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'高高高压开关设备高压开关设备压开关设备管理压开关设备管理管理规管理规规规范范范范国国国家国家家家电电电电网网网网公司公司公司公司发发发发布布布布输变电设备管理规范编委会人员名单:张丽英余卫国李向荣熊幼京曾海鸥李龙沈力袁骏刘铭刚崔吉峰王国春王钢薛建伟张启平孙旦卢放张伟房喜丁永福本规范主要起草人:孙云生何东平姚文军张章奎徐党国李欣张明文武高峰霍凤鸣张国强王风雷孙白逯怀东宋衍国刘朝阳李艳红韩俊玉裴长生王礼田穆广祺袁大陆交流高压断路器技术标准关于印发输变电设备技术标准的通知国家电网生[2004]634号公司系统各区域电网公司,省(自治区、直辖市)电力公司,国网运行有限公司:为认真贯彻落实公司“三抓一创”的工作思路,建设“一强三优”现代公司的发展要求,规范生产设备管理,提高输变电设备运行水平,国家电网公司组织公司系统各区域电网公司在对近5年输变电设备评估并广泛征求意见的基础上,编制完成了《110(66)kV~500kV架空输电线路技术标准》等12个输变电设备技术标准(以下简称《技术标准》,详见附件)。现印发给你们,请按照《技术标准》认真做好各类输变电设备的设计选型和管理工作。执行中的意见和建议,请及时向国家电网公司生产运营部反映。本《技术标准》自印发之日起执行。附件:1.110(66)kV~500kV架空输电线路技术标准(附编制说明)(另册出版)。2.110(66)kV~500kV油浸式变压器(电抗器)技术标准(附编制说明)(另册出版)。3.交流高压断路器技术标准(附编制说明)(即为本册)。4.交流隔离开关和接地开关技术标准(附编制说明)(即为本册)。5.气体绝缘金属封闭开关设备技术标准(附编制说明)(即为本册)。6.110(66)kV~500kV电压互感器技术标准(附编制说明)(另册出版)。7.110(66)kV~500kV电流互感器技术标准(附编制说明)(另册出版)。8.110(66)~750kV避雷器技术标准(另册出版)。9.直流电源系统技术标准(附编制说明)(另册出版)。10.高压并联电容器装置技术标准(附编制说明)另册出版)。11.10kV~66kV干式电抗器技术标准(附编制说明)(另册出版)。12.10kV~66kV消弧线圈装置技术标准(附编制说明)(另册出版)。国家电网公司(印)二00四年十二月十六日目次1总则2正常和特殊使用条件2.1正常使用条件
2.2特殊使用条件3术语和定义4技术要求4.1额定电压(U)r4.2额定频率(f)r4.3额定绝缘水平4.4额定电流和温升4.5额定短时耐受电流(I)k4.6额定短路持续时间(t)K4.7额定峰值耐受电流(I)P4.8额定短路开断电流4.9与额定短路开断电流相关的瞬态恢复电压4.10额定短路关合电流4.11关于断路器电寿命的规定4.12关于断路器机械寿命的规定4.13额定操作顺序4.14近区故障开断能力4.15额定失步开断电流4.16额定容性开合电流4.17额定感性开断电流4.18额定异相接地故障的开合能力4.19额定机械特性参量4.20合闸和分闸装置及其控制回路和辅助回路的额定电源电压(U)a4.21合闸和分闸装置及其控制回路和辅助回路的额定电源频率4.22绝缘和/或操作用压缩气体源的额定压力4.23无线电干扰电压4.24噪声水平4.25电晕4.26地震耐受能力4.27电磁兼容性(EMC)要求4.28合闸电阻4.29并联电容器5设计和结构要求5.1对断路器外绝缘爬电距离的要求5.2对断路器中液体介质的要求5.3对断路器中气体介质的要求5.4对断路器接地的要求5.5对控制和辅助设备的要求5.6对动力操作的要求5.7对储能操动的要求5.8对脱扣器操作的要求5.9对高压力和低压力闭锁和监视装置的要求5.10对位置指示的要求5.11对气体和真空密封的要求5.12液体的密封5.13电磁兼容(EMC)方面的要求5.14联锁装置的要求5.15易燃性
5.16铭牌5.17外壳的防护等级5.18排逸孔5.19其他要求6型式试验6.1概述6.2应进行型式试验的产品6.3型式试验项目6.4关于型式试验的其他要求7出厂试验7.1一般要求7.2出厂试验项目8现场交接试验8.1概述8.2试验项目及试验标准9断路器运行的选用导则10与订货有关的规定11运输、储存、安装、运行和维护规则11.1运输、储存和安装的条件11.2安装11.3运行11.4维修12安全性12.1电气方面12.2机械方面12.3热的方面12.4操作方面13备品备件13.1需要提供的备品备件13.2备品备件的工艺质量要求13.3制造厂对备品备件的管理13.4备品备件清单14专用工具14.1需要提供的专用工具及测试、仪器仪表14.2专用工具及测试仪器、仪表的要求14.3制造厂对专用工具及测试仪器、仪表的管理14.4专用工具清单附录A断路器运行的选用导则交流高压断路器技术标准编制说明1总则总则1.1为适应电网的发展要求,提高设备运行的安全可靠性,加强输变电设备技术管理,特制定本技术标准。1.2本标准是依据国家和国际的有关标准、规程和规范并结合近年来国家电网公司输变电设备评估分析、生产运行情况分析以及设备运行经验而制定的。1.3本标准对交流高压断路器的设计选型(运行选用)、订货、监造、出厂验收、包装运输、现场安装和现场验收等环节提出了具体的技术要求。1.4本标准适用于设计安装在户内或户外并运行在频率为50Hz、额定电压为7.2kV~800kV系统的交流高压断
路器及其操动机构和辅助设备。1.5各网省公司在提出设备技术参数和要求时可根据本标准,结合本地区实际情况增补相应的内容。1.6引用文件:以下为输电设备设计、制造及试验所应遵循的国家、行业和企业的标准及规范,但不仅限于此:GB1984—2003交流高压断路器DL/T593高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求DL/T615—1997交流高压断路器参数选用导则DL/T403—200012kV~40.5kV高压真空断路器订货技术条件GB4824—1996工业科学和医疗(ISM)射频设备电磁干扰特性的测量方法和限值GB/T5582—1993高压电力设备外绝缘污秽等级GB/T4025—2003人—机界面标志标识的基本和安全规则指示器和操作器的编码规则GB/T5465.2—1996电气设备用图形符号GB/T16935.1—1997低压系统内设备的绝缘配合第一部分:原理、要求和试验GB/T4796—2001电工电子产品环境参数分类及其严酷程度分级GB/T762—2002标准电流等级GB12022—1989工业六氟化硫IEC60815:1986在污秽条件下选用绝缘子的导则国家电网公司电力生产设备评估管理办法国家电网公司关于加强电力生产技术监督工作意见国家电网公司预防交流高压断路器事故措施2正常和特殊使用正常和特殊使用正常和特殊使用条正常和特殊使用条条条件件件件2.1正常使用条件除非另有规定,断路器设备及其操动机构和辅助设备在其额定特性和本标准第2.1条中列出的正常使用条件下使用。如果使用条件和正常使用条件不同,制造厂应尽可能按用户提出的特殊要求设计产品,或者与用户达成适当的协议(见本标准第2.2条)。2.1.1户内断路器设备a)周围空气温度最高不超过40℃,且在24h内测得的平均温度不超过35℃。周围空气最低温度对“–5户内’’级为–5℃,对“–15户内”级为–15℃,对“–25户内”级为–25℃。b)阳光辐射的影响可以忽略。c)海拔不超过1000m。d)周围空气没有明显地受到尘埃、烟、腐蚀性和/或可燃性气体、蒸汽或盐雾的污染。e)湿度条件如下:——在24h内测得的相对湿度的平均值不超过95%;——在24h内测得的水蒸气压力的平均值不超过2.2kPa;——月相对湿度平均值不超过90%;——月水蒸气压力平均值不超过1.8kPa。在这样的湿度条件下有时会出现凝露。注注注1:高湿度期间,温度发生急降时会出现凝露;注注注2:为耐受湿度和凝露所产生的效应,用户应采用按此条件设计和进行过试验的断路器产品;注注注3:若不采用按2中要求的条件设计和进行过试验的断路器产品,也可采用特殊设计的建筑物或小室,用适当的通风、加热或除湿装置防止产生凝露。f)来自设备外部的振动或地动可以忽略。g)在二次系统的接口上感应的电磁干扰对于正常的EMC严酷等级,共模电压不超过1.6kV;对于降低的EMC严酷等级,共模电压不超过0.8kV。注注注:互感器接口上的最大感应电压可能超过上述数值,其性能应参照互感器的标准。注
2.1.2户外断路器设备a)周围空气温度最高不超过40℃,且在24h内测得的平均温度不超过35℃。周围空气最低温度对“–10户外”级为–10℃,对“–25户外”级为–25℃,对“–40户外”级为–40℃。应考虑温度的急骤变化。b)应考虑阳光辐射的影响,晴天中午的辐射强度为1000W/m2。注注注1:在一定的阳光辐射条件下,为使温升不超过规定值,必要时应采取适当措施,如加盖遮阳顶、强迫通风散热等,或者降容运行。注注注2:阳光辐射的详细资料见GB4797.4。c)海拔不超过1000m。d)周围空气可能存在尘埃、烟、腐蚀性和/或可燃性气体、蒸汽或盐雾的污染,其污秽等级不超过GB/T5582中规定的II级。e)覆冰厚度对1级不超过lmm,对10级不超过10mm,对20级不超过20mm。f)风速不超过34m/s。g)应考虑凝露和降水的影响。h)来自设备外部的振动或地动可以忽略。i)在二次系统的接口上感应的电磁干扰对于正常的EMC严酷等级,共模电压不超过1.6kV;对于降低的EMC严酷等级,共模电压不超过0.8kV。注注注:互感器接口上的最大感应电压可能超过上述数值,其性能应参照互感器的标准。注2.2特殊使用条件断路器设备可以在不同于本标准第2.1条中规定的正常使用条件下使用,这些特殊要求应参照下述的特殊使用条件提出。2.2.1海拔对于使用在海拔高于1000m处的设备,其外绝缘在标准参考大气条件下的绝缘水平是将使用场所要求的绝缘耐受电压乘以海拔修正系数K,系数K按图1选取。aa注注注1:在任一海拔处,内绝缘的绝缘特性是相同的,不需要采取特别的措施。注注注2:对于低压辅助设备和控制设备,如海拔低于2000m,不需采取特别措施。如用于海拔高于2000m以上的地方,见.GB16935.1。
图图图1海拔修正系海拔修正系海拔修正系数海拔修正系数数数Ka这些系数可按GB311.7的规定按下式计算:式中:H——海拔,m;m=l,对于工频、雷电冲击和相间操作冲击电压;m=0.9,对于纵绝缘操作冲击电压;m=0.75,对于相对地操作冲击电压。2.2.2污秽对于使用在重污秽空气中的设备,污秽等级应规定为GB/T5582中的III级——重污秽,或Ⅳ级——严重污秽。2.2.3温度和湿度对于使用在周围空气温度超出本标准第2.1条中规定的温度范围的设备,应优先选用的最低和最高温度的范围规定为:——对严寒气候:–50℃~+40℃;——对酷热气候:–25℃~+50℃。在暖湿风频繁出现的某些地区,温度的骤变会导致凝露,甚至户内也会产生凝露。在湿热带户内条件下,在24h内测得的相对湿度的平均值能达到98%。2.2.4振动在可能发生地震的地区,应按GB/T13540的规定提出设备的抗震等级。2.2.5其他参数
设备在其他特殊使用条件下使用时,应参照GB/T4796、GB/T4797、GB/T4798的规定提出其环境参数。3术语术语术语和定术语和定和定义和定义义义GB1984的第3章适用。4技技技技术术术术要求要求断路器在正确的维护和调整条件下,应能耐受运行中发生的全部应力,只要这些应力不超过断路器的额定特性。用来确定断路器及其操动机构和辅助设备额定值的特性如下:1)额定电压;2)额定频率;3)额定绝缘水平;4)额定电流和温升;5)额定短时耐受电流;6)额定短路持续时间;7)额定峰值耐受电流;8)额定短路开断电流;9)关于额定短路电流开断次数的规定;10)关于断路器机械寿命的规定;11)额定短路关合电流;12)额定瞬态恢复电压(出线端故障);13)额定操作顺序;14)额定近区故障特性;15)额定失步开断电流;16)额定线路充电开断电流;17)额定电缆充电开断电流;18)额定单个电容器组开断电流;19)额定背对背电容器组开断电流;20)额定单个电容器组关合涌流;21)额定背对背电容器组关合涌流;22)额定小感性开断电流;23)额定时间参量;24)操动机构、控制回路及辅助回路的额定电源电压;25)操动机构、控制回路及辅助回路的额定电源频率;26)操作和灭弧用压缩气体源的额定压力;27)额定异相接地的开合试验;28)噪声及无线电干扰水平。4.1额定电压(U)r额定电压是高压断路器所在系统的最高电压。额定电压的标准值如下。4.1.1范围I额定电压252kV及以下3.6kV~7.2kV~12kV~24kV~40.5kV~72.5kV~126kV~252kV4.1.2范围II额定电压252kV以上363kV~550kV~800kV4.2额定频率(f)r额定频率的标准值为50Hz。4.3额定绝缘水平
高压断路器设备的额定绝缘水平应从表1和表2给定的数值中选取。表1和表2中的耐受电压适用于GB311.1中规定的标准参考大气条件(温度、压力、湿度)。对于特殊使用条件,见本标准第2.2条。雷电冲击电压(U)、操作冲击电压(U)(适用时)和工频电压(U)的额定耐受电压值应该在同一水psd平标志线的行中选取。额定绝缘水平用相对地额定雷电冲击耐受电压来表示。大多数的额定电压都有几个额定绝缘水平,以便用于性能指标或过电压特性不同的系统。选取额定绝缘水平时,应考虑断路器设备受快波前和缓波前过电压作用的程度、系统中性点的接地方式和过电压限制装置的型式。若本标准中无其他规定,表1中的通用值适用于相对地、相间和断路器断口。“隔离断口”的耐受电压值只对某些断路器装置有效,这些断路器装置的触头开距按对隔离开关规定的安全要求设计。
表表表1额额额额定定定定电压电压电压范电压范范范围围围围I的的的额的额额额定定定定绝缘绝缘绝缘水平绝缘水平额定电压额定工频短时耐受电压kV(有效值)额定雷电冲击耐受电压kV(峰值)kV(有效值)通用值隔离断口通用值隔离断口(1)(2)(3)(4)(5)7.230/2334/2760/4070/461242/3048/3675/6085/702465/5079/64125/95145/11540.595/80118/103185/170215/20014018032538572.5160200350410185185+450450+126230230+550550+395395+950950+252460460+10501050+注1:本表中项(2)和项(4)的数值取自GB311.1,斜线下的数值为中性点接地系统使用的数值,项(2)和项(3)斜线下的数值亦为湿试时的数值。注2:126kV和252kV项(3)中括号内的数值分别为0.7U/和1.0U/,是加在对侧端子上的工频电压有效rr值;项(5)括号内的数值分别为0.7U/和1.0U/,是加在对侧端子上的工频电压峰值,括号内的数rr值用户可根据需要选用。注3:隔离断口是指隔离开关、负荷—隔离开关以及起联络作用或作为热备用的断路器和负荷开关的断口。表表表2额额额额定定定定电压电压电压范电压范范范围围围围ⅡⅡⅡⅡ的的的的额额额额定的定的定的绝缘定的绝缘绝缘水平绝缘水平额定电压额定工频短时耐受电压额定操作冲击耐受电压额定雷电冲击耐受电压kVkV(有效值)kV(峰值)kV(峰值)(有效相对地开关断口及开关断口及相对地开关断口及相对地相间值)及相间隔离断口隔离断口及相间隔离断口(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)460460+8501275800(+295)10501050+363510510+9501425850(+295)11751175+680680+117516751050(+450)15501550+550740740+130018001175(+450)16751675+900900+142524201175+(650)19501950+800960960+155024801300+(650)21002100+
110011001100+180027001675(+900)24002400+注:本表中项(3)括号内的数值分别为0.7U/和1.0U/,是加在对侧端子上的工频电压有效值;项(6)括rr号内的数值1.0U/,是加在对侧端子上的工频电压峰值,项(8)括号内的数值分别为0.7U/和1.0U/rrr,是加在对侧端子上的工频电压峰值。本表中1100kV的数值是根据我国电力系统的需要而选定的数值。4.4额定电流和温升4.4.1额定电流(I)r断路器设备的额定电流是在规定的使用和性能条件下能持续通过的电流的有效值。额定电流应从GB762中规定的R10系列中选取。注注注:注1.R10系列包括数字1、1.25、1.6、2、2.5、3.15、4、5、6.3、8及其与10n的乘积。2.对短时工作制和间断工作制的断路器设备的额定电流由制造厂和用户商定。4.4.2温升在温升试验规定的条件下,当周围空气温度不超过40℃时,断路器设备任何部分的温升不应该超过表3规定的温升极限。如果断路器装有串联附件,例如直接过电流脱扣器,则附件的额定电流是该附件在额定频率下能连续通过而不会劣化的电流有效值,同时温升不超过表3的规定值。表表表3断断断断路器路器路器设备路器设备设备各设备各各各种种种种部件部件部件、部件、、、材料和材料和材料和绝缘材料和绝缘绝缘介绝缘介介介质质质质的的的的温温温温度和度和度和温度和温温温升升升升极极极极限限限限最大值部件、材料和绝缘介质的类别温度周围空气温度不超过(℃)40℃时的温升K1触头(见注4)裸铜或裸铜合金—在空气中7535—在SF6气体中(见注5)10565—在油中8040镀银或镀镍(见注6)—在空气中10565—在SF6气体中(见注5)10565—在油中9050镀锡(见注6)—在空气中9050—在SF6气体中(见注5)9050—在油中9050
续续续表续表表表最大值部件、材料和绝缘介质的类别温度周围空气温度不超过(℃)40℃时的温升K2用螺栓的或与其等效的连接(见注4)裸铜、裸铜合金或裸铝合金—在空气中9050—在SF6气体中(见注5)11575—在油中10060镀银或镀镍(见注6)—在空气中11575—在SF6气体中(见注5)11575—在油中10060镀锡(见注6)—在空气中10565—在SF6气体中(见注5)10565—在油中100603其他裸金属制成的或有其他镀层的触头或连接(见注7)(见注7)4用螺钉或螺栓与外部导体连接的端子(见注8)—裸的9050—镀银、镀镍或镀镍10565—其他镀层(见注7)(见注7)5油断路器装置用油(见注9或注10)90506用作弹簧的金属零件(见注11)(见注11)7绝缘材料以及与下列等级的绝缘材料接触的金属部件(见注12)—Y9050—A10565—E12080—B13090—F155115—瓷漆:油基10060合成12080—H180140—C其他绝缘材料(见注13)(见注13)8除触头外,与油接触的任何金属或绝缘件100609可触及的部件—在正常操作中可触及的7030—在正常操作中不需触及的8040注1:按其功能,同一部件可能属于表3中的几个类别,在这种情况下,允许的最高温度和温升值是相关类别中的最低值。注2:对真空断路器设备,温度和温升的极限值不适用于处在真空中部件,其余部件的温厦和温升不应超过表3给出的温度和温升的极限值。注3:应注意保证周围的绝缘材料不受损坏。注4:当接合的部件具有不同的镀层或一个部件是裸露的材料时,允许的温度和温升应为:a)对触头为表3项1中最低允许值的表面材料的值;b)对联接为表3项2中最高允许值的表面材料的值。注5:SF是指纯SF或SF与其他无氧气体的混合物。666
注6:是指:a)在关合和开断试验后;b)在短时耐受电流试验后;c)在机械寿命试验后。有镀层的触头在接触区应该有连续的镀层,否则应被视为是“裸露”的。注7:当使用的材料在表3中没有列出时,应该研究它们的性能,以便确定其最高允许温升。注8:即使和端子连接的是裸导体,其温度和温升值仍有效。注9:在油的上层的温度和温升。注10:如果使用低闪点的油,应特别注意油的气化和氧化。注11:温度不应达到使材料弹性受损的数值。注12:绝缘材料的分级见GB11021。注13:仅以不损害周围的零部件为限。4.5额定短时耐受电流(I)k在规定的使用和性能条件下,在规定的短时间内,断路器设备在合闸状态下能够承载的电流的有效值。断路器的额定短时耐受电流等于其额定短路开断电流。额定短时耐受电流应从GB762中规定的R10数系中选取。注注注:注R10系列包括数字1、1.25、1.6、2、2.5、3.15、4、5、6.3、8及其与10n的乘积。4.6额定短路持续时间(t)k断路器设备在合闸状态下能够承载的额定短时耐受电流的时间间隔。550kV~800kV断路器设备的额定短路持续时间为2s。252kV~363kV断路器设备的额定短路持续时间为3s。126kV及以下的断路器设备的额定短路持续时间为4s。对于装有直接过电流脱扣器的断路器不一定规定额定短路持续时间,如果断路器接到预期开断电流等于其额定短路开断电流的回路中,则当断路器的过电流脱扣器整定到最大延时时,该断路器应能在按照额定操作顺序操作,且在与该延时相应的开断时间内,承载通过的电流。4.7额定峰值耐受电流(I)p在规定的使用和性能条件下,断路器设备在合闸状态下能够承载的额定短时耐受电流的第一个大半波的电流峰值。额定峰值耐受电流等于额定短路关合电流,且应等于2.5倍额定短时耐受电流的数值。注注注:按照系统的特性,可能需要高于注2.5倍额定短时耐受电流的数值。4.8额定短路开断电流额定短路开断电流是在本标准规定的使用和性能条件下,断路器所能开断的最大短路电流。出现这样电流的回路的工频恢复电压等于断路器的额定电压且瞬态恢复电压等于本标准第4.9条中的规定值。适用时,应考虑到本标准第4.14条关于近区故障的规定。额定短路开断电流由两个值来表征:a)交流分量有效值;b)直流分量百分数。注注注:如果直流分量不超过注20%,额定短路开断电流仅由交流分量有效值来表征。三极断路器额定短路开断电流的交流分量由三相短路确定。在上述条件下,断路器应能开断直到额定短路开断电流的任一短路电流,该电流包含直到额定值的任一交流分量和随之产生的直到规定值的任一百分数的直流分量。下列规定适用于标准断路器:a)在电压低于或等于额定值时,断路器应能开断其额定短路开断电流;b)在电压高于额定值时,短路开断电流不予保证,但本标准第4.15条规定的范围除外。4.8.1额定短路开断电流的交流分量额定短路开断电流的交流分量有效值应从下列数值中选取:6.3kA,8kA,10kA,12.5kA,16kA,20kA,25kA,31.5kA,40kA,50kA,63kA,80kA,100kA。注注注:以上数值选自注R10数系,如果需要,也应从该数系中选取更大的数值。
4.8.2额定短路开断电流的直流分量额定短路开断电流的直流分量的百分数(%dc)可以从图2中查出,它基于时间间隔(T+T)和时间常数oprτ,使用下面的公式进行计算:——对于自脱扣断路器,直流分量百分数对应的时间间隔等于断路器首先分闸极的最短分闸时间T,上面op公式中的T应设定为0ms。r——对于仅由辅助动力脱扣的断路器,直流分量百分数对应的时间间隔等于断路器首先分闸极的最短分闸时间T加上额定频率的一个半波(T)。opr上述最短分闸时间T是断路器在任何运行条件下能达到的最小分闸时间,由制造厂规定。op图2中给出的直流分量和时间的关系曲线基于:a)标准时间常数为τ=45ms;b)下述时间常数为与断路器额定电压相关的特殊工况下的时间常数:——额定电压40.5kV及以下时为120ms;——额定电压72.5kV~363kV时为60ms;——额定电压550kV及以上时为75ms。图图图2直流分量百分直流分量百分直流分量百分数直流分量百分数数数与与与与时间间时间间时间间隔时间间隔隔隔((((T+T)))的)的的的关关关关系系系系((((τ=45ms)))opr
这些特殊工况下的时间常数值说明了标准时间常数在某些系统中是不足的。这些数值作为特殊系统需要的统一值,考虑到额定电压不同范围的特性,例如特定的系统结构、线路设计等。注注注:某些特殊用途中,可能要求更高的时间常数值,如靠近发电机的断路器。在这些情况下,要求的直流注分量和附加的试验要求应在询问单中规定。4.9与额定短路开断电流相关的瞬态恢复电压与额定短路开断电流相关的瞬态恢复电压采用GB1984中第4.102条的规定。4.10额定短路关合电流在规定的使用和性能条件下,断路器关合操作时,在电流出现后的瞬态过程中,流过断路器一极的电流的第一个大半波的峰值。断路器的额定短路关合电流是与额定电压和额定频率相对应的,且下述值适用:——对于额定频率为50Hz且时间常数标准值τ=45ms的系统,额定短路关合电流等于额定短路开断电流交流分量有效值的2.5倍。——对于所有特殊工况的时间常数的系统,额定短路关合电流等于额定短路开断电流交流分量有效值的2.7倍,与断路器的额定频率无关。4.11关于断路器电寿命的规定4.11.140.5kV及以下的配电断路器的电寿命40.5kV及以下的配电断路器按照电寿命的不同分为两类:(1)E2级(称为延长的电寿命):断路器在其预期的使用寿命期间,主回路中开断用的零件不要维修,其他零件只需很少的维修(具有延长的电寿命的断路器)。此类断路器需要按照GB1984中第6.106.6条的规定进行补充电寿命试验。(2)E1级(称为基本的电寿命):不属于E2级断路器范畴内的、具有基本的电寿命的断路器。对于40.5kV及以下的配电真空断路器的电寿命也可按以下规定选取:1)额定短路开断电流为31.5kA及以下时,其电寿命(额定短路电流的开断次数)由下列数值中选取:30次,50次。2)额定短路开断电流为40kA~63kA时,其电寿命(额定短路电流的开断次数)由下列数值中选取:16次,20次,30次。4.11.240.5kV以上的SF及真空断路器的电寿命6对于40.5kV以上的高压断路器,需进行额定短路开断电流下的连续开断能力试验(电寿命试验)。断路器在其主回路中开断用的零件不需要维修的情况下,可连续开断额定短路开断电流的次数应由下列数值中选取:16次,20次,25次。4.11.3用于投切电容器、电抗器、电动机等频繁操作的断路器其开合额定电流的次数应不低于其机械寿命次数。4.12关于断路器机械寿命的规定断路器按照机械寿命的不同分为两类:(1)M2级(延长的机械寿命):用于特殊使用要求的、适合于频繁操作的、要求非常有限的维护且通过特定的型式试验验证的断路器(具有延长的机械寿命的断路器)。1)M2级的真空断路器的机械寿命应根据需要从下列数值中选取:10000次、20000次、30000次。2)M2级的SF断路器的机械寿命应根据需要从下列数值中选取:10000次、20000次。6(2)M1级(基本的机械寿命):不属于M2级断路器范畴内的、具有基本的机械寿命的断路器。M1级的SF断路器的机械寿命应根据需要从下列数值中选取:5000次。64.13额定操作顺序有以下两种可供选择的额定操作顺序:(1)O—t—CO—t΄—CO除非另有规定,则1)t=3min,对于不用作快速自动重合闸的断路器;2)t=0.3s,对于用作快速自动重合闸的断路器(无电流时间);3)t"=3min。注注注:用作快速自动重合闸的断路器时,也可采用注t"=15s(用于额定电压小于或等于40.5kV)或t"=lmin。
(2)CO—t″—COt″=15s,对于不用作快速自动重合闸的断路器。此处O代表一次分闸操作,CO代表一次合闸操作后紧跟一次分闸操作,t、t′和t″为连续操作之间的时间间隔,合一分(CO)时间应满足本标准第4.19.2条的要求。如果无电流时间是可调的,则应规定调整的极限。4.14近区故障开断能力对于设计用于额定电压72.5kV及以上、额定短路开断电流大于12.5kA、直接与架空输电线路连接的三相断路器,要求具有开断近区故障的能力。近区故障额定特性的开断电流分别等于额定短路开断电流的90%和75%。对于自能灭弧室断路器,还应考虑60%额定短路开断电流的近区故障试验。近区故障额定特性(包括额定电源回路特性和额定线路特性)及由此额定特性计算瞬态恢复电压的方法应符合GB1984中第4.105条的规定。4.15额定失步开断电流额定失步开断电流是指断路器在本标准规定的使用和性能条件下,在具有以下规定的恢复电压的回路中,应能开断的最大失步电流。额定失步开断电流的规定并不是强制性的。如果指定有额定失步开断电流,则可采用以下规定:1)除非另有规定,则额定失步开断电流为额定短路开断电流的25%。2)工频恢复电压,对于中性点直接接地系统应为2.0/倍的额定电压;对于其他系统应为2.5/倍的额定电压。3)瞬态恢复电压应符合GB1984中第4.106条的规定。4.16额定容性开合电流适用于容性电流开合的断路器,其额定值应包括:——额定线路充电开断电流。——额定电缆充电开断电流。——额定单个电容器组开断电流。——额定背对背电容器组开断电流。——额定单个电容器组关合涌流。——额定背对背电容器组关合涌流。表4给出了额定容性开合电流的优选值。表表表4额额额额定容性定容性定容性开定容性开开开合合合合电电电电流的流的流的优流的优优优选选选选值值值值线路电缆单个电容器组背对背电容器组额定线路充电额定电缆充电额定单个电容额定背对背电额定背对背电额定电压涌流的频率开断电流Il开断电流Ic器组开断电流容器组开断电容器组关合涌U(有效值)frI(有效值)流I(有效流I(峰值)bi(有效值)(有效值)sbbbbi(kV)(Hz)(A)(A)(A)值)(A)(kA)7.21010400400204250121025400/630400/630204250241031.540040020425040.51050400/630/1000400/630/100020425072.510125400/630400/63020425012631.5140400400204250252160250400400204250363315355400400204250550500500400400204250800900
注l:选择本表中给出的数值是出于标准化的考虑。注2:对于实际工况,涌流可以按照GB1984附录H计算。注3:如果做了背对背电容器组开合试验,就不要求进行单个电容器组开合试验。注4:根据系统条件,涌流的频率和峰值可能会高于或低于本表4中的优选值,例如,是否使用了限流电抗器。容性电流开合的恢复电压取决于:——系统的接地;——容性负载的接地,如屏蔽电缆、电容器组、输电线路等;——容性负载相邻相的相互影响,如铠装电缆、敞开空气中的线路;——同一线路中相邻架空线系统的相互影响;——存在单相或两相接地故障。根据断路器的重击穿性能,可以把其分成两级:——Cl级:容性电流开断过程中具有低的重击穿概率;——C2级:容性电流开断过程中具有非常低的重击穿概率。注注注1:一种断路器对于一种类型的应用(例如中性点接地系统中)可以是C2级,而对恢复电压更严酷(例如中性点不接地系统中)的另一种应用场合,可以是C1级。注注注2:具有不同于C1和C2级重击穿概率的断路器不包含在本标准中。4.16.1额定线路充电开断电流额定线路充电开断电流是指断路器在本标准规定的使用和性能条件下,在其额定电压下应能开断的最大线路充电电流,开断时不得重击穿。额定线路充电开断电流的要求对于额定电压72.5kV及以上的断路器是强制性的,而对于40.5kV及以下的断路器是有要求时才采用此规定。如需要,可采用表4给出的优选值。注注注:采用紧凑型杆塔时的电流值另定。注4.16.2额定电缆充电开断电流额定电缆充电开断电流是指断路器在其额定电压和本标准规定的使用和性能条件下,应能开断的最大电缆充电电流,开断时不得重击穿。额定电缆充电开断电流的要求对于额定电压40.5kV及以下的断路器是强制性的,而对于40.5kV以上的断路器是有要求时才采用此规定。如需要,可采用表4给出的优选值。注注注:表注4中的值相应于大多数电力系统的正常最大要求值。超出这些电缆充电电流值时应遵循制造厂和用户之间的特别协议。4.16.3额定单个电容器组开断电流额定单个电容器组开断电流是指断路器在其额定电压和本标准规定的使用和性能条件下,应能开断的最大电容电流,开断时不得出现重击穿。此开断电流是指在断路器的电源侧没有连接并联电容器时开合一组并联电容器组的开断电流。单个电容器组开断电流的额定值应从表4给出的优选值中选取,对于更高的额定值应从R10数系中选取。额定单个电容器组开断电流的规定对12kV、40kA以下的断路器是强制性的。4.16.4额定背对背电容器组开断电流额定背对背电容器组开断电流是指断路器在其额定电压和本标准规定的使用和性能条件下,应能开断的最大电容电流,开断时不得出现重击穿。此开断电流是指断路器的电源侧连接有一组或多组并联电容器,且它能提供的关合涌流等于额定背对背电容器组关合涌流时开合并联电容器组的开断电流。背对背电容器组开断电流的额定值应从表4给出的优选值中选取,对于更高的额定值应从R10数系中选取。额定背对背电容器组开断电流的规定对12kV、40kA以下的断路器是强制性的。注注注:类似的条件适用于电缆的开合。注4.16.5额定单个电容器组关合涌流额定单个电容器组关合涌流是断路器在其额定电压以及与使用条件相应的涌流频率下应能关合的电流的峰值。注注注:对于单个电容器组,没有规定额定关合涌流和涌流频率的优选值。在正常使用条件下,额定单个电容注
器组关合涌流在5kA~10kA范围内,可以采用下面的公式进行粗略地计算:式中i——关合涌流(峰值);maxpeaki——电容器组所处位置的短路电流(有效值);shi——额定单个电容器组电流(有效值);sbk——取1.15,用来覆盖偏差以及可能出现的过电压的乘数。涌流的频率在200Hz~1000Hz范围内,可以采用下面的公式进行粗略地计算:式中f——额定频率;rf——涌流频率。inrush如果要求的关合涌流峰值与涌流频率的乘积(i×f)等于或小于相应试验中采用的这些数值的maxpeakinrush乘积,则认为单个电容器组关合性能已满足。4.16.6额定背对背电容器组关合涌流额定背对背电容器组关合涌流是指断路器在其额定电压以及与使用条件相应的涌流频率下应能关合的电流峰值。背对背电容器组关合涌流的额定值应从表4给出的优选值中选取,对于高于或低于表4中优选值的额定值应从R10数系中选取。对于具有额定背对背电容器组开断电流的断路器,其额定电容器组关合涌流的规定是强制性的。注注注1:在运行中,涌流的频率通常在2kHz~5kHz范围内。注注注2:如果要求的关合涌流峰值与涌流频率的乘积(i×f)等于或小于相应试验中采用的这些数maxpeakinrush值的乘积,则认为背对背电容器组关合性能已满足。4.17额定感性开断电流额定小感性开断电流是指断路器在本标准规定的使用和性能条件下,按指定的操作顺序所能开断的相应容量的小感性电流,它包括:——并联电抗器,根据现场使用容量进行考核,投运前进行投切试验。——感应电动机,根据现场使用容量进行考核,投运前进行投切试验。在开断这些小感性电流后,断路器本身不得损坏,内外绝缘不得被击穿,不得引起相间闪络,由此产生的过电压应小于指定的水平。4.18额定异相接地故障的开合能力对中性点绝缘系统中的断路器应具备开、合异相接地故障的能力,额定异相接地故障开断电流为额定短路开断电流的86.6%,工频恢复电压为额定电压,操作顺序为O—0.3s—CO—180s—CO。4.19额定机械特性参量断路器的额定机械特性参量包括:1)分闸时间的上、下限;2)开断时间;3)合闸时间的上、下限;4)分—合时间;5)重合闸时间;6)合—分时间上、下限;7)三相分闸不同期性;8)三相合闸不同期性;9)合闸弹跳时间(对于真空断路器);10)分闸反弹幅值(对于真空断路器);11)合闸速度;12)分闸速度。4.19.1额定开断时间
断路器在辅助电源电压的额定电压和额定频率、气动或液压源的额定压力以及周围空气温度(20℃±5℃)下操作时,其最大开断时间应不超过额定开断时间。4.19.2合—分时间对126kV及以上断路器合—分时间应不大于60ms,推荐不大于50ms。由于断路器合—分时间加长时,对系统稳定性起着不利影响,而合一分时间过短又不利于断路器重合闸时第二个“分”的可靠开断能力,因此合—分时间应该有个范围,制造厂应给出断路器合—分时间的上下限,并应在型式试验中验证断路器在规定的合—分时间下的额定短路开断能力,且试验中合—分时间不得超过产品技术条件中给出的规定值。4.19.3真空断路器的合闸弹跳和分闸反弹真空断路器的合闸弹跳影响到其合闸能力和电寿命,而分闸反弹影响到其弧后绝缘性能,因而对于真空断路器,其合闸弹跳和分闸反弹越小越好。真空断路器的合闸弹跳以ms来计算,分闸反弹以mm来计算,并规定如下:a)对于7.2kV~12kV真空断路器:合闸弹跳不应超过2ms,分闸反弹幅值不应超过额定开距的20%;b)对于40.5kV及以上真空断路器:合闸弹跳不应超过3ms,分闸反弹幅值不应超过额定开距的20%。4.19.4各极的同期性要求当各相间的同期性要求未做规定时,合闸不同期不应大于5ms,分闸不同期不应大于3ms。断路器在其所规定的操作电(液、气)压变化范围内应能保证所规定的同期性。制造厂应指明同相各断口间的同期性要求。4.20合闸和分闸装置及其控制回路和辅助回路的额定电源电压(U)a额定电压应从表5和表6给出的标准值中选取。表表表5直流直流直流电压直流电压V2448110220表表表6交流交流交流电压交流电压三相三线或四线制系统单相三线制系统单相二线制系统—110/220110220/380—220230/400—230注l:第一栏和第二栏中的较低值是对中性点的电压,较高值是相间电压。注2:230/400将是惟一的标准值,并推荐在新的系统中采用。注3:保护和测量用互感器的二次电压不受本标准的约束。4.21合闸和分闸装置及其控制回路和辅助回路的额定电源频率额定电源频率的标准值为50Hz或直流。4.22绝缘和/或操作用压缩气体源的额定压力除非制造厂另有规定,额定压力的标准值为:0.5MPa、1MPa、1.6MPa、2MPa、3MPa、4MPa。4.23无线电干扰电压对于额定电压126kV及以上的断路器设备,应有无线电干扰电压的要求。断路器设备在1.1U/时的无线电干扰电压不应超过500µV,其中U为设备的额定电压。rr4.24噪声水平断路器设备在进行操作时的噪声水平规定如下:——对户外设备不得超过110dB(A声级);
——对户内设备不得超过90dB(A声级)。噪声水平的测点应在水平方向距声源2m,对地高1.5m的地方。4.25电晕断路器设备在分(合)闸状态下,于晴天、夜晚均应无可见电晕(当承受额定电压长期运行时)。4.26地震耐受能力对于尺寸较大的断路器产品应考虑地震耐受能力。额定电压252kV及以上应进行地震试验,126kV及以下的产品应进行地震耐受能力的计算校核。地震时加速度分级:——地震的水平加速度:0.15g,0.3g(g为地心引力加速度)。地震试验采用正弦共振拍波试验方法,激振5次,每次5波,间隔2s。4.27电磁兼容性(EMC)要求4.27.1二次系统的辐射作为断路器二次系统一部分的电子设备,应满足GB4824中所规定的关于辐射的要求。4.27.2二次系统的抗扰性断路器设备的二次系统应能耐受2.1规定的电磁干扰而不会造成损坏或误动。这既适用于正常运行,也适用于开合操作,包括开断主回路中的故障电流时。对于二次系统或分装的界面或接口规定了以下两个EMC严酷等级:1)正常的EMC严酷等级:在二次系统的接口上感应的电磁干扰的共模电压不超过1.6kV。适用于:a)界面或接口靠近一次高压系统;b)二次系统柜间连接用的界面或接口。2)降低的EMC严酷等级:在二次系统的接口上感应的电磁干扰的共模电压不超过0.8kV。仅用于柜内没有靠近一次高压系统的界面或接口。4.28合闸电阻合闸电阻阻值的偏差范围为标称值的±5%。合闸电阻的提前接入时间:一般为7ms~12ms。合闸电阻的热容量:在1.3倍额定相电压下合闸4次,前两次之间的时间间隔为3min,后两次之间的时间间隔为3min;前后两组试验之间的时间间隔不超过30min。或在2~2.5倍额定相电压下合闸两次,其间的时间间隔为30min。4.29并联电容器断路器的并联电容器应能耐受2倍断路器的额定相电压2h,其绝缘水平应与断路器断口间的耐压水平相同。耐压试验后,其局部放电水平规定如下:在1.1倍额定相电压下应小于10pC。制造厂应指明并联电容器的数值及其公差范围。并联电容器的使用环境和使用寿命应与断路器一致。5设计设计设计和设计和和和结结结结构构构构要求要求5.1对断路器外绝缘爬电距离的要求断路器用绝缘子和套管的外绝缘爬电距离应按照GB/T5582的规定进行选择,它们在污秽条件下应当具有良好的电气性能。5.1.1户外断路器的爬电距离位于相和地间、相与相问、断路器一个极的两个端子间的户外瓷的或有机材料的绝缘子或套管,其外绝缘的最小标称爬电距离用下属关系式确定:式中l——最小标称爬电距离,mm;t——按表7选择的与绝缘类型有关的应用系数;l——最小标称爬电比距,mm/kV,按GB/T5582的表8选择,即:r
表表表7爬爬爬爬电电电电距距距距离离离离的的的的应应应应用系用系用系数用系数数数绝缘的应用部位应用系数相对地1.0相间断口1.15注:易被融化的污雪所覆盖的非直立安装的绝缘子可能需要更长的爬电距离。表表表8最小最小最小标最小标标标称称称称爬爬爬爬电电电电比距比距外绝缘污秽等级公称爬电比距,不低于(mm/kV)014.8(15.5)I16II20III25Ⅳ31U——断路器设备的额定电压;rK——直径的校正系数,当直径D≥300mm时,取1.1,当直径D≥500mm时,取1.2。D干弧距离和伞型应符合IEC60815的规定。5.1.2户内断路器的爬电距离户内断路器相和地间、相与相间、断路器一个极的两个端子间的瓷的或有机材料的绝缘子或套管,其外绝缘的最小标称爬电距离用本标准第5.1.1条的关系式确定,但其最小标称爬电比距l应该不小于18mm/kV(瓷r质)和20mm/kV(有机)。5.2对断路器中液体介质的要求制造厂应明确规定断路器设备中所使用的液体的种类、要求的数量和质量,并为用户提供更新液体和保持要求的液体的数量和质量的必要的说明。5.2.1液位断路器设备应有检查液位的装置,而且在运行时应能清晰地指示出保证设备正常工作时允许的液位的上、下限。注注注:此条对缓冲器不适用。注5.2.2液体的质量断路器设备中使用的液体应该遵循制造厂说明书中的规定。对于油断路器,新绝缘油应符合GB2536的要求。5.3对断路器中气体介质的要求制造厂应明确规定断路器设备中所使用的气体的种类、要求的数量、质量和密度,并为用户提供更新气体和保持要求的气体的数量和质量的必要的说明。密封压力系统除外。断路器的充有压缩气体的部件应遵守国家劳动总局《压力容器安全监察规程》的规定。对SF断路器,新SF气体应符合GB12022的要求。充入断路器设备内部的SF气体中的微量水分含量应满666足以下要求:交接时(新设备):≤150µL/L(20℃时);运行中:≤300µL/L(20℃时)。制造厂应规定灭弧用压缩气体的最大和最小压力,断路器在此极限下应能按其额定值使用,并且应在此极限压力下整定合适的低气压和高气压闭锁装置(见本标准第5.9条)。5.4对断路器接地的要求每台断路器设备的底架上均应设置可靠的适合于规定故障条件的接地端子,该端子应有一紧固螺钉或螺栓用来连接接地导体。紧固螺钉或螺栓的直径应不小于12mm。接地连接点应标以GB/T5465.2规定的“保护接
地”符号。和接地系统连接的设备的金属外壳部分可以看作是接地导体。5.5对控制和辅助设备的要求5.5.1一般要求5.5.1.1外壳。辅助和控制回路的外壳应由能够耐受机械、电气和热的应力以及能耐受在正常运行条件下可能出现的湿度效应的材料组成。操动机构箱和开关箱均应能防寒、防热、防潮、放水、防尘和防止异物进入。外壳应通过采用防腐材料或者对暴露的表面采用适当的防腐涂层来取得良好的防腐性能。辅助和控制回路的外壳提供的防护等级应符合本标准第5.17条的规定。电缆入口处的门、盖板等应设计成在电缆正确安装后能达到本标准第5.17条定义的、低压辅助和控制回路的外壳的防护等级。所有通风口的门应予以屏蔽或者其布置能达到为外壳规定的相同的防护等级。5.5.1.2电击防护。安装在断路器框架上的辅助和控制设备应对来自于主回路的破坏性放电予以防护。辅助和控制回路的接线,除了互感器、脱扣线圈、辅助触头等端子上长度较短的电线以外,应通过接地的金属隔板(例如金属管)或者绝缘材料制成的隔板(例如绝缘管)与主回路隔离。运行中,应注意辅助和控制回路能够被触及但不会直接接触高压部件的危险。对于需要考虑因异常的环境条件(例如雪、沙等的集聚)而导致安全性能降低的场合,则应提高其上带电部件的最低高度。5.5.1.3火灾危害。由于辅助和控制回路中存在火灾的危险,在正常使用条件下以及即使在可预见的异常使用条件下发生误动作和故障时,均应减低火灾的可能性。第一目标是防止带电部件产生火花。如果火灾或火花发生在外壳内部,第二目标是限制火灾的危害。制造厂要通过合理的回路设计和保护使得内部故障和过载条件下不会增加火灾危害。制造厂应设计或选取额定容量值高于正常运行条件下所需要的额定值的元件,且其自燃特性应根据回路的最大故障容量决定。应特别注意电阻器。应对元件的总装和这些元件的相对布置予以考虑,通过在他们周围提供足够的的空间来散发过多的热量。为了控制火灾的冲击,应采取预防措施。使用的材料应足以耐受可能的燃烧和内部的热源。应尽可能采用具有阻燃性能的材料。5.5.2辅助和控制回路元件的要求5.5.2.1元件的选择。断路器设备中辅助和控制回路元件包括:辅助开关、继电器、并联脱扣器、电动机、加热元件、表计、计数器、指示灯、电缆和电线、端子、辅助和控制触头、辅助和控制触头以外的触头、接触器和电动机启动器、低压开关、低压断路器、低压熔断器、低压隔离开关、插头、插座和接线器、印刷板、电阻器、照明、线圈等。这些元件的性能应满足相关的国家和行业标准的要求及DL/T593中第5.4.4条的规定。如果没有相关的国家和行业标准,或者元件是按照另外的标准(如由某个国家或组织发布的标准)经过试验的,则选取的判据应在制造厂和用户之间达成协议。辅助和控制回路中使用的所有元件的选择和设计应使得在所有实际运行条件下、在辅助和控制回路的外壳内,能够在其额定特性下运行。应当采取适当的措施(隔热、加热、通风等)保证维持正确功能所需要的运行条件。如果加热是设备正确功能的基本条件,应提供对加热回路的监控。对于用于低温地区的断路器,其机构箱中应设置可自动投切的加热装置,并有保温措施。加热器在额定电压下的功率应在制造厂规定值的±10%范围内。对于户外断路器,应进行适当的布置(通风和/或内部加热等)以防止辅助和控制回路外壳内产生有害的凝露。连接点上极性的反转不应该损坏辅助和控制回路。5.5.2.2元件的安装。元件应按照其制造厂的说明书进行安装。5.5.2.3可触及性。分闸和合闸执行器以及紧急关闭系统的执行器应位于正常的操作高度以上0.4m~2m之间。其他执行器应位于易被操作的高度,指示装置应位于易被读取的位置。考虑到正常操作高度,构架安装和地面安装的辅助和控制回路的外壳应安装在高度满足上述可触及性、操作和读取高度要求的位置。外壳内元件的布置应使得在安装、接线、维护和更换时能够触及的位置。5.5.2.4识别。安装在外壳内的元件应易于识别,且应与接线图和电路图的指示一致。如果元件是插入式的,则元件和固定部分(元件插入的位置)上应有确认标记。在元件或电压的混杂可能引起混乱的场合,应考虑更明晰的标记。5.5.3防跳跃功能。断路器应具有防跳跃性能。防跳跃装置作为控制回路的一部分时,如果安装了不止一个,
它们应在每一个回路中动作。5.5.4防止非全相合闸的功能对于分相操作的断路器,当断路器发生非全相合闸时,应能实现保护性分闸。5.5.5保证断路器额定合—分时间的自卫能力的要求为满足本标准第4.19.2条的要求,断路器应具有自卫能力,并保证断路器的开断能力。5.5.6其他要求1)连接件应能承受断路器产生的应力,尤其是由于操作时的机械力而产生的应力。2)辅助开关用作位置指示器时,应指示断路器已处的静止状态的分闸或合闸的最终位置。3)操动机构的各种线圈(电动机绕组和接触器线圈除外)的匝间绝缘应能承受表9所规定的交流试验电压lmin。试验时用提高频率的方法将电压施加于线圈端钮上,或在被试线圈中感应以工频电压,但必须保证线圈温升不超过表9规定的数值。表表表9操操操操动动动动机机机机构构构构线线线线圈圈圈圈1min交流交流试验电压规交流试验电压规试验电压规定试验电压规定定定值值值值线圈种类直流线圈交流线圈交流试验电压2.5倍额定电压3.5倍额定电压4)辅助开关:操动机构应能装设不少于12对供控制、信号及联动回路用的辅助触点,辅助触点应能通过并切断的电流应不小于直流6A,导线截面不得小于2.5mm2。制造厂应提供辅助开关触头切换和主断口动作之间的配合时间。5)断路器设备上的所有计量、辅助和控制元件及协作件都必须经由断路器制造厂校验合格和调整完善后方能装配出厂,制造厂应对这些元件的质量全面负责。6)户外操动机构箱中应设有照明装置。7)对分相操作的断路器要求在三相的操动机构箱上分别装设一套记录开、合次数的机械式计数器;对三相联动操作的断路器必须装设一套记录开、合次数的机械式计数器。8)对液压机构,应设置油泵启动次数计数器,对气动机构应设置气泵累计运转时间记录仪和启动次数计数器。5.6对动力操作的要求用外部能源操作的断路器,当操动机构的动力源的电压或压力处在规定值的下限时,应该能关合和/或开断它的额定短路电流。如果制造厂规定了最大合闸和分闸时间,在电压或压力处在规定值的下限时,所测得的分闸和合闸时间不得超过此值。动力式操动机构应有供检修及调整用的手力合闸装置和手力脱扣装置或就地操作按钮。除了在维修时的慢操作外,主触头只应该在传动机构的作用下以设计的方式运动。当合闸装置和/或分闸装置失去能源或失去后重新施加能源时,不应该引起主触头合闸或分闸位置的改变,即操动机构应该有防止失压慢分或失压后重新打压慢分的功能。用外部能源进行动力合闸的断路器应能在关合额定短路关合电流的操作后立即分闸。动力式操动机构,当操作能源的电压、压力在表10规定的范围内时,应保证断路器可靠合闸(包括关合额定短路关合电流),且关合后应能接着立即开断;在规定的最高值时,应能空载合闸而不产生异常现象。表表表10操作能源的操作能源的操作能源的电压操作能源的电压电压和电压和和和压压压压力力力力断路器的额定短路操作能源参数关合电流(峰值)电压气压或液压(kA)直流交流<5080%~110%额定电压85%~110%额定电压85%~110%额定压力≥5085%~110%额定电压注1:表中规定的电压极限范围为受电元件线圈通电时端钮间的稳态数值。注2:表中规定的气压(液压)极限范围为操动机构附有的储气(压)筒内的气(液)压数值。注3:表中规定的电压极限范围只有当电磁式或电动机式操动机构的电磁合闸线圈或电动机绕组的温度不超过
80℃时方有效。注4:对气动、弹簧和液压操动机构的合闸线圈的动作要求与本标准第5.8.8条的要求相同。注5:电磁机构的合闸接触器的动作电压要求与本标准第5.8.8条的要求相同。5.7对储能操动的要求储能操作的断路器,当操动机构储足能量时,应该能关合和开断它的额定短路电流,在指定的相应最低气压或液压下能满意地进行各种恰当的操作。如果制造厂规定了最大合闸和分闸时间,所测得的分闸和合闸时间不得超过此值。对具有单独的泵或压缩机的断路器,泵或压缩机的出力、储气罐或液压蓄能器的容量应足以供给断路器在额定短路关合和开断电流及以下的所有电流下进行额定操作顺序的操作。操作顺序开始时的压力应等于制造厂按照上述要求以及泵或压缩机得以正常运转所规定的适当的最低压力。除了在维修时的慢操作外,主触头只应该在传动机构的作用下以设计的方式运动。当合闸装置和/或分闸装置失去能源或失去后重新施加能源时,不应该引起主触头合闸或分闸位置的改变,即操动机构应该有防止失压慢分或失压后重新打压慢分的功能。供弹簧储能的,或驱动压缩机或泵的电动机及其电气辅助设备,在额定电源电压(见本标准第4.20条)的85%~110%之间,在额定频率下(见本标准第4.21条),应该能够正常工作。储能操作的断路器应能在关合额定短路关合电流的操作后立即分闸。5.7.1储气罐或液压蓄能器中能量的储存如果用储气罐或液压蓄能器储能,操作压力处在下述项a)和项b)规定的上、下限之间时,上述本标准第5.7条的规定适用。a)外部气源或液压源:除非制造厂另有规定,操作压力的上、下限分别为额定值压力的110%和85%。如果储气罐内的压缩气体也用于灭弧,上述极限值不适用。b)与断路器或操动机构一体的压缩机或泵,其操作压力的上、下限由制造厂规定。5.7.2弹簧(或重锤)储能如果用弹簧(或重锤)储能,弹簧储能后(或重锤升起后),上述本标准第5.7条的规定适用。如果所储能量不足以完成合闸操作,则动触头不应从分闸位置开始运动。5.7.3人力储能如果弹簧(或重锤)用人力储能时,应该标出手柄运动的方向,在断路器上应装设弹簧(或重锤)储能指示器,而且制造厂应该提供手力储能工具。储能用手柄或单臂杠杆的长度不应大于350mm,转动角度应不大于150°;储能手轮的直径或双臂杠杆的长度不应大于750mm,且转动角度应不大于180°。用人力给弹簧(或重锤)储能所需的最大操作力不应超过200N。人力储能与电动储能之间应有相互联锁。5.7.4对气动操动机构的其他要求a)在压缩机出口应装设气水分离装置和自动排污阀,保证进入储气罐的压缩空气是清洁和干燥的。b)应装设气体压力监视装置,当压缩空气的压力达到上限值或下限值前应能发出报警信号,超过规定值时应能实现闭锁。c)空压机系统应装设安全阀。d)储气罐进气孔应装逆止阀,在规定的压力范围内,储气罐容量应能保证断路器进行O—t—CO—t″—CO操作顺序的要求,其机械特性应符合规定。当三相分别带有一个储气罐时,各储气罐之间的分相管路应设控制阀门进行隔离。e)在可能结冰的气候条件下使用时,气动机构及其连接管路应有可自动投切的加热装置,防止凝结水在压缩空气通道中结冰。f)储气罐应有防锈措施,导气管、控制阀体等压缩空气回路部件应采用防腐材料。g)在结构上应保证气源在分(或合)操作完成后才断开。h)压缩空气操动机构的额定气压从下列标准值中选取:0.5MPa,1.0MPa,1.5MPa,2.0MPa,2.5MPa,3MPa,4MPa。5.7.5对液压操动机构的其他要求a)应具有监视压力变化的装置,当液压高于或低于规定值时应发出信号并切换相应控制回路的触点。
b)应给出各报警或闭锁压力的定值(停泵、启泵、压力异常的告警信号及分、合闸闭锁)及其行程;安全阀动作失灵时应给出信号。c)应装设安全阀和液压油过滤装置。d)应具有保证传动管路充满传动液体的装置和排气装置;防止断路器在运行中慢分的装置,以及附加的机械防慢分装置。e)应具有能根据温度变化自动投切的加热装置,液压机构的电动机和加热器均应有断线指示装置。f)液压机构的保压时间应不小于24h。g)液压操动机构的机构箱里应装设温度表。5.7.6对弹簧操动机构的其他要求a)应在机构上装设显示弹簧储能状态的指示器。b)当弹簧储足能量时,应能满足断路器额定操作循环下进行操作的要求。c)保证在断路器使用寿命期内,弹簧的力矩特性在额定操作循环条件下满足关合和开断断路器额定短路电流所要求的额定机械特性;弹簧应采取防腐措施。d)对于利用合闸弹簧对分闸弹簧进行储能的操动机构,结构上应能保证在分闸弹簧储能未足时不能进行分闸操作。e)弹簧机构应保证低温条件下的操作性能。5.8对脱扣器操作的要求5.8.1并联合闸脱扣器并联合闸脱扣器在合闸装置的额定电源电压的80%~110%范围内、交流时在合闸装置的额定电源频率下,应能可靠动作。当电源电压等于或小于额定电源电压的30%时,并联合闸脱扣器不应动作。5.8.2并联分闸脱扣器并联分闸脱扣器在分闸装置的额定电源电压的65%~110%(直流)或80%~110%(交流)范围内、交流时在分闸装置的额定电源频率下,在断路器装置所有的直到其额定短路开断电流的操作条件下,均应能可靠动作。当电源电压等于或小于额定电源电压的30%时,并联分闸脱扣器不应动作。5.8.3并联脱扣器的电容储能操作采用由主回路通过与断路器装置组成一体的整流器——电容器组对电容器充电而作为并联脱扣器的操作能源时,当主回路电源与整流器——电容器组的端子断开、并用导线短接放电5s后,电容器上保留的电荷应该足以使脱扣器可靠动作。断开前主回路的电压应取与断路器设备额定电压相应的系统最低电压。5.8.4欠压脱扣器当欠压脱扣器端子电压降到其额定电压的35%以下时,欠压脱扣器应该动作使断路器分闸。当欠压脱扣器端子电压大于其额定电压的65%时,它不应动作。当欠压脱扣器端子电压等于或大于其额定电压的85%时,断路器应能合闸;当端子电压低于其额定电压的35%时,断路器不能合闸。5.8.5附装的失压脱扣器附装的失压脱扣器的动作特性应符合表11的规定。某些机构的失压脱扣器应具有延时脱扣的性能。在预定的延时终了前,若电压恢复到某一值,则脱扣器不得完成其动作,并回到初始位置,制造厂应给出有关说明。表表表11失失失失压压压压脱脱脱脱扣器的扣器的扣器的动扣器的动动动作特性作特性电源电压与额定电源电压的比值<30%35%~65%65%~85%>85%失压脱扣器的工作状态铁芯应可靠地释放铁芯允许释放铁芯不得释放铁芯应可靠地吸持5.8.6附装的过电流脱扣器附装的过电流脱扣器的额定电流规定为5A,脱扣电流等级及其准确度应符合表12的规定。表表表12过电过电过电流过电流流流脱脱脱脱扣器扣器扣器脱扣器脱脱脱扣扣扣扣电电电电流等流等流等级流等级级级及其准及其准及其准确及其准确确确度度度度
过电流脱扣器种类瞬时动作的不定限延时的定限延时的脱扣电流(A)5~155~105~10每级脱扣电流的准确度±10%同一脱扣器中各级脱扣电流准确度的差异±5%过电流延时脱扣器的延时应能调整,其延时最大值应不小于1s;当整定值为0s时,脱扣器的动作时间应不大于0.1s。在特性曲线上与电流无关的部分,定限延时脱扣器的延时准确度应不超过±0.5s;定限延时脱扣器的延时准确度在特性曲线上与电流有关的部分,以及不定限延时脱扣器的延时准确度不规定其标准数值。定限延时脱扣器的特性曲线与电流无关的部分的起点,应落在脱扣电流值的250%~350%的范围内。由电流互感器供电的附装过电流脱扣电磁铁,当其电路依靠分装的过电流继电器触点的动作关合时,其脱扣电流应为2.5A及以上。5.8.7多个脱扣器对于252kV及以上的断路器应设计两个相互独立的分闸回路和脱扣器。当装有同样功能的、分别作用的多个脱扣器时,任一脱扣器的缺陷不应影响其他脱扣器的正常功能。5.8.8由独立的直流或交流电源供电的分闸电磁铁、合闸接触器其可靠动作电压应为65%~110%额定电源电压,电源等于或小于额定电源电压30%时,它不得动作。由电流互感器供电的脱扣线圈的热稳定要求,由产品技术条件指明。5.9对高压力和低压力闭锁和监视装置的要求在操动机构的系统中如果装有高压力或低压力闭锁装置,应将闭锁装置整定在制造厂指明的合适的压力极限上(或内)动作。在充有作为绝缘或操作介质的压缩气体封闭压力系统中,当压缩气体的最低功能压力高于0.2MPa(绝对压力)时,应装设压力(或密度)监视装置,此装置应按有关产品标准定期进行校核。对于最低功能压力低于0.2MPa(绝对压力)的封闭压力系统,是否装设压力(或密度)监视装置由制造厂和用户协商确定。压力(或密度)监视装置应装在与本体环境温度一致的位置。5.10对位置指示的要求断路器设备应该有表示主回路触头位置的清晰而可靠的指示,在就地操作时,应该能容易地核对位置指示器的位置。在分闸、合闸和接地(如果有的话)位置,位置指示器的颜色应符合GB4025的要求。合闸位置应有标志,最好用字符“I”或“合”;分闸位置应有标志,最好用字符“O”或“分”。5.11对气体和真空密封的要求以下规定适用于使用真空或除大气压力下的空气以外的气体作为绝缘、绝缘和灭弧或操作介质的断路器。5.11.1气体的可控压力系统气体可控压力系统(如气动机构的压缩空气系统)的密封性能用每天的补气次数(N)或用每天的压力降(△P)表示,其允许值由制造厂给出。对于气动机构的压缩空气系统,其密封性能应符合每天的补气次数N不大于2次。5.11.2气体的封闭压力系统制造厂规定的气体的封闭压力系统的密封特性应与维护和检查最少的准则一致。气体封闭压力系统的密封性能用每个隔室的相对漏气率(F)来表示,标准值为每年0.5%和l%。rel注注注:除了在温度和操作频率的极限条件下,根据相对漏气率可以算出补气间隔时间(注T)。制造厂应该提供设备在运行时对气体系统进行安全补气的手段。5.11.3密封压力系统密封压力系统的密封性能以其预期的工作寿命来表示,标准值是20年和30年。5.12液体的密封以下规定适用于使用液体作为绝缘、绝缘和灭弧以及恒定压力或无恒定压力操作介质的断路器。5.12.1液体的可控压力系统液体可控压力系统的密封性能用每天补液次数(N)或用不补液时的压力降(△P)来表示,两者均由liqliq泄漏率(F)引起。允许值由制造厂给出。liq
5.12.2液体的封闭压力系统加压的或不加压的液体封闭压力系统的密封性能由制造厂规定。5.12.3液体的密封性能制造厂应该说明液体的密封性。应该清楚地指出内部密封和外部密封的区别。a)绝对密封:检测不到液体的损耗。b)相对密封。在下列条件下,液体少量的损耗是可接受的:——泄漏率(F)应该低于允许泄漏率[F];liqp(1iq)——泄漏率(F)不应该随时间的增长而持续增大,或不应随着断路器操作次数增加而增大;liq——液体的泄漏不应该引起断路器的误动作,在正常工作过程中也不应对操作者造成任何伤害。5.13电磁兼容(EMC)方面的要求本标准第4.27条的规定适用。5.14联锁装置的要求断路器与其配用的隔离开关之间应有闭锁装置。联锁装置应尽可能采用机械联锁装置。联锁装置使用的元件应符合相关标准的规定,且都应看作是辅助和控制设备的部件(见本标准第5.5条)。5.15易燃性断路器设备应该在材料的选择和零部件的设计上使得事故过热而引发的火焰在传播时受到阻止。5.16铭牌断路器及其操动机构应装设铭牌,铭牌应标有在有关的产品标准中规定的必要的信息,铭牌应在正常工作位置和安装位置均可见。断路器及其操动机构的铭牌应按表13的内容标明。如果断路器设备由带有操动机构的几个单极组成,则每个单极均应装设铭牌。对与断路器组成一体的操动机构,可以只用一个组合的铭牌。对于户外断路器,铭牌和安装件应该是不受气候影响和防腐蚀的。对SF断路器应提供其SF气体压力与温度的关系曲线。操动机构的线圈应有参考标牌,使之能从制造厂获66得全部数据。脱扣器也应带有适当的参数。当断路器装有套管型电流互感器时,应在断路器的铭牌上或其他补充铭牌上标出电流互感器各分接头的变流比、准确度、容量;断路器装有电压抽取装置时,应有一个补充铭牌标明二次电压的数据。表表表13铭铭铭铭牌牌牌牌内内内内容容容容仅当以下情况铭牌内容简称单位断路器操动机构时要求标明(1)(2)(3)(4)(5)(6)制造厂XX设计型号和系列号XX企业标准号XX
续续续表续表表表仅当以下情况铭牌内容简称单位断路器操动机构时要求标明额定电压UrkVX额定雷电冲击耐受电压UwkVX额定操作冲击耐受电压UskVY额定电压363kV及以上额定电流InAX额定短路持续时间tthsY不等于1s时额定短路开断电流IsckAX额定短路开断电流的直流含量百分%Y大于20%时数首开极因数Y不等于1.3时额定失步开断电流IdkA(X)额定线路充电开断电流IlAY额定电压72.5kV及以上额定电缆充电开断电流IcA(X)额定单个电容器组开断电流IsbA(X)额定背对背电容器组开断电流IbbA(X)额定电容器组关合涌流IbikA(X)额定操作气压(表压)PapMPaXSF额定气压(表压)PMPaX6cb合闸和分闸装置额定电源电压V(X)合闸和分闸装置额定电源频率Hz(X)辅助回路额定电源电压UrV(X)辅助回路额定电源频率Hz(X)质量(油断路器,包括油)mkgYY大于300kg额定操作顺序X制造年份XX不同于:户内–5℃,户外–温度等级YY25℃注1:X——强制标志的值,空格表示此值为零;(X)——非强制标志的值;Y对于第6栏情况标志的值。注2:第(2)栏简称可以用来代替第(1)栏术语。5.17外壳的防护等级装有主回路部件的高压断路器设备的所有外壳及其控制和/或辅助回路及操动机构的外壳,均应按照GB4208规定其防护等级。防护等级应适用于设备的使用条件。5.17.1防止人体接近危险部件的防护和防止固体外物进入设备的防护外壳对人体提供的防止接近主回路、控制和/或辅助回路的危险部件以及任何危险的运动部件的防护等级,应用表14中规定的IP标志的符号表示。IP标志的第一位特性数字表示外壳对人体提供的防护等级以及防止固体外物进入设备外壳内部防护等级。如果只要求防止接近危险部件的防护,或者要求的防护比第一位特征数字表示的要高,可以使用一个附加的字母,如表14所示。5.17.2防止水浸入的防护IP标志的第二位特性数字表示防止有害的水浸入,这一防护不规定等级(第二位特征数字X)。对于有防雨和防其他气候条件的附加防护性能要求的户外设备,应该在第二位特征数字后或在附加的字母后用补充字母W说明。5.17.3在正常使用条件下防止设备受到机械撞击的保护断路器设备的外壳应有足够的机械强度。
对户内断路器推荐的撞击能量为2J。对没有附加的机械防护的户外断路器设备,经制造厂和用户协商,可以规定较高的撞击能量。表表表14防防防防护护护护等等等等级级级级防护等级防止固体异物进入防止接近危险部件IPIXB直径50rnm及以上的物体防止手指接近(直径12mm长80mm的试指)IP2X直径12.5mm及以上的物体防止手指接近(直径12mm长80mm的试指)IP2XC直径12.5mm及以上的物体防止工具接近(直径2.5mm长100mm的试棒)IP2XD直径12.5mm及以上的物体防止导线接近(直径1.0mm长100mm的试验导线)IP3X直径2.5mm及以上的物体防止工具接近(直径2.5mm长100mm的试棒)IP3XD直径2.5mm及以上的物体防止导线接近(直径1.0mm长100mm的试验导线)IP4X直径1.0mm及以上的物体防止导线接近(直径1.0mm长100mm的试验导线)IP5X尘埃防止导线接近(直径1.0mm长100mm的试验导线)不能完全防止尘埃进入,但尘埃的进入量和位置不得影响设备的正常运行或危及安全注l:表示防护等级的符号符合GB4208。注2:对IP5X,GB4208的第12.4条的类别2是适用的。注3:如果只关心防止接近危险部件的防护,则使用附加字母并把第一位特性数字用X替。5.18排逸孔断路器排逸孔的设置应使排油或排气或排油和气时不致引起电击穿,且不朝向任何可能出现人员的地方。排逸孔应能防止异物进入。断路器或其辅助设备正常操作产生的气体不会聚集存留在可能被操作中或操作后产生的火花所点燃的任何地方。5.19其他要求(1)同一型号的断路器及其操动机构的安装尺寸应统一,相同部件、易损件和备品备件应具有互换性。(2)断路器的金属外壳应能防腐蚀。(3)断路器的结构设计应使其便于检修,并应有供起吊用的吊钩或吊环。(4)断路器产品的主回路接线端子应能承受表15规定的静态拉力。静态安全系数为3.2~3.5。表表表15断断断断路器接路器接路器接线路器接线线线端子端子端子静端子静静静态态态态拉力拉力拉力额拉力额额额定定定定值值值值额定电压Ur额定电流I水平拉力Fth/(N)垂直力Ftv(kV)(A)纵向FthA横向FthB(N)12500250300≤125075040050040.5~72.5≥1600750500750≤20001000750750126≥250012507501000252~3631250~3150150010001000550~8002000~4000200015001500注:当要求超过本表规定值时由制造厂和用户双方协商确定。(5)制造厂应在产品说明书中说明断路器操作时作用在基础上的操作力,并指明强度、固有频率等特性。对断路器基础强度(包括抗震强度)所提的要求应与断路器的作用力相对应。(6)操动机构的免维护周期应不小于8年。
6型式型式型式试验型式试验6.1概述型式试验是为了验证所设计和制造的断路器产品及其操动机构和辅助设备的性能是否能够达到相应产品标准的要求。型式试验应按现行标准进行。6.1.1试验的分组断路器产品的型式试验最多可以在四个试品上进行试验。每台试品应该确实与图纸相符,应该能够充分代表该型产品,并可经受一项或多项型式试验的考核。为了便于试验,型式试验可以分成几组进行。每项试验原则上应该在完整的断路器上进行,试品应处在运行要求的条件下(在规定的压力和温度下充以规定种类和数量的液体或气体),并配上其操动机构和辅助设备。在每项型式试验开始前,试品原则上应该处在或恢复到新的和清洁的状态。在各组型式试验过程中如果试品可以修整,制造厂应向试验室提供在试验中需要更新的零部件的说明。6.1.2确认试品用的资料制造厂应该向试验室送交图样和有关资料,用以确认送试的断路器的主要部件和零件的信息。每张图样和每份资料清单都应该有单一的编号以便查找,并应该包括制造厂的一个声明,其大意为:制造厂保证送交的图样和资料确实代表了送试的断路器试品,送试的断路器是本厂生产的试品。试验室应该对制造厂提供的图样和资料以及送试设备的一致性和真实性进行确认。确认完毕后,零件图和有关资料应该归还制造厂保存。制造厂应该保留受试断路器设备所有零部件的详细设计记录,并应该确保这些记录和送交的图样和资料中包含的信息是一致的。注注注:生产体系已经符合注GB/T19001或GB/T19002认证的制造厂,必须满足上述提到的要求。试验室应该通过查对,确认送交的图样和资料清单能充分地代表了受试断路器设备的部件和零件,但不对这些资料的准确性负责。在DL/T593的附录A中规定了为确认断路器设备的主要零部件,要求制造厂向试验室送交的图样和资料的清单。注注注:如果制造厂能证明某一结构细节的改变不会影响某项型式试验的结果,则此项改变后可以不必重复这注项型式试验。6.1.3型式试验报告应包括的资料所有型式试验的结果应该记入型式试验报告。报告内的数据要足以证明试品符合技术条件,报告还应该包括足以确认断路器设备主要部件的资料,特别是以下的资料:——制造厂;——受试断路器的型号和出厂编号;——受试断路器的一般描述(制造厂给出的),包括极数;——如果适用,主要部件(如操动机构、灭弧室和并联阻抗)的制造厂、型号、出厂编号和额定值;——开关装置或者封闭开关设备(开关装置作为整体的一部分)的支持结构的一般说明;——如果适用,试验中使用的操动机构和其他装置的说明;——说明断路器设备在试验前、后状态的照片;——足以代表受试断路器的外形图和资料清单;——为确认受试断路器主要部件而送交的全部图样的图号;——试验布置的说明(包括试验线路图);——试验过程中断路器的表现、试验后的状态以及试验过程中更换和整修过的零部件的说明;——按有关标准的规定,记录下每项试验或每个试验循环的试验参数。——关于关合、开断和短时电流性能试验的报告和记录,更详细的说明在GB1984附录C中给出。6.1.4其他要求用户认为有必要时有权从交货的批量产品中任意抽取一台或数台进行部分或全部型式试验。其性能应与型式试验样机的技术条件完全相符。如不合格,则判该批产品全部不合格,需经制造厂改进后由制造厂重做型式试验鉴定。6.2应进行型式试验的产品
1)新产品;2)转厂试制或异地生产的产品;3)当产品在设计、工艺或所使用的材料和主要元部件作重要改变时应做相应的型式试验;4)经常生产的产品,每隔8年~10年进行一次,试验项目包括表16中项1~6,并应进行异相接地故障开合试验(系统中性点绝缘时)和电寿命试验(对E2级断路器)。6.3型式试验项目断路器产品的型式试验项目见表16。表表表16型式型式型式试验项型式试验项试验项目试验项目目目序号型式试验项目包含内容工频电压试验;雷电冲击电压试验;操作冲击电压试验;1绝缘试验作为状态检查的电压试验;人工污秽试验和凝露试验;局部放电试验机械特性试验;2机械试验机械寿命试验3回路电阻测量4温升试验5短时耐受电流和峰值耐受电流试验出线端故障的试验方式1、2、3、4、5;6出线端短路条件下的关合和开断试验额定短路开断电流下的连续开断能力(电寿命)试验线路充电电流开合试验(U≥72.5kV)r7容性电流开合试验电缆充电电流开合试验(U≤40.5kV)r8无线电干扰电压试验9EMC试验10密封试验11辅助和控制回路的附加试验适用于直接与架空线连接的、额定电压72.5kV及以上且12近区故障试验额定短路开断电流超过12.5kA的三极断路器13失步关合和开断试验适用于有额定失步开断能力的断路器14单相和异相接地故障试验适用于中性点对地绝缘系统中的断路器15临界电流开合试验适用于具有临界电流的断路器线路充电电流开合试验(U≤40.5kV);r电缆充电电流开合试验(U≥72.5kV):r16容性电流开合试验单个电容器组开合试验;背对背电容器组开合试验并联电抗器开合试验;17感性电流的开合试验感应电动机开合试验低温试验和高温试验;湿度试验;18环境试验严重冰冻条件下的操作验证试验;端子静负载试验;淋雨试验IP代码的检验;19防护等级验证机械撞击试验20耐受地震试验
2l噪声水平测试各项型式试验项目均应按照GB1984第6章规定的试验方法和试验程序进行试验。6.4关于型式试验的其他要求(1)在进行短路关合和开断试验时,应将被试断路器的合—分时间调整为产品技术条件中规定的额定合—分时间的最小值。(2)温升试验:断路器产品进行温升试验时,试验电流为产品的额定电流,温升值应有一定的裕度,裕度应至少为8K~10K。(3)电寿命试验:断路器的电寿命试验可选择以下两种方式之一:a)额定短路开断电流下的连续开断能力试验;b)用于自动重合闸方式的E2级断路器,按GB1984中第6.112条的规定进行补充的电寿命试验。7出出出出厂厂厂厂试验试验7.1一般要求出厂试验是为了发现产品所用材料和制造中的缺陷,它不应损伤产品的性能和可靠性。出厂试验应该对每台成品进行检验,以确保每台产品与已经通过型式试验的产品相一致。根据协议,任一项出厂试验均可在现场进行。断路器产品的出厂试验应分为对主要零部件的试验和对整台产品的试验两部分进行,并提供这两部分试验的试验报告。7.2出厂试验项目7.2.1对主要零部件的出厂试验应包括:——断口均压电容——有机绝缘子;——绝缘拉杆;——电流互感器;——并联电阻。这些零部件的试验项目及标准均应满足各自相关的国家、行业或国家电网公司标准的要求。7.2.2整台产品的出厂试验项目断路器的出厂试验应在整体组装后进行,对整台产品的出厂试验项目见表17。表表表17试验项试验项试验项目试验项目目目序号试验项目试验内容短时工频电压干(耐压)试验;1主回路的绝缘试验有机绝缘部件的局部放电试验或直流泄漏电流试验辅助和控制回路的检查及电路图和接线图的一致性验证;功能试验;2辅助回路和控制回路的试验电击防护的验证:绝缘试验(工频试验)3主回路电阻的测量4密封试验机械操作试验;机械特性试验(包括分闸时间、合闸时间、分—合时间、合—分时间、分闸不同期性、合闸不同期性、合闸弹跳(真空断路器5机械特性和机械操作试验的)、分闸反弹(真空断路器的)、机械行程特性曲线、合闸电阻的提前投入时间和退出时间、辅助开关的切换与主断口动作时间的配合等)6设计检查与外观检查设计与外观检查用以证明产品符合买方的技术要求
所有这些出厂试验项目均应按照GB1984第7章规定的试验方法和试验程序进行试验。产品出厂必须附有合格的出厂试验报告。8现场现场现场交接现场交接交接试验交接试验8.1概述断路器安装完好并完成所有的连接后,应进行现场交接试验。交接试验是为了确认断路器设备在经过运输、储存、现场安装和/或调整等过程后:——无损坏;——各个单元的兼容性;——正确的装配;——装配完整的断路器的正确特性。8.2试验项目及试验标准现场交接试验的试验项目及试验标准见表18。表表表18现场现场现场交接现场交接交接试验交接试验试验的试验的的的试验项试验项试验项目试验项目目目序号试验项目试验内容试验标准设计与外观检查用以证明产品符合买方的技1设计检查与外观检查符合订货合同的技术要求术要求2气体试验SF6气体或SF6混合气体中微量水分的测量≤150µL/L;(20℃时)—交流耐压试验的试验电压为出厂试验电压的80%;—短时交流耐压试验(对定开距柱式、带合—并联电容器的极间绝缘电阻应闸电阻的柱式和罐式C断路器以及真空断路不低于5000MΩ;电容值的偏3主回路的绝缘试验器);差应在额定值的±5%范围—断口并联电容器试验(绝缘电阻、电容量内;10kV电压下的tanδ,对油和tanδ)纸绝缘的:≤0.005,对膜纸复合绝缘的:≤0.0015—辅助和控制回路的检查及电路图和接线图—应符合订货技术条件的规定;的一致性验证;—功能试验(联锁、防跳跃、非全相保护、—功能应正常,整定值应符合制防慢分功能、气体密度继电器及压力表校造厂的规定;辅助和控制设备的试验、机构压力表和压力开关整定值校验、4验机械安全阀的检查、液压(气动)机构操作压力降检查、油泵(气泵)补压和零起打压运转时间的检查);—应符合制造厂的规定—分合闸线圈的直流电阻;—绝缘试验(绝缘电阻测试、工频试验)5主回路电阻的测量应符合制造厂的规定续续续表续表表表序号试验项目试验内容试验标准—SF断路器气体泄漏率;6SF气体的年泄漏率应≤1%6密封试验6—液压或气动机构的密封—应符合制造厂及本标准第4.19—机械特性试验(分闸时间、合闸时间、分—条的规定;合时间、合—分时间、三相分闸不同期性、
三相合闸不同期性、合闸弹跳(真空断路器的)、分闸反弹(真空断路器的)、机械行程特性曲线、合闸电阻的提前投入时间和退机械特性和机械操7出时间、辅助开关的切换与主断口动作时间作试验的配合);—应符合制造厂及本标准第5.8条—机械操作试验(包括分合闸电磁铁的低电压的规定动作特性)套管式电流互感器8—应符合订货技术条件的规定的试验合闸电阻的阻值检阻值偏差应在标称值的±5%范9查围内9断断断断路器路器路器运路器运运运行的行的行的选行的选选选用用用用导则导则见附录A。10与与与与订货订货订货有订货有有有关关关关的的的的规规规规定定定定当询问或订购断路器时,应提供以下资料:(1)电力系统的信息:包括系统标称电压和最高运行电压、频率、相数和中性点接地的情况。(2)运行条件:周围空气温度、海拔高度、阳光辐射、空气湿度、风速、地震等级、覆冰厚度以及当地的污秽等级等在设备运行中可能存在或出现的任何正常条件和特殊条件。(3)对断路器的技术特性要求:a)极数。b)户内或户外。c)额定电压。d)额定频率。e)额定绝缘水平。f)额定电流。g)额定短路开断电流和电寿命。h)首开极因数。i)额定出线端故障的瞬态恢复电压。j)额定开断时间。k)额定短时耐受电流。1)额定短路持续时间。m)额定峰值耐受电流。n)额定短路关合电流。o)机械寿命。p)额定操作顺序。q)额定近区故障特性。r)额定失步开断电流。s)额定容性开合电流:——额定线路充电开断电流;——额定电缆充电开断电流;——额定单个电容器组开断电流;——额定背对背电容器组开断电流;——额定单个电容器组关合涌流:
——额定背对背电容器组关合涌流。t)额定小感性开断电流:——并联电抗器;——感应电动机。u)额定异相接地故障的开合能力。v)机械特性的要求。w)合闸和分闸装置及其控制回路和辅助回路的额定电源电压。x)合闸和分闸装置及其控制回路和辅助回路的额定电源频率。y)合闸电阻要求。z)其他特殊要求的型式试验。(4)操动机构及辅助和控制装置的要求。a)操动机构的型式。b)备用辅助开关的数量和型式。c)并联脱扣器的数量。11运输运输运输、运输、、、储储储储存存存存、、、、安安安安装装装装、、、、运运运运行和行和行和维护规则行和维护规则按照制造厂给出的说明书对断路器设备进行运输、储存和安装以及在使用中的运行和维修,是十分重要的。因此,制造厂应提供断路器设备的运输、储存、安装、运行和维修说明书。运输和储存说明书应在交货前的适当时间提供,而安装、运行和维修说明书最迟应在交货时提供。本标准不可能详细地列出每种不同类型设备的安装、运行和维修的全部规则,但下面给出的资料,对制造厂提供的说明书来说,是十分重要的。11.1运输、储存和安装的条件如果在运输、储存和安装时不能保证订货单中规定的使用条件(温度和湿度),制造厂和用户应当就此达成专门的协议。为了在运输、储存和安装中以及在带电前保护绝缘,以防由于雨、雪或凝露等原因而吸潮,采取特殊的预防措施可能是必要的。运输中的振动也应予以考虑。说明书中对此应给予适当的说明。11.2安装对于每种型式的开关设备和控制设备,制造厂提供的说明书至少应当包括下列各项。11.2.1开箱和起吊制造厂应当给出安全开箱和起吊所需的资料,包括必需使用的专用起吊和定位器具的细节。11.2.2总装图如果开关设备和控制设备不是完全装成后发运的,所有的运输单元应当清晰地加以标记。应当随同开关设备和控制设备一起提供将它们总装起来的图样。11.2.3安装开关设备和控制设备、操动机构和辅助设备安装就位用的说明书应当包括定位件和基础的详细说明,以便完成现场的准备工作。还应当简要地说明:——包括灭弧或绝缘液体的设备的总质量;——灭弧或绝缘液体的质量;——单独起吊的设备部件的质量,如果它超过100kg的话。11.2.4连接1)导体的连接,包括防止在开关设备和控制设备上产生过热和不必要的变形以及提供适当的电气间隙所需的建议;2)辅助回路的连接;3)液体或气体系统的连接(如果有的话),包括管道尺寸和布置;4)接地连接。
11.2.5安装竣工检验在开关设备和控制设备安装完毕和完成所有的连接后应当进行检查和试验,应当提供检查和试验的说明。包括:——为了正确地运行,建议进行的现场试验项目清单;——为了达到正确的运行,可能需要进行调整的程序;——为了帮助作出将来维修的决定,建议进行并记录的有关测量项目;——最终检查和投入使用的说明。11.3运行——设备的一般说明,要特别注意它的特性和运行的技术说明,使用户充分了解所涉及的主要原理;——设备安全性能以及联锁和挂锁操作的说明;——和运行有关的,为了对设备进行操作、隔离、接地、维修和试验所采取的行动的说明。11.4维修维修的有效性主要取决于制造厂编写的说明书的内容和用户贯彻执行说明书的程度。11.4.1对制造厂的建议制造厂应出版包括以下资料的维修手册。1)维修的范围和频度,为此应当考虑以下的因素:——开合操作(电流和次数);——总的操作次数;——使用时间(断续的时间间隔);——环境条件;——测量和诊断试验(如果有的话)。2)维修工作的详细说明:——推荐进行维修工作的场所(户内、户外、工厂、现场等);——检查、诊断试验、检验和修配的程序;——参考图样;——参考零件号;——使用的专用设备和工具;——要注意的事项(例如清洁度和有害的电弧分解物的可能影响);——润滑的步骤。3)对维修至关重要的开关设备和控制设备细节的全套图样,图样上要有总装,分装和重要零件的清晰标志(零件号和说明)。注注注:推荐的图示法是细节的放大图,它表示了总装和分装中元件的相对位置。注4)极限值和允许偏差,如果超出,要进行必要的校正。例如:——压力,密度;——电阻器和电容器(主回路的)的数值;——操作时间;——主回路电阻;——绝缘液体或气体的特性;——液体或气体的数量和质量(对于SF6见GB/T8905和IEC1634);——耐磨零件的允许磨损:——转矩;——主要尺寸。5)辅助维修材料的规格,包括对已知的不相容材料的警告:——油脂;——油;——液体;——清洁剂和去油剂。
6)专用工具、起吊和维修用设备的清单。7)维修后的试验项目。8)推荐的备件(说明、代号、数量)和储存建议。9)有效计划维修时间的估计。10)在设备操作寿命终了时,计及环境的要求,怎样对设备进行处理。11)制造厂应当告诉某特定型号开关设备和控制设备的用户,对可能出现的系统缺陷和失效需要进行的校正。12)备件的供应。从开关设备和控制设备最后的制造日期算起,在不少于10年的期限内,制造厂应当有责任确保维修用备件的不间断供应。11.4.2对用户的建议1)如果用户希望自行维修,其工作人员应具有有效的资格证书,以及对相应的开关设备和控制设备的详尽了解。2)用户应当记录下列资料:——开头设备和控制设备的出厂编号和型号;——开头设备和控制设备投入使用的日期;——所有的测量和试验(包括开关设备和控制设备在寿命期内进行的诊断试验)的结果;——进行维修工作的日期和范围;——使用的历史,操作计数器的定期记录和其他需要说明的事项(例如短路操作次数);——所有可参考的失效报告。3)如果出现失效和缺陷,用户应当建立一份失效报告,并应向制造厂说明特别的细节和采取的措施。根据失效的性质,用户应和制造厂一起做出失效分析。11.4.3失效报告失效报告的目的是使开关设备和控制设备的失效记录标准化,它的目标如下:——采用共同的术语来描述失效;——为用户的统计资料提供数据;——向制造厂反馈有意义的信息。以下给出如何建立失效报告的指导。1)失效开关设备的确认:——变电站的名称;——开关设备的确认(制造厂、型号、出厂编号、额定值);——开关设备的种类(空气、少油、SF、真空);6——使用场所(户内、户外);——外壳;——操动机构(液压、气动、弹簧、电动机、人力),如果适用的话。2)开关设备的历史:——设备投运日期;——失效/缺陷出现的日期;——操作循环总数,如果适用的话;——上次维修的日期;——出厂以来对设备进行的任何改动的细节;——上次维修以来操作循环的总数;——发现失效/缺陷时开关设备的状态(运行、维修等)。3)对导致最初的失效/缺陷的分装/元件的确认:——高电压作用的元件:——电气控制和辅助回路;——操动机构,如果适用的话;——其他元件。
4)推测的促使失效,缺陷发生的因素:——环境条件(温度、风、雨、水、污秽、雷击等)。5)失效/缺陷的分类:——重失效;——轻失效;——缺陷。6)失效/缺陷的起源和原因:——起源(机械的、电气的、密封性,如果适用的话);——原因(设计,制造,说明书不够详细,不正确的安装就位,不正确的维修,负荷超过规定值等)。7)失效或缺陷的后果:——开关设备停工时间;——修理用去的时间;——劳动力的价格;——备件的价格。8)失效报告可以包括以下内容:——图样,草图;——损坏元件的照片;——变电站的单线图;——运行情况和时间顺序;——记录和图表;——参考的维修或运行手册。12安全性安全性仅当断路器按有关的规程安装,并按制造厂的说明书使用和维修时,它才能够安全地工作。通常只有指派的人员才可以接近断路器设备。它应该由技术熟练的人员来使用和维修。如果对接近配电用断路器设备不加限制,就需要有附加的安全性能。本标准的以下规定为断路器设备提供了防止各种危险的人身安全措施。12.1电气方面——隔离断口的绝缘(见本标准第4.3条):——接地(间接接触)(见本标准第5.4条);——高电压回路和低电压回路分离(见本标准第5.5条);——IP代码(直接接触)(见本标准第5.17条)。12.2机械方面——承压元件(见本标准第5.3条);——人的操作力(见本标准第5.7.3条);——IP代码(可动部件)(见本标准第5.17.1条);——机械撞击的保护(见本标准第5.17.3条)。12.3热的方面——可触及部件的最高温度(见表3);——易燃性(见本标准第5.15条)。12.4操作方面——动力操作(见本标准第5.6条);——人力储能(见本标准第5.7.3条);——联锁装置(见本标准第5.14条);——位置指示(见本标准第5.10条)。13备备备备品品品品备备备备件件件件
13.1需要提供的备品备件制造厂应提供安装时必需的或可能需要使用的备品备件;并提供至少满足一个大修周期的备品备件和必要的事故易损备件。13.2备品备件的工艺质量要求所有备品备件应为全新产品,与已经安装设备的相应部件能够互换,具有相同的规格材质和制造工艺。13.3制造厂对备品备件的管理所有备品备件应单独装箱,应能防尘、防潮、防止损坏等,并标注“备品备件”以区别本体。13.4备品备件清单制造厂可根据用户的要求按表19的清单式样提供备品备件。表表表19备备备备品品品品备备备备件件件件清清清清单单单单序号备品备件名称型号规格单位数量单价用途备注123414专专专专用工具用工具14.1需要提供的专用工具及测试、仪器仪表制造厂应提供安装时必需的或可能使用的专用工具和仪器、仪表,并提供安装、运行、检修所需的专用工具,包括专用调试、测试设备。14.2专用工具及测试仪器、仪表的要求所有专用工具与仪器仪表必须是全新的、先进的,且须附详细使用说明资料。14.3制造厂对专用工具及测试仪器、仪表的管理专用工具与仪器应单独装箱,注明“专用工具”、“仪器”,并标明防潮、防尘、易碎、向上、勿倒置等字样,同主设备一并发运。14.4专用工具清单制造厂可根据用户的要求按表20的清单式样提供专用工具及测试仪器、仪表。表表表20专专专专用工具用工具用工具清用工具清清清单单单单序号专用工具名称型号规格单位数量单价用途备注1×××2×××3×××附附附附录录录录A断断断路器断路器路器运路器运运运行的行的行的选行的选选选用用用用导则导则A.1概述选择适合于给定运行方式的断路器时,最好要考虑到负载条件和故障条件要求的各个额定值。完整的额定特性的清单在本标准第4章中给出。本附录A中仅涉及下列额定值:
——额定电压;——额定绝缘水平;——额定频率;——额定电流;——额定短路开断电流;——出线端故障的瞬态恢复电压;——额定失步关合和开断电流;——额定短路关合电流;——额定操作顺序;——额定算路持续时间;——电寿命的分级[El级或E2级(有/无自动重合闸方式)](适用时)。对于在本章中未涉及到的额定特性(如适用),应参考本标准第4章的如下部分:——额定短时耐受电流;——额定峰值耐受电流;——合、分闸装置以及辅助和控制回路的额定电源电压;——操动机构和辅助回路的额定电源频率;——绝缘、操作和/或开断用的压缩气源的额定压力;——近区故障特性;——容性电流开合过程中的重击穿特性(C1级或C2级);——额定线路充电开断电流;——额定电缆充电开断电流;——额定单个电容器组充电开断电流;——额定背对背电容器组充电开断电流;——额定单个电容器组关合涌流;——额定背对背电容器组关合涌流;——机械操作的次数(M1级或M2级)。选用断路器时需考虑的其他参数,例如:——当地的大气条件和气候条件;——在高海拔地区适用;——分闸时间;——小感性开断电流。要求断路器在故障条件下承担的任务,应该根据某些公认的方法计算电力系统中断路器安装地点的故障电流来确定。选择断路器时,应充分考虑电力系统的未来发展,使断路器不仅可以满足当前的需要,也可以满足未来的要求。对额定值(即额定电压、电流、关合和/或开断电流)的某种配合圆满地完成了型式试验的断路器,适用于任何较低的额定值(额定频率除外),无须进一步试验。感性负载(变压器的励磁电流、高压电动机和并联电抗器)开合在IEC61233中规定。注注注:某些故障条件如发展性故障和某些运行条件如电弧炉的开合,本标准不涉及。因此,应作为制造厂和注用户协商的特殊条件来考虑。同样的原则也适用于这样的断路器:由于某种操作,该断路器的工频恢复电压高于断路器在额定电压下操作时相应的值。这种情况可能发生在系统的某些点上,特别是在长线路的末端。在这种特殊情况下,在断路器分闸时,断路器两端可能出现的最高电压下的开断电流值应由制造厂和用户协商。A.2运行条件下额定值的选择A.2.1额定电压的选择断路器的额定电压至少应等于断路器安装处系统的最高电压。断路器的额定电压应从本标准第4.1条给出的标准值中选取。选取额定电压时,还应考虑本标准第4.3条规定的相应的绝缘水平。A.2.2绝缘配合
断路器的额定绝缘水平应按本标准第4.3条选取。这些表中的额定值适用于户内断路器和户外断路器。应该在询问单中明确断路器用于户内还是户外。电力系统的绝缘配合用来减少过电压对电力设备的危害,并有助于将闪络点(当不能经济地避免时)限制在不产生危害的地方。应采取措施将断路器端子上的过电压限制到绝缘水平以下的额定值(见GB/T311.2)。要求断路器用在绝缘水平较高的地方时,应在询问单中说明(见本标准第10章)。对于打算用于同步操作并且在操作时可能出现显著操作波的断路器,见GB1984的第4.2条和第6.2.7.2条。选用断路器时,还有必要考虑相应于瞬态现象和过电压方面的特性。经验表明,在某些临界的使用情况下,瞬态现象的不良影响和过电压的危害可以通过下述方法减少:——适当选择断路器的类型;——系统变更或采用阻尼或限制瞬态现象的附加设备(如RC回路、避雷器、非线性电阻等)。对于各种情况的这些预防措施可以和制造厂协商。选择方案的评估可以通过协议的特殊试验来进行。A.2.3额定频率如果断路器使用在额定频率以外的其他频率时,应向制造厂咨询。当额定频率为50Hz的断路器在60Hz下进行试验,或者相反,在解释试验结果时要谨慎,要考虑到所有重要因素,如断路器的型式和所进行试验的类型。A.2.4额定电流的选择断路器的额定电流应从本标准第4.4条给出的标准值中选取。应注意,没有规定断路器的连续过电流能力。所以当选择断路器时,应使其额定电流适应于运行中可能出现的任何负载电流。在有频繁的和严重的间歇过电流的场合,应向制造厂咨询。A.2.5当地的大气条件和气候条件断路器的正常大气条件和气候条件在本标准第2章中给出。适用于不同的最低周围空气温度的断路器,以等级“户内–5”、“户内–15”、“户内–25”、“户外–10”、“户外–25”、“户外–40”来区分。当断路器安装地点的周围空气温度,对于户内断路器可能低于–25℃,和对于户外断路器低于–40℃或温度可能超过40℃(或24h平均温度超过35℃)时,应向制造厂咨询。对于户外断路器,由于烟尘、化学烟雾和盐雾等,某些地区的大气条件是不利的。如果知道存在这些不利条件,对通常暴露在大气中的断路器零件(特别是绝缘子)的设计,应给予特别考虑。在这类大气中,绝缘子的性能也取决于清洗或清扫的频度和雨的自然清晰频度。由于在这些条件下,绝缘子的性能取决于如此多的因素,因而不可能对正常污秽和严重污秽的大气作出准确的定义。该地区使用绝缘子的经验是最好的导则。当断路器安装处的风压超过700Pa时,应向制造厂咨询。对于覆冰,规定了三种不同等级的断路器。这些等级对应的覆冰厚度不超过lmm、10mm和20mm。如果断路器安装在预期覆冰厚度超过20mm的地方,要使断路器在此条件下能够正常运行,则需经制造厂和用户协商。适用时,应考虑到本标准第4.26条(又见DL/T593的第2.2.4条)规定的抗震水平。对户内设备,湿度条件在本标准第2.1.1e条给出。选择断路器时,要求有高的湿度和可能出现凝露的场合,应说明这些使用条件。关于本标准第2.1.1e条注3中提到的预防凝露出现的措施的结果和数量应由用户和制造厂协商。对户内断路器,任何特殊运行条件,例如存在化学烟雾、腐蚀性大气、盐雾等时,应向制造厂咨询。A.2.6适用于高海拔地区本标准第2章规定了正常运行条件,适用于海拔不超过1000m的断路器。对安装于海拔1000m以上的断路器,本标准第2.2.1条的规定适用。A.3故障条件下额定值的选择A.3.1额定短路开断电流的选择按本标准第4.8条的规定,额定短路开断电流由两个数值表示:a)交流分量有效值;b)直流分量百分数。直流分量百分数从短路开始就随时间而变化,当断路器满足本标准第4.8.2条规定的要求时,在断路器可能的最短分闸时间加上(对于仅由辅助能源脱扣的断路器)额定频率的半个频率的最短继电器时间的时问间隔末
尾,断路器应能开断图1中规定的直流分量。图l中的曲线是根据交流分量恒定,短路功率因数为表A.1中的规定值,分别对应于标准的时间常数τ=45ms,特殊工况下的时间常数τ=60ms、75ms和120ms时作出的。只要交流分量一样或更大且满足较低直流分量相关的TRV条件,则较高直流分量的试验就可以覆盖较低直流分量的试验。表表表A.1短路功率因短路功率因短路功率因数短路功率因数数数、、、、时间时间时间常时间常常常数数数数和工和工和工频和工频频频之之之之间间间间的的的的关关关关系系系系时间常数τ短路功率因数cosФ(ms)50Hz450.071600.053750.0421200.026当设备安装在电气上距发电机足够远时,则交流分量的衰减可以忽略,只需验证50Hz时,短路功率因数不大于0.071,在标准的时间常数τ=45ms和保护设备的最小延时不小于额定频率的一个半波时断路器的性能。在这种条件下,选择的断路器的额定短路开断电流不小于断路器安装处短路电流的有效值就足够了。可以选择用基本的短路试验方式(参见GB1984的第6.106条),临界电流试验(参见GB1984的第6.107条)和适用时的近区故障试验(参见GB1984的第6.109条),来验证断路器在各种电流值直至额定短路开断电流时的性能,所以,当预期的短路电流较低时,没有必要进行基于较低的额定短路开断电流的一系列短路试验。在某些情况下,直流分量的百分数可能高于图l中给出的值。例如,当断路器靠近发电中心,交流分量可能比正常情况衰减得更快,短路电流甚至可以几个频率不过零。断路器得任务可以通过延迟分闸或由另外的断路器接入附加的阻尼装置并使断路器一次分闸来减轻。如果不能遵守直流分量百分数额标准值,则所要求的百分数应在询问单中规定,并应根据制造厂和用户之间的协议来试验。相关注意事项见本标准附录A.3.2的项b)。注注注:电流零点可能由于电弧电压和注/或开断其他相中具有较早的电流零点的短路电流的影响而提前,在这种情况下,标准断路器的适用性应进一步仔细研究。额定短路开断电流应由本标准第4.8.1条给出的标准值中选取。A.3.2出线端故障的额定瞬态恢复电压(TRV),首开极系数和近区故障特性的选择电力系统的预期瞬态恢复电压(TRV)不应超过对断路器规定的表示额定瞬态恢复电压的参考线。TRV在接近于零电压使与规定的延时线相切,但以后不与它再相交(参见GB1984的第4.102.2条)。标准值见GB1984的第6.104.5条。注注注:当开断最大短路电流时,出现的瞬态恢复电压未必比其他情况下出现的更严酷,例如,当开断较小的注短路电流时可能有较高的瞬态恢复电压上升率。对额定电压小于或等于72.5kV的标准值,适用的首开极系数为1.5。对额定电压为126kV的标准值,适用的首开极系数为1.3或1.5。对额定电压126kV以上的标准值,适用的首开极系数为1.3(亦可见GB1984的第6.104.5.4条的注)。首开极系数1.3是基于中性点接地的系统,且认为不接地的三相故障是根本不可能的。对于中性点绝缘和谐振接地的系统,应采用的首开极系数为1.5。对于出现三相不接地故障的可能性不容忽视的中性点接地系统以及中性点接地系统以外的系统,有必要采用的首开极系数为1.5。通常不必考虑替代的瞬态恢复电压,因为规定的标准值已经覆盖了大多数的实际情况。再某些条件下可能出现更严酷的条件,例如:a)一种情况是短路出现在靠近变压器且在断路器的出线侧时,且变压器和断路器之间无任何显著的附加电容时。在这种情况下,瞬态恢复电压的峰值和上升率都可能超出GB1984的规定值。注注注:应当注意,为变压器一次侧选择的断路器可能需要开断变压器二次侧出现的短路。注用于临近限流电抗器的断路器,由于电抗器的固有频率较高,可能会使断路器开断失败。在这种情况下,应选择特殊的断路器或通过给电抗器并联电容器来降低其固有频率。注注注:应当注意,限制故障变压器的注TRV中瞬态恢复电压上升时间值建议按ANSIC37.06.1。sb)靠近发电机的断路器出现短路时,瞬态恢复电压的上升率可能会超出GB1984的规定值。在这些情况下,有必要由用户和制造厂协商确定特殊的TRV特性。
当要求断路器用于具有额定近区故障特性的地点时,断路器安装处的架空线的波阻抗和峰值系数应不大于且延时不小于GB1984的第4.105条中表4给出的额定线路特性的标准值。然而,如果实际的条件不同,则标准的断路器仍然有可能是适用的,特别是当电力系统的短路电流小于断路器的额定短路开断电流时。关于这一点可以通过GB1984附录A给出的方法,根据额定特性计算近区故障的预期TRV,并与系统的实际特性导出的预期TRV进行比较。如果要求特殊的近区故障特性,则应由用户和制造厂协商。A.3.3失步特性的选择本标准的要求满足了在失步条件下开合操作的断路器的大多数使用条件。几种情况合并起来产生的严酷程度会超出本标准中试验所能涵盖的严酷度,而且,失步条件下的开合操作是很少的,所以按最极端的条件去设计断路器是很不经济的。当预期有经常性的失步开合,或可能存在过负荷时,则应考虑实际的系统条件。有时候可能需要特殊的断路器或较高额定电压的断路器。作为替代方案,在一些系统中,可用配有阻抗敏感元件的继电器来控制脱扣时刻,以便使开断出现在显著地提前或滞后达到180°的时刻,从而减轻失步开合的严酷度。当断路器的一端和变压器相连时,可能出现高于GB1984表1a、表1b和表lc规定的恢复电压上升率。只要断路器满足了基本短路试验系列的试验方式T30,则可以认为按本标准试验的断路器满足了这种较高的上升率要求。A.3.4额定短路关合电流的选择如果本标准第4.10条规定的,额定短路关合电流应与额定电压相对应,与系统的额定频率和直流分量时间常数相关。对于额定频率为50Hz和标准的时间常数τ=45ms,其值应为断路器额定短路开断电流交流分量的2.5倍(即近似为1.8)。如果本标准第4.8条规定的特殊工况的时间常数(60、75或120ms)适用时,考虑到GB1984的第1.2条给出的解释,额定短路关合电流应2.7倍断路器额定短路开断电流,该值与额定频率无关,对50Hz和60Hz均适用。选择的断路器的额定短路关合电流应不小于使用地点的预期短路电流的最大峰值。在某些情况下,例如在电气上接近感应电动机时,故障电流的最大峰值可能会大于短路电流的交流分量与上述系数的乘积。在这种情况下,应避免采用特殊设计,而应选择具有适当额定短路关合电流的标准断路器。A.3.5运行中的操作顺序断路器的额定操作顺序应是本标准第4.13条给出的操作顺序之一。除非另有说明,本标准第4.13条给出的时间间隔值是适用的。提供的额定操作顺序有:a)分—3min—合分—3min—合分;b)合分—15s—合分;c)分—0.3s—合分—3min—合分(用于快速自动重合闸的断路器)。注注注:若不用注3min,其他时间间隔,即15s用于额定电压40.5kV及以下,1min也可以用于快速自动重合闸的断路器。时间间隔的选择原则上取决于系统的要求,如运行的连续性。断路器的合分时间应符合本标准第4.19.2条的要求。如果断路器在自动重合闸时能够开端的短路电流小于额定短路开断电流,应由制造厂规定。如果运行中的操作顺序比本标准规定的更苛刻,用户应在其询问单和/或订单中予以规定,以使制造厂可以适当地修正断路器的额定值。特殊方式下工作的断路器如:用于控制电弧炉、电极锅炉和在某些情况下控制整流器的断路器。多极断路器的单极操作,例如单相关合和开断,也属于特殊工作方式。A.3.6额定短路持续时间的选择额定短路持续时间应按本标准第4.6条的规定值进行选择。当短路持续时间大于额定持续时间时,除非制造厂另有规定,否则电流和时间的关系应按下列公式计算:I2×t=常数对于自脱扣断路器,仅在最大延时大于预期值时,才应规定额定短路持续时间。在这种情况下,应按上式确定。A.4断路器电寿命的选择对于40.5kV及以下的配电断路器,可以按照GB1984的第6.112条进行试验来验证是否满足E2级断路器(具
有延长的电寿命)的要求,也可以用中间不需检修的情况下开断额定短路电流的次数的试验来验证是否满足E2级断路器的要求。其额定短路电流的开断次数应从本标准第4.11.1条中的规定值中选取。对于40.5kV以上的高压断路器,需进行额定短路开断电流下的连续开断能力试验(中间不需检修)来验证断路器的电寿命试验。断路器在其主回路中开断用的零件不需要维修的情况下,可连续开断额定短路开断电流的次数应从本标准第4.11.2条中的规定值中选取。A.5容性电流开合的选择在使用电缆的变电站安装电容器时应注意,反之亦然,因为这可以使这些线路的控制断路器承受背对背开合方式。该背对背方式可能与本标准第4.16.4条中描述的类似。交流高交流高压交流高压压压断断断断路器技路器技路器技术标路器技术标术标准术标准准准编编编编制制制制说说说说明明明明本标准吸取了国标和行标的最新变化和规定,以使其更好地适应系统的要求。例如,采用了GB1984中关于E2级配网断路器电寿命试验的规定、DL/T593中关于开关设备电磁兼容(EMC)较为详细的规定、DL/T593中关于开关设备辅助和控制设备设计和结构方面非常详细的规定。同时,本标准也采纳了近年来运行部门针对设备运行中出现的问题而采取的一些措施,例如采纳了武汉会议对断路器的合分时间的最新规定,针对气动机构在寒冷地区使用过程中出现的问题,对气动机构的设计和制造提出了空气管路加热、加装气水分离装置的要求等。几个需重点说明的问题如下:1.关于断路器的绝缘水平由于断路器断口间,尤其是并网用的断路器的断口、处于热备用状态的线路断路器的断口等往往可能承受比对地绝缘更高的过电压,因此根据DL/T593的最新修订,本标准采用的断路器断口间的额定短时工频耐受电压值有所提高。2.关于合—分时间主要说明以下三点1)由于断路器合—分时间加长时,对系统稳定性起着不利影响,而合—分时间过短又不利于断路器重合闸时第二个“分”的可靠开断能力,因此合—分时间应该有个范围,制造厂应给出断路器合—分时间的上下限,并应在型式试验中验证断路器在规定的最小合—分时间下的额定短路开断能力。2)对126kV及以上断路器合—分时间应不大于60ms,推荐不大于50ms。3)为与快速保护装置配合,保证重合闸时第二个“分”的可靠开断能力,断路器应具有自卫能力。3.关于断路器电寿命的规定1)40.5kV及以下的配电断路器的电寿命。40.5kV及以下的配电断路器按照电寿命的不同分为两类:a)E2级(称为延长的电寿命):断路器在其预期的使用寿命期间,主回路中开断用的零件不要维修,其他零件只需很少的维修(具有延长的电寿命的断路器)。此类断路器需要按照GB1984中第6.106.6条的规定进行补充电寿命试验。b)E1级(称为基本的电寿命):不属于E2级断路器范畴内的、具有基本的电寿命的断路器。对于40.5kV及以下的配电真空断路器的电寿命也可按以下规定选取:c)额定短路开断电流为31.5kA及以下时,其电寿命(额定短路电流的开断次数)由下列数值中选取:30次,50次。d)额定短路开断电流为40kA~63kA时,其电寿命(额定短路电流的开断次数)由下列数值中选取:16次,20次,30次。2)40.5kV以上的SF及真空断路器的电寿命。对于40.5kV以上的高压断路器,需进行额定短路开断电流下6的连续开断能力试验(电寿命试验)。断路器在其主回路中开断用的零件不要维修的情况下,可连续开断额定短路开断电流的次数应由下列数值中选取:16次,20次,25次。3)用于频繁操作(如投切电容器、电抗器、电动机等)的断路器,其开合额定电流的次数不低于其机械寿命次数。4.关于断路器机械寿命的规定断路器按照机械寿命的不同分为两类:1)M2级(延长的机械寿命):用于特殊使用要求的、适合于频繁操作的、要求非常有限的维护且通过特定的型式试验验证的断路器(具有延长的机械寿命的断路器)。a)M2级的真空断路器的机械寿命应根据需要从下列数值中选取:10000次、20000次、30000次。
b)M2级的SF断路器的机械寿命应根据需要从下列数值中选取:10000次、20000次。62)M1级(基本的机械寿命):不属于M2级断路器范畴内的、具有基本的机械寿命的断路器。M1级的SF断路器的机械寿命应根据需要从下列数值中选取:5000次。65.关于温升试验为保证断路器设备的良好载流能力,防止运行中过热,要求制造厂在设计制造断路器时,应考虑产品的温升具有一定的裕度,见本标准第6.4条。6.电磁兼容性(EMC)的规定采用了DL/T593中的规定。断路器设备的二次系统应满足以下电磁兼容性(EMC)要求:1)二次系统的辐射。作为断路器二次系统一部分的电子设备,应满足GB4824中所规定的关于辐射的要求。2)二次系统的抗扰性。对于二次系统或分装的界面或接口规定了以下两个EMC严酷等级:a)正常的EMC严酷等级:在二次系统的接口上感应的电磁干扰的共模电压不超过1.6kV。b)降低的EMC严酷等级:在二次系统的接口上感应的电磁干扰的共模电压不超过0.8kV。7.辅助和控制回路元件的要求采用DL/T593中的相应最新规定,提出如下几方面的要求:1)一般要求:包括对外壳、电击防护、火灾危害等方面的要求。2)对辅助和控制回路元件的要求:包括元件的选择、元件的安装、可触及性、识别等方面的要求以及防跳跃功能、防非全相(三相不一致)功能、保证断路器额定合分时间的自卫能力等方面的要求。8.操动机构设计与结构方面的要求对气动、液压、弹簧操动机构分别提出了相应的专门要求。9.对试验的要求1)型式试验。对型式试验的项目和内容进行了细化,试验方法基本上采用了GB1984的规定,并对产品在什么条件下应进行型式试验作出了规定。2)出厂试验。对出厂试验的项目和内容进行了细化,并要求断路器产品的出厂试验应分为对主要零部件的试验和对整台产品的试验两部分进行,并提供这两部分试验的试验报告。3)交接试验。对交接试验的项目和内容进行了细化,并提出了相应标准。'
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