国网对12kV金属铠装移开式开关柜技术规范

12kV金属铠装移开式开关柜技术规范

GB/T 11022　高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求

GB 1207　电磁式电压互感器

GB 1208　电流互感器

GB 1984　高压交流断路器

GB 1985　高压交流隔离开关和接地开关

GB 3906　3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备

GB/T 5585　电工用铜、铝及其合金母线

GB 6450　干式电力变压器

GB 11032　交流无间隙金属氧化物避雷器

GB/T 12022　工业六氟化硫

GB 15166.2　高压交流熔断器　第2部分：限流熔断器

GB 50150　电气装置安装工程　电气设备交接试验标准

GB/T 4109　交流电压高于1000V的绝缘套管

SD 318　高压开关柜闭锁装置技术条件

DL/T 402　高压交流断路器订货技术条件

DL/T 404　3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备

DL/T 486　高压交流隔离开关和接地开关

DL/T 593　高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求

JB/T 10305　3.6kV～40.5kV高压设备用户内有机材料支柱绝缘子技术条件

IEC 62271-100　高压交流断路器

2.1 整体要求

2.1.1产品设计应能使设备安全地进行下述各项工作：正常运行、检查、维护操作、主回路验电、安装和（或）扩建后的相序校核和操作联锁、连接电缆的接地、电缆试验、连接电缆或其他器件的绝缘试验以及消除危险的静电电荷等。

2.1.2产品的设计应能在允许的基础误差和热胀冷缩的热效应下不致影响设备所保证的性能，并满足与其他设备连接的要求。

2.1.3类型、额定值和结构相同的所有可移开部件和元件在机械和电气上应有互换性。

2.1.4各元件应符合各自的有关标准。40.5kV高压开关柜内的触头盒、穿墙套管采用双屏蔽结构，局部放电水平小于3pC。

2.1.5高压开关柜内的进出线套管、机械活门、母排拐弯处等场强较为集中的部位，应采取倒角打磨等措施。所有铜排连接部位应镀银/搪锡处理。

2.1.6柜体应采用敷铝锌钢板弯折后拴接而成或采用优质防锈处理的冷轧钢板制成，板厚不得小于2mm。

2.1.7开关柜应分为断路器室、母线室、电缆室和控制仪表室等金属封闭的独立隔室，其中断路器室、母线室和电缆室均有独立的泄压通道。

2.1.8断路器室的活门应标有“母线侧”、“线路侧”等识别字样。母线侧活门还应附有红色带电标志和相色标志。活门与断路器手车联锁。

2.1.9开关柜按工程要求提供相序标识，柜体颜色为：Ral7035。

2.1.10对最小空气间隙的要求：

a）   单纯以空气作为绝缘介质的开关柜，相间和相对地的最小空气间隙应满足下列要求。

1）  12kV：相间和相对地125mm，带电体至门155mm。

2）  40.5kV：相间和相对地300mm，带电体至门330mm。

b）   以空气和绝缘隔板组成的复合绝缘作为绝缘介质的开关柜，绝缘隔板应选用耐电弧、耐高温、阻燃、低毒、不吸潮且具有优良机械强度和电气绝缘性能的材料。带电体与绝缘板之间的最小空气间隙应满足下述要求：

1）  对12kV设备应不小于30mm。

2）  对40.5kV设备应不小于60mm。

c）   开关柜内部导体采用的热缩绝缘材料老化寿命应与开关柜的使用寿命一致，并提供试验报告。

2.1.11对接地的要求：

a）   开关柜的底架上均应设置可靠的适用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连接至接地导体。紧固螺钉或螺栓的直径应不小于12mm。接地连接点应标以清晰可见的接地符号。

b）   接地导体应采用铜质导体，在规定的接地故障条件下，在额定短路持续时间为4s时，其电流密度不应超过110A/mm²，但最小截面积不应小于240mm²。接地导体的末端应用铜质端子与设备的接地系统相连接，端子的电气接触面积应与接地导体的截面相适应，但最小电气接触面积不应小于160mm²。

c）   主回路中凡规定或需要触及的所有部件都应可靠接地。

d）   各个功能单元的外壳均应连接到接地导体上，除主回路和辅助回路之外的所有要接地的金属部件应直接或通过金属构件与接地导体相连接。金属部件和外壳到接地端子之间通过30A直流电流时压降不大于3V。功能单元内部的相互连接应保证电气连续性。

e）   可抽出部件应接地的金属部件，在试验位置、隔离位置及任何中间位置均应保持接地。

f）    可移开部件应接地的金属部件，在插入和抽出过程中，在静触头和主回路的可移开部件接触之前和分离过程中应接地，以保证能通过可能的最大短路电流。

g）   接地回路应能承受的短时耐受电流最大值不小于主回路额定短时耐受电流的87%。

h）   二次控制仪表室应设有专用独立的接地导体（如需要）。

2.1.12开关柜柜顶设有横眉可粘贴间隔名称。开关柜前门表面应标有清晰明显的主接线示意图。

2.1.13观察窗的要求：

a）   观察窗至少应达到对外壳规定的防护等级。

b）   观察窗应使用机械强度与外壳相当的透明遮板，同时应有足够的电气间隙和静电屏蔽措施，防止危险的静电电荷。玻璃遮板应安装紧固，位置应满足观察需要。

c）   主回路的带电部分与观察窗的可触及表面的绝缘应满足相对地的绝缘要求。

2.1.14对柜内照明的要求：开关柜内电缆室和二次控制仪表室应设置照明设备，并方便灯具更换。

2.1.15柜内各隔室均安装驱潮加热器，总体加热功率由厂家提供。电加热选用AC 220V，加热器安装应远离一次设备，选用长寿命板式型。每隔室加热器要求常加热型与温湿度控制器加热相结合，且在每间隔安装一控制开关（带辅助触点）。

2.1.16铭牌：

a）   开关柜的铭牌应符合DL/T 404的规定。

b）   铭牌应为不锈钢、铜材或丙烯酸树脂材料，且应用中文印制。设备零件及其附件上的指示牌、警告牌以及其他标记也应用中文印制。

c）   铭牌应包括如下内容：

1）  制造商名称或商标、制造年月、出厂编号。

2）  产品型号。

3）  给出下列数据：额定电压、母线和回路的额定电流、额定频率、额定短路开断电流、额定短时耐受电流及持续时间、额定峰值耐受电流、内部电弧等级（如有）。

d）   开关柜中各元件应装有铭牌，铭牌要求参照相应标准。

2.1.17开关柜的“五防”和联锁要求：

a）   开关柜应具有可靠的“五防”功能：防止误分、误合断路器；防止带负荷分、合隔离开关（插头）；防止带电分、合接地开关；防止带接地开关送电；防止误入带电间隔。

b）   电缆室门与接地开关采取机械闭锁方式，并有紧急解锁装置。

c）   当断路器处在合闸位置时，断路器小车无法推进或拉出。

d）   当断路器小车未到工作或试验位置时，断路器无法进行合闸操作。

e）   当接地开关处在合闸位置时，断路器小车无法从试验位置进入工作位置。

f）    当断路器小车处在试验位置与工作位置之间（包括工作位置）时，无法操作接地刀闸。

g）   进出线柜应装有能反映出线侧有无电压，并具有自检功能的带电显示装置，并应装设在仪表室。当出线侧带电时，应闭锁操作接地开关，并通过电磁锁直接闭锁后柜门。

h）   母线验电小车只有在母联分段柜开关小车及对应主变压器开关小车在试验或检修位置时才允许推入。母线接地时，该母线上的验电小车不能推入。

i）    站用变压器开关柜的前门应具有带电显示强制闭锁，并留有方便站用变压器检修时接地线的部位，要求与柜前门有相互闭锁。

j）    站用变压器开关柜内的隔离小车与柜内的低压总开关应设机械闭锁或电气闭锁。其程序过程为先拉开低压总开关、再拉出隔离小车，然后再开站用变压器开关柜门，反之亦然。

k）   开关柜电气闭锁应单独设置电源回路，且与其他回路独立。

2.1.18对开关柜限制并避免内部电弧故障的要求：

a）   开关柜应通过内部燃弧试验，并出具相应的试验报告。

b）   开关柜的各隔离室之间，应满足正常使用条件和限制隔离室内部电弧影响的要求；并能防止因本身缺陷、异常或误操作导致的内电弧伤及工作人员，能限制电弧的燃烧范围。

c）   应采取防止人为造成内部故障的措施，还应考虑到由于柜内组件动作造成的故障引起隔离室内过电压及压力释放装置喷出气体，可能对人员和其他正常运行设备的影响。

d）   除继电器室外，在断路器室、母线室和电缆室的均设有排气通道和泄压装置，当产生内部故障电弧时，泄压通道将被自动打开，释放内部压力，压力排泄方向为无人经过区域，泄压侧应选用尼龙螺栓。

e）   所有低压元件（照明开关等）不应直接装设在电缆室柜门上，应装设在仪表室。

2.1.19开关柜防护等级的要求：

在开关柜的柜门关闭时防护等级应达到IP4X或以上，柜门打开时防护等级达到IP2X或以上。

2.1.20对充气柜的补充要求：

a）   制造厂应明确规定充气柜中使用的SF₆气体的质量、密度，并为用户提供更新气体和保持要求的气体质量的必要说明。SF₆气体应符合GB/T 12022的规定。在气体交货之前，应向项目单位提交新气试验的合格证书，所用气体应经项目单位复检合格后方可使用。

b）   充气隔离室应能承受运行中的正常压力和瞬态压力。

c）   制造厂应明确充气柜的额定充入水平（充气压力）和允许泄漏率。应具有高低压闭锁和报警功能。

d）   充气柜应设置用来连接气体处理装置和其他设备的合适连接点（阀门）。

e）   SF₆气体监测设备：充气柜应装设SF₆气体监测设备（包括密度继电器，压力表），且该设备应设有充气阀门，并便于在不拆卸的情况下进行校验。

f）    吸附剂：供货方需提交一份解释文件，包括吸附剂的位置、种类和质量。

g）   充气柜应充微正压气体运输。

h）   柜间通道不应相通。

2.1.21开关柜电缆连接在下部进行，电缆室有足够电缆头安装空间，连接处距地面高度大于700mm。零序电流互感器装于柜内。

避雷器接地线应独立引出接地，各接地线应有集中接地螺栓，接地线经接地螺栓集中接地。

母线设备及引下线加装复合绝缘外套，复合绝缘外套应满足相应电压等级要求，要求制造厂内加工，复合绝缘寿命与开关柜寿命一致。邻相间热缩绝缘的端部应错开，间距大于空气净距的要求。

母线TV间隔具备母线接地功能。开关柜活门为金属材质，与带电部位满足绝缘距离要求。

2.2　断路器

断路器技术参数见技术参数特性表。

2.2.1　对真空断路器的要求：

a）   真空断路器应采用操动机构与本体一体化的结构。

b）   真空灭弧室应与型式试验中采用的一致。

c）   真空灭弧室要求采用陶瓷外壳。

d）   真空灭弧室允许储存期不小于20年，出厂时灭弧室真空度不得小于1.33×10³Pa。在允许储存期内，其真空度应满足运行要求。

e）   用于投切电容器组的真空断路器在出厂时应做“高压大电流老炼”试验，厂家应提供断路器整体老炼试验报告。

f）    用于开合电容器组的断路器应通过开合电容器组的型式试验，满足C2级的要求。

g）   真空断路器上应设有易于监视真空开关触头磨损程度的标记。

h）   真空断路器接地金属外壳上应有防锈的、导电性能良好的、直径为12mm的接地螺钉。接地点附近应标有接地符号。

2.2.2　对SF₆断路器的要求：

a） SF₆气体应符合GB/T12022的规定，应向项目单位提交新气试验的合格证书，所用气体应经项目单位复检合格后方可使用。

b） 气体抽样阀：为便于气体的试验抽样及补充，断路器应装设合适的阀门。

c） SF₆气体系统的要求：断路器的SF₆气体系统应便于安装和维修，并有用来连接气体处理装置和其他设备的合适连接点。

d） SF₆气体监测设备：断路器应装设SF₆气体监测设备（包括密度继电器，压力表），且该设备应设有阀门，以便在不拆卸的情况下进行校验，并应有两对辅助触点输出。

e） SF₆气体内的水分含量：断路器中SF₆气体在额定压力下在20℃时的最大水分含量应小于150L/L，在其他温度时应予以修正。

f） SF₆断路器的吸附剂：供货方在需提交一份解释文件，包括吸附剂的位置、种类和重量。

2.2.3　操动机构要求：

a）   操动机构采用弹簧操动机构，应保证断路器能三相分/合闸以及自动重合闸。

b）   操动机构自身应具备防止跳跃的性能。应配备断路器的分/合闸指示，操动机构的计数器，储能状态指示应明显清晰，便于观察，且均用中文表示。

c）   应安装能显示断路器操作次数的计数器。该计数器与操作回路应无电气联系，且不影响断路器的合/分闸操作。计数器采用不可复归型合闸记数。

d）   弹簧操动机构应能电动机储能并可手动储能（每个站配备2把操作手柄），并配置紧急脱扣装置。

e）   操动机构的额定电源电压（U_u）为直流220V/110V，应能满足：85%U_u～110%U_u时可靠合闸，65%U_u～110%U_u可靠分闸，30%U_u及以下时不动作。

f）    弹簧储能系统：由储能弹簧进行分/合闸操作的弹簧操动机构应能满足“分–0.3s–合分–180s–合分”的操作顺序。弹簧操动机构应能可靠防止发生空合操作。弹簧储能可以电动和手动实现。

g）   断路器处于断开或闭合位置，都应能对合闸弹簧储能。

h）   在正常情况下，合闸弹簧完成合闸操作后要立即自动开始再储能，合闸弹簧应在20s内完成储能。

i）    在弹簧储能进行过程中不能合闸，并且弹簧在储能全部完成前不能释放。

j）    合闸操作的机械联锁应保证机构处于合闸时，不能再进行合闸动作；而当断路器处于合闸位置和储能状态时，能可靠地进行一次分–0.3s–合分操作循环。

k）   机械动作应灵活，储能及手动或电气分/合闸等各项操作过程中不应出现卡死、阻滞等异常现象，并设有防止“误操作”装置。

l）    应有机械装置指示合闸弹簧的储能状态，并能实现远方监控。

m）供货方应提供用于断路器分闸和合闸所有必需的中间继电器、闭锁继电器。

2.3　隔离开关（若有）

技术参数见技术参数特性表。

2.4　接地开关

技术参数见技术参数特性表。

操动机构：可手动和电动（如有）操作，每组接地开关应装设一个机械式的分/合闸位置指示器；应装设观察窗，以便操作人员检查触头的位置。

2.5　电流互感器

技术参数见技术参数特性表。

对电流互感器应提供下列数据：励磁特性曲线、拐点电压、75°C时最大二次电阻值等。

开关柜内的电流互感器在出厂前应做伏安特性筛选，同一柜内的三相电流互感器伏安特性应相互匹配，并有出厂报告。

2.6　电压互感器

技术参数见技术参数特性表。

2.7　避雷器

技术参数见技术参数特性表。

2.8　站用变压器

2.8.1站用变压器应采用干式、低损耗、散热好、全工况的加强绝缘型产品。

2.8.2变压器应能在单相接地的情况下持续运行8h以上，在布置上考虑方便调换和试验。

2.9　母线

技术参数见技术参数特性表。

2.9.1　母线材料：铜，且含铜量不低于99.9%。

2.9.2　充气柜应提供各种触头的结构图。

2.10　电气二次接口

a）   总体要求：

1）  线路、站用变压器、接地变压器、电容器保护测控装置均下放安装于开关柜；分段开关柜内配置分段保护测控装置，该装置可含备自投功能；10kV TV并列装置、交换机可放置于分段隔离柜。

2）  电能表下方安装于开关柜。

3）  开关柜应具备规范要求的“五防”闭锁功能。

4）  开关柜继电器室、电缆室应有照明装置，柜内应具备驱潮及加热设施。

5）  二次控制仪表室应设有专用接地铜排，截面积不小于100mm²，铜排两端应装设足够的螺栓以备接至变电站的等电位接地网上。

b）   回路要求：

1）  开关柜应装设断路器远方和就地操作切换把手。

2）  应具备监视断路器分/合闸状态外回路。

3）  断路器操动机构应配置内部防跳功能。

4）  断路器要求配有一个独立的跳闸、合闸线圈。

5）  断路器中对控制或辅助功能正常要求的辅助触点之外，每台断路器应提供对8动合、8动断辅助触点供用户使用，并应引至端子排上。剩余的辅助开关触点全部引至端子排上。

c）   电源配置：

1）  开关柜交、直流电源宜采用环网供电，并设开环点。

2）  开关柜顶设交直流电源小母线，各开关柜内按照交流、直流及保护、控制、联锁等不同要求设置电源小空开，空开上口与柜顶小母线连接。

d）   端子排及接线要求：

1）  端子排按不同功能进行划分，端子排布置应考虑各插件的位置，避免接线相互交叉。

2）  端子排列应符合标准，正、负极之间应有间隔，断路器的跳闸和合闸回路、直流（＋）电源和跳/合闸回路不能接在相邻端子上，并留有一定的备用端子等，端子排应编号。

3）  按照“功能分段”的原则，开关柜内的端子排应按照如下要求分别设置：TA回路，TV回路，交流电源回路，直流电源回路，断路器的控制、操作、信号回路，“五防”闭锁回路，报警回路。其中“五防”闭锁回路由各厂家按照相关“五防”要求完成，应注意预留开关柜外闭锁条件接口。

e）   开关柜端子排接线图：

各类型开关柜端子排接口标准如图1～图7所示。

图1　馈线柜端子排图

图2　站用变压器开关柜端子排图

图3　接地变压器开关柜端子排图

图4　电容器柜端子排图

图5　分段柜端子排图

图6　电压并列箱、端子排图

图7TV柜端子排图

3　标准技术参数

技术参数特性表是对采购设备的基础技术参数要求，供货方供货方应对技术参数特性表中标准参数值进行响应。12kV金属铠装移开式开关柜技术参数特性见表1。

                                                           表1　技术参数特性表

4　使用环境条件表

典型12kV金属铠装移开式高压开关柜使用环境条件见表2。特殊环境要求根据项目情况进行编制。

                                                           表2　使用环境条件表

5　试验

开关柜应按DL/T 404、GB 3906进行型式试验、出厂试验，并应提供供货范围内主要元件的型式试验和出厂试验报告。现场交接试验应符合DL/T 404和GB 50150的要求。

5.1　型式试验

型式试验的目的在于验证开关柜、控制回路、控制设备及辅助设备的各种性能是否符合设计的要求。

由于所用元件的类型、额定参数和组合的多样性，所以不可能对所有方案都进行型式试验。型式试验只能在典型的功能单元上进行试验。任一种具体方案的性能可以引用类似方案的试验数据。

5.1.1　对型式试验的补充说明

开关柜的型式试验应在典型的功能单元上进行全套试验。如开关柜所配的断路器已进行了全套试验，则开关柜的关合和开断能力的验证按DL/T 404和GB 3906中“6.101关合和开断能力的验证”的要求进行T100s和T100a试验，以及临界电流试验（如果有）。其他试验按DL/T 404和GB 3906进行。

5.1.2型式试验的内容包括：

a）   绝缘试验、局部放电试验及辅助回路绝缘试验。

b）   温升试验和主回路电阻测量。

c）   主回路和接地回路的短时和峰值耐受电流试验。

d）   常温下的机械操作试验（包括机械特性试验、机械寿命试验）。

e）   短路电流关合和开断试验。

f）    机械联闭锁试验。

g）   防护等级试验。

h）   内部故障电弧试验。

i）    开关柜中断路器、TA、TV及避雷器等元件按标准所应进行的型式试验。

j）    凝露试验。

k   EMC试验

5.2　出厂试验

每台开关柜均应在工厂内进行整台组装并进行出厂试验，出厂试验的技术数据应随产品一起交付项目单位。产品在拆前应对关键的连接部位和部件做好标记。项目如下：

a）   主回路的绝缘试验。

b）   辅助和控制回路的绝缘试验。

c）   主回路电阻测量。

d）   设计和外观检查。

e）   机械操作和机械特性试验（应包括速度—行程曲线）。

f）    局部放电测量。

5.3　现场交接试验

开关柜安装完毕后应进行现场交接试验，试验应符合DL/T 404和GB 50150的要求。试验时供货方应派代表参加，所有试验结果均应符合产品的技术要求。项目如下：

a）   主回路绝缘试验。

b）   辅助回路绝缘试验。

c）   主回路电阻试验。

d）   检查与核实：内容包括外观检查、图纸与说明书；所有螺栓及接线的紧固情况；控制、测量、保护和调节设备以及包括加热器在内的正确功能等。

e）   联锁检查。

f）    机械操作试验。

g）   开关柜中断路器、TA、TV及避雷器等元件按标准应进行的其他现场试验。

注：对上述内容如有疑问，可来电垂询，TEL:0512-66616455，余经理