10kV户外柱上开关技术规范.doc

ICS备案号：Q/CSG南方电网生20135号附件Q/CSG1101003-2013中国南方电网有限责任公司 发 布2013-03-01实施2013-03-01发布10kV户外柱上开关技术规范中国南方电网有限责任公司企业标准目 录前 言I1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义24 使用条件25 一般要求25.1 技术参数25.2 设计与结构要求36 试验76.1 型式试验76.2 出厂试验76.3 现场验收试验87 标志、起吊、运输和贮存8附录A9前 言 为规范10kV户外柱上开关技术参数和技术要求，指导南方电网公司系统10kV户外柱上开关从设计、采购到退役报废的设备全过程管理工作，依据国家和行业的有关标准、规程和规定，特制定本规范。本规范所指的10kV户外柱上开关包括柱上断路器、柱上负荷开关、柱上隔离开关。本规范由中国南方电网有限责任公司生产技术部提出、归口管理和负责解释。本规范主编单位：中国南方电网有限责任公司生产技术部。本规范参编单位：广东电网公司，佛山电力设计院有限公司。本规范主要起草人：梁唐杰，罗俊平，柳春芳，黄邵远，陈增胜，雷炳晖，周芬，林伟斌，孙广慧，周海滨。本规范主要审查人：佀蜀明，薛武，何朝阳，马辉，谢松瑜，何斌斌，令狐劲松，陈波，丁勇，陈锦清，蔡汉生，孙旭。本规范由中国南方电网有限责任公司标准化委员会批准。本规范自发布之日起实施。执行中的问题和意见，请及时反馈至中国南方电网有限责任公司生产技术部。10kV户外柱上开关技术规范1 范围1.1 本规范适用于南方电网公司范围内10kV电压等级的柱上开关设备，包括柱上断路器、柱上负荷开关、柱上隔离开关。1.2 本规范规定了10kV户外柱上开关的使用条件和技术要求等方面内容。1.3 本技术规范提出的是最低限度的技术要求。凡本技术规范未规定，但在相关设备的国家标准、行业标准或IEC标准中有规定的规范条文，应按上述标准条文中的最高技术要求执行。1.4 接入南方电网的用户设备其配置、选型可参照本规范要求执行。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。GB 1984高压交流断路器GB 1985交流高压隔离开关和接地开关GB 1207电压互感器GB 1208电流互感器GB 2706交流高压电器动热稳定试验方法GB 3309高压开关设备在常温下的机械试验GB 38043.663kV高压交流负荷开关GB 4109高压套管技术GB 5588高压电力设备外绝缘污秽等级GB 7354局部放电测量GB/T 8905六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则GB/T 11022高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求GB 11023高压开关设备六氟化硫气体密封试验导则GB/T 12022工业六氟化硫GB 13540高压开关设备和控制设备的抗震要求GB/T 16927.1高压试验技术GB/T 7261继电保护和安全自动装置基本试验方法GB/T 17626.4电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验DL/T 402交流高压断路器订货技术条件DL/T 40312kV40.5kV高压真空断路器订货技术条件DL/T 617气体绝缘金属封闭开关设备技术条件DL/T 721配电网自动化系统远方终端DL/T 84412kV少维护户外配电开关设备通用技术条件3 术语和定义3.1 户外柱上开关安装在露天而且安装在柱上的开关设备和控制设备，能够耐受风、雨、雪、淀积的尘埃、凝露、冰和霜等作用。4 使用条件本规范所规定的设备，除应满足GB/T 11022、DL/T 593、DL/T 844规定的使用条件外，还应能在下列条件使用：4.1 周围空气温度最高温度： +45最高月平均气温： +30最高年平均气温： +20最低气温： -254.2 地震烈度：度4.3 污秽等级：不低于d级4.4 高海拔地区应按GB/T 11022的要求对外绝缘进行修正。4.5 系统中性点接地方式：不接地、消弧线圈接地和小电阻接地。5 一般要求5.1 技术参数10kV户外柱上开关的技术参数除应满足应遵循的国家、行业标准外，还应满足表1要求。表1 户外柱上开关标准配置参数表序号项目单位技术参数户外柱上真空断路器户外柱上SF6断路器户外柱上真空负荷开关户外柱上SF6负荷开关户外柱上隔离开关1额定电压kV12121212122额定频率Hz50505050503额定电流A6306306306306304额定短路开断电流kA20、2520、25-5额定短路关合电流kA50、6350、6350、6350、63-6额定峰值耐受电流kA50、6350、6350、6350、6350、637额定短时耐受电流(有效值)kA20、2520、2520、2520、2520、258额定短路持续时间s443339额定操作顺序-分-0.3s-合分-180s-合分分-0.3s-合分-180s-合分-10三极分、合闸不同期性ms2255-11额定短路电流开断次数次3030-12额定负荷电流开断次数次-100100-13机械寿命次100001000020002000200014额定短时工频耐受电压（有效值）开关断口kV4848484848相间、相对地kV4242424242额定雷电冲击耐受电压（峰值）开关断口kV8585858585相间、相对地kV757575757515温升限值K按GB/T 11022要求按GB/T 11022要求按GB/T 11022要求按GB/T 11022要求按GB/T 11022要求16操动机构-手动、手动/电动手动、手动/电动手动、手动/电动手动、手动/电动手动17操动机构额定电压V按GB/T 11022要求按GB/T 11022要求按GB/T 11022要求按GB/T 11022要求-18外绝缘爬电比距mm/kV252525252519SF6气体年泄漏率%-0.1-0.1-20壳体防护等级-IP67IP67IP67IP67IP6721回路电阻85858585-5.2 设计与结构要求本规范所规定的设备，除应满足DL/T 593、DL/T 844、GB/T 11022等相关国家、行业标准规定的设计与结构要求外，还应满足以下要求：5.2.1 户外柱上真空断路器的要求5.2.1.1 外绝缘采用抗老化、抗腐蚀能力强的户外环氧树脂或硅橡胶绝缘材料，并具有抗污秽能力。5.2.1.2 操动机构5.2.1.2.1 应能手动分和电动分、合闸操作（可实现远方操作或现场遥控）。5.2.1.2.2 操作电压和接口户外柱上真空断路器应具备电动操作机构和配电自动化接口，控制接口采用航空接插件，满足户外防水要求。5.2.1.2.3 操动机构箱应采用304不锈钢材质，厚度不小于2mm，或密封于开关壳体内。操动机构箱应具有耐紫外线及耐户外气候能力，具有阻燃、防爆、防锈、防尘、抗老化性能，在使用期内保证性能稳定、可靠。5.2.1.3 加装的电压互感器、电流互感器应满足GB 1208和GB 1207的要求，可为外置或内置结构，应小型化，质量性能稳定可靠，对于外置结构的，应方便拆卸。必要时户外柱上真空断路器需配置零序电流互感器，也可通过三相电流互感器合成零序电流互感器。5.2.1.4 密封件及壳体5.2.1.4.1 壳体应具有足够的刚度以及良好的防锈性能，采用厚度3.0mm的304不锈钢材质制造，并有防止变形的措施；或采用优质碳钢材料使用整体一次冲压成型技术制造。壳体具备防锈蚀的有效措施保证15年不锈蚀。壳体表面不应有可存水的凹坑。5.2.1.4.2 壳体上应设置内部电弧故障的泄压装置。5.2.1.4.3 壳体防护等级不低于IP67。5.2.1.4.4 壳体接地点的接触面积应满足要求，接地螺钉的直径不得小于12mm，接地点应标有“接地”字样或其他接地符号。5.2.1.5 保护5.2.1.5.1 真空断路器应具备过流、速断、零序保护功能。5.2.1.5.2 如有脱扣器应具有合闸防误跳延时功能，延时时间可调。5.2.2 户外柱上SF6断路器的要求5.2.2.1 操动机构5.2.2.1.1 应能手动分和电动分、合闸操作（可实现远方操作或现场遥控）。5.2.2.1.2 操作电压和接口户外柱上SF6断路器应具备电动操作机构和配电自动化接口，控制接口采用航空接插件。5.2.2.1.3 操动机构箱应采用304不锈钢材质，厚度不小于2mm，或密封于开关壳体内。操动机构箱应具有耐紫外线及耐户外气候能力，具有阻燃、防爆、防锈、防尘、抗老化性能，在使用期内保证性能稳定、可靠。5.2.2.2 加装的电压互感器、电流互感器（满足GB 1208 电流互感器和GB 1207电压互感器的要求）可为外置或内置结构，应小型化，质量性能稳定可靠，对于外置结构的，应方便拆卸。必要时户外柱上断路器需配置零序电流互感器，也可通过三相电流互感器合成零序电流互感器。5.2.2.3 端盖及外壳5.2.2.3.1 端盖上装有低气压指示装置。外壳应具有很高的强度和气密性。5.2.2.3.2 壳体具有足够的刚度以及良好的防锈性能。采用厚度3.0mm的304不锈钢材质制造，并有防止变形的措施；或采用优质碳钢材料使用整体一次冲压成型技术制造。壳体具备防锈蚀的有效措施保证15年不锈蚀。壳体表面不应有可存水的凹坑。5.2.2.3.3 壳体防护等级不低于IP67。5.2.2.3.4 壳体接地点的接触面积应满足要求，接地螺钉的直径不得小于12mm，接地点应标有“接地”字样或其他接地符号。5.2.3 户外柱上真空负荷开关的要求5.2.3.1 操动机构5.2.3.1.1 应能手动分和电动分、合闸操作（可实现远方操作或现场遥控）。5.2.3.1.2 操作电压和接口户外柱上真空负荷开关宜具备电动操作机构和配电自动化接口，控制接口采用航空接插件。5.2.3.1.3 操动机构箱应采用304不锈钢材质，厚度不小于2mm，或密封于开关壳体内。操动机构箱应具有耐紫外线及耐户外气候能力，具有阻燃、防爆、防锈、防尘、抗老化性能，在使用期内保证性能稳定、可靠。5.2.3.2 加装的电压互感器、电流互感器可为外置或内置结构，应小型化，质量性能稳定可靠，对于外置结构的，应方便拆卸。必要时户外柱上断路器需配置零序电流互感器，也可通过三相电流互感器合成零序电流互感器。5.2.3.3 端盖及外壳5.2.3.3.1 外壳应具有很高的强度和气密性。5.2.3.3.2 壳体具有足够的刚度以及良好的防锈性能。采用厚度3.0mm的304不锈钢材质制造，并有防止变形的措施；或采用优质碳钢材料使用整体一次冲压成型技术制造。壳体具备防锈蚀的有效措施保证15年不锈蚀。壳体表面不应有可存水的凹坑。5.2.3.3.3 壳体防护等级不低于IP67。5.2.3.3.4 壳体接地点的接触面积应满足要求，接地螺钉的直径不得小于12mm，接地点应标有“接地”字样或其他接地符号。5.2.4 户外柱上SF6负荷开关的要求5.2.4.1 操动机构5.2.4.1.1 应能手动分和电动分、合闸操作（可实现远方操作或现场遥控）。5.2.4.1.2 操作电压和接口户外柱上SF6负荷开关宜具备电动操作机构和配电自动化接口，控制接口采用航空接插件。5.2.4.1.3 操动机构箱应采用304不锈钢材质，厚度不小于2mm，或密封于开关壳体内。操动机构箱应具有耐紫外线及耐户外气候能力，具有阻燃、防爆、防锈、防尘、抗老化性能，在使用期内保证性能稳定、可靠。5.2.4.2 加装的电压互感器、电流互感器可为外置或内置结构，应小型化，质量性能稳定可靠，对于外置结构的，应方便拆卸。必要时户外柱上断路器需配置零序电流互感器，也可通过三相电流互感器合成零序电流互感器。5.2.4.3 端盖及外壳5.2.4.3.1 端盖上装有低气压指示装置。外壳应具有很高的强度和气密性。5.2.4.3.2 壳体具有足够的刚度以及良好的防锈性能。采用厚度3.0mm的304不锈钢材质制造，并有防止变形的措施；或采用优质碳钢材料使用整体一次冲压成型技术制造。壳体具备防锈蚀的有效措施保证15年不锈蚀。壳体表面不应有可存水的凹坑。5.2.4.3.3 壳体防护等级不低于IP67。5.2.5 户外柱上隔离开关的要求5.2.5.1 底座应采用3mm不锈钢板弯制或采用3mmQ235钢板弯制，并使用不锈钢螺栓，接线板与导线连接使用热镀锌螺栓，不锈钢材质采用304不锈钢。5.2.5.2 操动机构5.2.5.2.1 机构弹簧、紧固件应具有防锈、防腐功能。5.2.5.2.2 宜采用防松紧固设计，保证接触良好。5.2.6 铭牌柱上开关铭牌内容应符合DL/T 844要求，并应采用耐腐蚀材料制成，字样、符号应清晰耐久，铭牌应在正常条件运行和安装位置明显可见。6 试验户外柱上开关应按照GB/T 16927.1以及其他有关国家标准和行业标准规定的项目、方法进行试验，并且各项试验结果应符合本标准的要求。6.1 型式试验6.1.1 绝缘试验，包括雷电冲击试验、1min工频耐压试验；6.1.2 机械寿命试验；6.1.3 机械特性试验；6.1.4 温升试验（按DL/T 593）；6.1.5 主回路电阻测量；6.1.6 短时耐受电流和峰值耐受电流试验（按GB/T 11022）；6.1.7 额定短路关合与开断能力试验；6.1.8 容性电流开合试验：电缆充电电流的开合试验；6.1.9 密封试验或防护等级试验；6.1.10 凝露及污秽试验（按GB 5588）；6.1.11 电磁兼容性试验（按GB/T 17626.4）；6.1.12 高温、低温试验（必要时）；6.1.13 温度变化试验（必要时）；6.1.14 交变湿热试验（必要时）；6.1.15 交变盐雾试验（必要时）；6.1.16 继电保护试验（柱上断路器用）（按GB/T 7261）。6.2 出厂试验6.2.1 主回路的工频耐压试验；6.2.2 主回路电阻测量；6.2.3 机械特性试验；6.2.4 电气、机械联锁装置功能的试验；6.2.5 继电保护试验。6.3 现场验收试验6.3.1 机械操作试验；6.3.2 主回路的工频耐压试验；6.3.3 主回路电阻测量；6.3.4 分合闸试验；6.3.5 相位检查；6.3.6 防护等级的检定；6.3.7 如果断路器带保护和自动装置，需要进行相关的保护试验。7 标志、起吊、运输和贮存7.1 户外柱上开关应有运输及起吊标志，标志内容应符合相关标准规定。7.2 户外柱上开关整体及内部元件的结构应在经过正常的铁路、公路或水路运输后内部结构相互位置不变，紧固件不松动。各元件的结构及布置位置应不妨碍吊装、运输及运输中的紧固定位。7.3 整体运输时，户外柱上开关内部元件应不得移位、损坏和受潮，不得影响安装。附录A（规范性附录）柱上自动化开关设备的技术要求柱上自动化开关设备包括断路器或负荷开关本体、开关控制单元（FTU）、户外电压互感器三部分，三组件以户外防护控制电缆及户外航空接插件进行成套电气连接，设备自身可实现基本的保护和自动化功能。A.1 柱上自动化开关设备整体功能要求A.1.1 成套设备装设在主干线或分支线上，配备三相电流互感器以及电压互感器，可配置零序电流互感器检测零序电流，具有时限过流保护、零序保护、就地故障查寻、就地隔离及重合闸功能。A.1.2成套设备控制单元内置GPRS/CDMA通信模块，并可灵活配置光纤或载波通信模块，与配网自动化主站系统进行通信，实现故障信息自动上报和线路设备信息的实时上报及控制功能。A.1.3控制器保护动作时间和开关操动机构分闸时间之和在90ms以内。A.1.4设备可接收监控主站下发的分合闸命令，并执行开关分合闸，也可进行就地控制操作。A.1.5设备具有装置自检功能，装置异常状态下，可上送异常信息并闭锁其控制输出。A.1.6具有参数设置、显示功能，可设定或更改保护控制参数。A.2 柱上自动化断路器控制单元（FTU）的技术要求A.2.1 可采集三相电流、两相线电压、零序电流量（零序电流可通过三相电流合成）。A.2.2 FTU应含有多种自动化算法，包含线路保护功能，同时基于配电线路的结构特点，通过多种保护功能类型的配合，实现就地故障查寻、就地故障隔离。A.2.3 具备与馈线断路器级差配合、三段时限过电流保护和零序电流保护等功能，可对电流保护动作时限、相间电流定值、零序电流定值进行整定。FTU应在适当位置配设定值表和保护整定指南贴纸或铭牌。A.2.4 FTU外部明显位置配置故障告警指示灯，开关保护动作且重合闸不成功或开关状态异常时指示灯闪烁，并带保持功能，恢复正常供电后自动复归。A.2.5 FTU应具有完善的防锈、防磁、防震、防潮、防雷、防过电压、隔热的措施。A.2.6 FTU配套的户外控制回路电缆需阻燃防腐、耐高温、防爆晒，不开裂。采用军品级航空接插件与开关进行连接，密封可靠。A.2.7 FTU的外壳防护应不低于IP65的防护等级要求。A.2.8 FTU具有远程数据召唤功能，接收到主站召唤信号后实时上传遥信、遥测及SOE数据；FTU检测到线路故障后主动上传越限告警、遥信变位及故障数据信息。A.2.9 FTU应具备线路失电状态下开关分闸操作及通信功能，配备蓄电池，完成分闸、闭锁及通信。A.2.10 FTU结构型式应方便安装及更换GPRS/CDMA模块、通信SIM卡和通信维护。 A.2.11 FTU应具有RS232、RS485通信接口，预置光纤、载波通信、3G模块的数据接口及电源接口，并采用军品级航空接插件连接。A.2.12 FTU支持国标101平衡式规约、104规约、DNP3.0规约。A.2.13 FTU应具备自诊断功能。装置在正常运行时定时自检，自检的对象包括定值区、开出回路、采样通道、数据存储单元、储能电容或蓄电池等各部分。自检异常时闭锁分、合闸回路，上传告警信息，并且启动告警指示灯。A.2.14 FTU可记录并储存SOE事件50条以上。A.2.15 FTU电磁兼容性能满足DL/T 721标准级要求。A.2.16 FTU应在面板上设置重合闸投退、保护出口投退转换装置（如压板），可分别投退重合闸、保护出口。A.3 柱上自动化负荷开关控制单元（FTU）的技术要求A.3.1 可采集三相电流、三相电压、零序电流量（零序电流可通过三相电流合成）。A.3.2 FTU应含有多种智能算法，包含线路保护功能，同时基于配电线路的结构特点，通过多种保护功能类型的配合，实现就地故障查寻、就地故障隔离。A.3.3 FTU应设置开关非遮断电流保护功能，当检测到流过负荷开关的电流大于600A（可设定）时，闭锁跳闸回路。A.3.4 用于电压-时间型（电压-时限型）分段隔离的负荷开关，应具有以下功能：a）与具备两次重合闸功能的变电站馈线断路器配合，可分段隔离； b）当开关两侧失压且无电流流过（馈线断路器分断后，开关处于无闭锁状态），脱扣自动快速分闸，当开关一侧有压后延时合闸（延时时限可整定，缺省为5s）；c）具有闭锁合闸功能。若合闸之后在设定时限（可整定，缺省3s）之内失压，并检测到故障电流，则自动分闸并闭锁合闸。如果没有检测到故障电流，则分闸不闭锁合闸；d）具有闭锁分闸功能。若合闸之后在设定时间3s之内没有检测到故障，则闭锁分闸功能，延时5分钟后闭锁复归，可通过控制器设定延时时间。A.3.5用于过流脉冲计数型（电流-计数型）分段隔离的负荷开关，应具有以下功能：a）故障电流（线路最大负荷电流的1.21.5倍）、记忆时间（大于线路残压存在时间）、记忆次数（2次）可整定；b）开关检测到第一次故障电流时不动作，记数1次，检测到第二次故障电流后记数2次，则在无压无流时分闸并闭锁合闸；c）故障电流的次数未达到整定次数，控制单元自动恢复到初始状态；d）应具有闭锁分闸功能。若合闸之后在设定时间（缺省3s）之内没有检测到故障，则闭锁分闸功能，延时5分钟后闭锁复归，延时时间可设定。A.3.6 对安装在用户分界点的开关要求具有如下功能：a）检测到单相接地故障（零序过流）加速跳闸，自动切除单相接地故障。（扩展可选功能）自动切除接地故障后延时5s自动合闸，若接地故障为永久故障，由用户开关分断，开关在设定时间3s之内再次分闸，开关闭锁合闸；b）分闸闭锁功能：在直接切除接地故障时，若相电流大于600A（可设定）闭锁分闸，禁止切除接地故障，防止短路接地故障造成负荷开关开断短路电流。A.3.7 FTU在外部明显位置配置故障告警指示灯，开关保护动作且重合闸不成功或开关状态异常时指示灯闪烁，并带保持功能，恢复正常供电后自动复归。A.3.8 FTU应在适当位置配设定值表和保护整定指南贴纸或铭牌。A.3.9 FTU应具有完善的防锈、防磁、防震、防潮、防雷、防过电压、隔热的措施。A.3.10 FTU配套的户外控制回路电缆需阻燃防腐、耐高温、防爆晒，不开裂。采用军品级航空接插件与开关进行连接，密封可靠。A.3.11 FTU的外壳防护应不低于IP65的防护等级要求。A.3.12 FTU具有远程数据召唤功能，接收到主站召唤信号后实时上传遥信、遥测及SOE数据；FTU检测到线路故障后主动向配网自动化主站上传越限告警、遥信变位及故障数据信息。A.3.13 FTU应具备线路失电状态下开关分闸操作及通信功能，配备蓄电池，完成分闸、闭锁及通信。A.3.14 FTU结构型式应方便安装及更换GPRS/CDMA模块、通信SIM卡和通信维护。 A.3.15 FTU应具有RS232、RS485通信接口，并预置光纤、载波通信、3G模块的数据接口及电源接口，采用军品级航空接插件连接。A.3.16 FTU支持国标101平衡式规约、104规约、DNP3.0规约。A.3.17 FTU应具备自诊断功能。装置在正常运行时定时自检，自检的对象包括定值区、开出回路、采样通道、数据存储单元、储能电容或蓄电池等各部分，自检异常时闭锁分、合闸回路，上传告警信息，并且启动告警指示灯。A.3.18 FTU可记录并储存SOE事件50条以上。A.3.19 FTU电磁兼容性能满足DL/T 721标准级要求。A.3.20 FTU应在面板上设置重合闸投退、保护出口投退转换装置（如压板），可分别投退重合闸、保护出口。A.4 FTU后备电源及电池管理模块A.4.1 选用优质进口、免维护铅酸电池或锂电池作为FTU的后备电源，户外运行寿命5年以上。电池的安装方式应方便维护。 A.4.2 后备电池容量满足开关失电状态下两次以上分闸（或一次分闸一次合闸），FTU持续运行0.5小时以上。具体容量根据实际情况可供选择。A.4.3 提供电池自动管理模块，铅酸电池可定期自动活化、手动充放电。A.4.4 锂电池应具有良好耐高温、防爆性能。A.4.5 FTU可通过电池管理功能将电池状态上传主站，并可设定电池电压限值，在设定时间内电池电压低于限值则自动上传告警信号。