 nv 以后的相同的或等效的暂态过电压序列。

　　图 2 能量耐受和工频电压稳定性试验程序图

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　　8 . 15 短路电流试验

　　本试验对所有的 MOV都适用，包括没有设计压力释放装置的 MOV。

　　对 MOV应按规定电流进行短路电流试验，以保证 MOV单元故障时不引起外套粉碎性爆炸，并且在规定的时间内使发生的明火(如果有的话)自动熄灭，以免对周围的设备或人员造成意外伤害。

　　因为 MOV是并联在串联电容器组的两端，电容器组要对 MOV 进行放电。 应考虑短路电流试验也包括具有保护水平电压的电容器组的放电。

　　当无替代步骤时，应按照 GB/T 11032—2010 中 8 . 7 的规定，进行短路电流试验。 额定短路电流试验的电流值一般取 40 kA、50 kA、63 kA;持续时间为 1 s 的小短路电流试验的电流值取 600 A±200 A。

　　如果用户有要求，则进行两个降低的短路电流的试验，一般选择 12 . 5 kA 和 25 kA。

　　对于仅仅绝缘外套高度不同的同系列 MOV单元，最高元件的成功试验对所有较短的元件也有效。

　　8 . 16 机械负荷试验

　　试验时将 MOV底部固定，在 MOV顶端接线端子上施加与 MOV轴线垂直的负荷。 MOV顶端应能承受住制造商宣称的负荷，持续时间 60 s 而不损坏。

　　型式试验时，可以选取 MOV组中最大高度的单元进行试验。

　　瓷外套 MOV试验方法按照 GB/T 11032—2010 中 8 . 9 的规定。

　　复合外套 MOV试验方法按照 GB/T 11032—2010 中 10 . 8 . 9 的规定。

　　MOV 承受地震力的考核方法正在考虑中。

　　8 . 17 外套的外观检查

　　瓷外套外观检查按照 GB/T 772 进行。

　　复合外套外观检查按照 GB/T 11032—2010 中 10 . 8 . 16 进行。

　　8 . 18 气候老化试验

　　复合外套 MOV应在规定的盐雾条件下持续 1 000 h。该试验应在制造商推荐的具有最小爬电距离、最高额定电压的最长电气元件上进行。

　　按照 GB/T 11032—2010 中 10.8.14.2.1 的规定试验程序 A: 1 000 h进行试验。

　　8 . 19 湿气浸入试验

　　一般而言，试品应该是最长的机械元件。 如果最长机械元件的长度超过 800 mm,试验可以在较短的比例单元上进行，但长度不得小于 3 倍底部法兰处的外套外径(伞裙除外)或 800 mm,择两者中之较长者。

　　注 1 ：对于非环形截面来说，可定义等效直径。

　　注 2：底部法兰处外套外径 3 倍这个值正在研究之中。

　　试验方法按照 GB/T 11032—2010 中 10 . 8 . 13 的规定。 试验程序包括初始测量、预处理(含热机预处理)、浸水试验和验证试验。

　　所有验证试验应在 8 h之内按如下顺序完成。 如果满足要求，就认为该 MOV通过了该试验：

　　— 没有显著的机械损伤;

　　— 测量在同一电压下的功率损耗或阻性电流，相对于初始测量值的增加值小于 20%,前后测量试品的功率损耗或阻性电流时的环境温度相差不能超过 3 K ;

　　— 局部放电量测试：局部放电量不大于 10 pC;

　　— 残压试验(波形 30/60,冲击电流 500 A)：与初始测量值相比较偏差不超过 5% ;

　　— 直流参考电压测量：与初始测量值相比较偏差不超过 5% ;

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　　—0.75 倍直流参考电压下泄漏电流测量：与初始测量值相比较变化不大于 20 μA。

　　8 . 20 耐污秽性能试验

　　爬电距离检查应符合 GB/T 11032—2010 中 10 . 8 . 17 的规定。

　　如进行人工污秽试验，应按照 GB/T 11032—2010 附录 F 的规定的方法进行。

　　9 检验规则

　　9 . 1 总则

　　MOV 的检验分为型式试验、抽样试验和例行试验。 其试验方法应符合本标准的规定。 试品应该是清洁的、新的、装配完整的，并尽可能按实际运行情况安装布置。

　　9 . 2 型式试验

　　新产品试制定型时，应按表 1 规定进行全部型式试验。 型式试验通过后，在设计和工艺有所变更对产品性能有影响时，应对有关试验项目进行试验。

　　9 . 3 抽样试验

　　抽样试验主要对电阻片进行，应按批次以一定比例抽取试品，试验项目及试品数量见表 2 。抽样试验用的试品不得装入 MOV。

　　表 2 MOV抽样试验项目

　　9 . 4 例行试验

　　出厂的每只 MOV单元应按表 3 规定进行例行试验，若 MOV 单元有不满足表 3 所规定的任何 一项要求时，则此 MOV单元为不合格。

　　表 3 MOV例行试验项目

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　　10 包装、运输和保管

　　10 . 1 包装

　　产品的包装应保证其在正常运输中，不因包装不良而使产品损坏。 在包装箱上应注明：

　　— 制造商名、产品名称及型号;

　　— 发货单位、收货单位及详细地址;

　　— 产品净重、毛重、体积等;

　　—“小心轻放”、“向上”、“防潮”等字样和标记，字样和标记应符合 GB/T 191 的要求。

　　10 . 2 随产品提供的技术文件

　　随产品提供的技术文件应包括：

　　— 包装清单;

　　— 产品出厂合格证书，产品试验报告;

　　— 出厂试验报告;

　　— 安装、使用说明书。

　　10 . 3 运输和保管

　　整只产品或分别运输的部件的包装，都要适用运输、装卸的要求。 同时运输、装卸应遵守“小心轻放”的要求。 必要时运输过程中安装加速度指示器。

　　复合外套 MOV在运输时严禁与酸碱等腐蚀性物品放在同一车厢内运输。

　　产品宜存放在无酸碱及其他有腐蚀性物质的库房中。

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　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　电容器组接入系统过程中典型特性

　　A.1 电容器组接入系统中典型的电流-时间曲线

　　电容器组串联接入电力系统之后会承受一个波动范围较宽的电流。 在故障和失去并联线路后，电容器组接入系统过程中典型的电流-时间曲线如图 A. 1 所示。

　　注：没有给出故障电流。

　　图 A.1 在故障和失去并联线路后，电容器组接入系统过程中典型的电流-时间曲线

　　A.2 电容器组典型的耐受过负荷和摇摆电流的能力

　　电容器组典型的耐受过负荷能力和摇摆电流能力如表 A. 1 所示。

　　表 A.1 电容器组典型的耐受过负荷能力和摇摆电流能力

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　　附 录 B

　　(规范性附录)

　　MOV型号结构

　　MOV单元型号中各数字和字母代表的意义见图 B. 1 。 CR-/

　　l

　　l

　　l

　　l

　　l

　　l

　　l

　　l

　　l———————————MOV单元内部并联电阻片柱数

　　l—————————————瓷外套 MOV 为：Y

　　复合外套 MOV 为：YH

　　图 B.1 MOV型号结构

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　　附 录 C

　　(规范性附录)异常运行条件

　　下述是 MOV典型的异常运行条件，在 MOV制造和使用时需要特殊考虑，并应引起制造商注意：

　　a) 温度高于 +40 ℃或低于 -40 ℃ ;

　　b ) 使用海拔高度超过 1 000 m ;

　　c) 能够引起绝缘表面或安装金具劣化的烟气或蒸汽;

　　d) 因烟气、灰尘、烟雾或其他导电物引起的严重污秽;

　　e) 过度暴露在严重的潮气、湿气、降水或蒸汽中;

　　f) MOV带电冲洗;

　　g) 粉尘、气体或烟气的爆炸混合物;

　　h) 异常机械条件(地震、振动、厚覆冰、高弯曲负荷);

　　i ) 异常运输和贮存;

　　j) 系统频率低于 48 Hz或高于 62 Hz;

　　k) MOV靠近热源;

　　l ) 风速大于 35 m/ s ;

　　m ) 非直立安装和直立悬挂使用;

　　n) 地震烈度大于 Ⅶ度;

　　o ) MOV 的扭转负荷;

　　p) MOV 的拉伸负荷;

　　q) MOV用于机械支撑。

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　　附 录 D

　　(资料性附录)

　　电流分布试验方法

　　D.1 方法 1

　　D.1 . 1 型式试验

　　取整组并联的 MOV 电阻片柱数为 40 柱，每柱串联的电阻片数量不大于 10 片 。试验方法如下：

　　a) 整组 MOV所有并联柱体间：从上述 40 个 MOV 电阻片柱中，挑出残压值最小的 1 柱、残压值最大的 3 柱并联连接在一起，对其施加 500 A/柱的操作冲击电流，同时测量每柱的电流，均流系数不应大于规定值。 这是所有并联柱间均流系数的最大值。

　　b ) 并联 MOV单元间：从上述 40 个 MOV 电阻片柱中，挑出残压最大的 4 柱和残压最小的 4 柱 ，分别作为两个 MOV单元，对这两个单元施加 500 A/柱的操作冲击电流，同时测量这两个单元的电流，均流系数不应大于规定值。 这是并联 MOV单元间均流系数的最大值。

　　c) MOV 单元内并联柱体间：对上述两个 MOV单元分别施加 500 A/柱的操作冲击电流，同时测量 MOV单元内每柱电阻片的电流，最大均流系数不应大于规定值。 这是 MOV单元内并联柱间均流系数的最大值。

　　D.1 . 2 例行试验

　　例行试验时，考核整组 MOV所有并联柱体间及 MOV 单元内柱体间的分流。 试验电流的波形和幅值应根据试品和试验设备情况由生产厂家确定。 试验方法如下：

　　a) 整组 MOV所有并联柱体间：挑出全部并联使用的 MOV 单元(整只组装前)中的所有电阻片柱残压值最大的 3 柱和最小的 1 柱并联连接在一起，同时测量四柱的电流，均流系数不应超过最大允许值。

　　b ) MOV 单元内并联柱体间：对每个 MOV单元分别施加 100 A~500 A/柱的冲击电流，同时测量 MOV单元内每柱电阻片的电流，最大均流系数不应大于规定值。

　　D.2 方法 2

　　试验程序如下：

　　a) 将被测量 N柱非线性金属氧化物电阻片柱随机匹配组合成若干电阻片柱分组，每组的电阻片柱数不大于试验设备所能同时测量的数值;

　　b ) 在同一设定的冲击电流波形和幅值下，测量各分组中各电阻片柱的电流分布，并分别挑选出各电阻片柱分组中的电流值最大的 1 柱和最小的 1 柱;

　　c) 将步骤 b) 中挑选出来的各分组中电流值最大的 1 柱，再按步骤 a)分组测量，挑选出电流最大的一柱，依次类推，最后挑选出整批电阻片柱组中的电流值最大的 1 柱;

　　d) 将步骤 b) 中挑选出来的各分组中电流值最小的 1 柱，仍按步骤 a)分组测量，挑选出电流最小的一柱，依次类推，最后挑选出整批电阻片柱组中的电流值最小的 1 柱;

　　e) 将步骤 c)和步骤 d) 中挑选的电流值最大的 1 柱和电流值最小 1 柱组成电流极值电阻片柱组，在设定的冲击电流波形和幅值下，测量其电流分布值;

　　GB/T 34869—20 17

　　f) 根据步骤 e) 中测量的电流值最大的 1 柱和电流值最小 1 柱的最大电流值分布，计算这两柱间的电流分布不均匀系数 η,计算公式如下：

　　犐a =(犐max + 犐min )/2 …………………………( D.1 )

　　ηt =犐max /犐a …………………………( D.2 )

　　式中：

　　犐a — 每柱平均电流值，单位为安培(A) ;

　　犐max — 最大一柱电流值，单位为安培( A ) ;

　　犐min — 最小一柱电流值，单位为安培(A) ;

　　ηt —两柱间的电流分布不均匀系数。

　　g) 经过上述工作，找出在同一电压下，这 N 柱电阻片柱中流过电流最大的一柱和最小的一柱，流过其他电阻片柱的电流值就在这两柱电流值间。 故只要测量这两柱的电流分布不均匀系数：

　　ηt ≤ [2(犖 - 1) ×η规]/[(犖 -2)(1+η规)+2]

　　就能保证这一批电阻片柱的电流分布不均匀系数不超过规定值 η规 。

　　GB/T 34869—20 17

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 6115(所有部分) 电力系统用串联电容器

　　[2] IEC 60099-4 : 2014 Surge arresters—Part 4 : Metal-oxide surge arresters without gaps for a.c.systems