GCH系列低压开关柜技术条件.docx
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GCH系列低压开关柜技术条件
GCH系列交流低压混合式开关柜技术条件
广东省新会市金利开关厂
一九九八年十二月
1．适用范围
1．1本技术条件适用于GCH系列交流低压混合式开关柜，是以插入式元件的固定柜和抽屉式柜混合组装（简称混合式柜），混合式柜主要用于交流380V、频率为50H2、直流220V主母线（水平母线）额定电流至4000A、支母线（垂直母线）额定电流630A以下的电路中，用于发电厂、变电站、工矿企业、建筑物等场所，作为电能的分配和控制之用。
1．2本技术条件的编制，主要参照IEC439、NEMAICS-2～322、GB7251-87、GB9466-88和IBK36001-89等标准和技术任务书。
2．代号及含义
2．1本技术条件所使用的系列型号的代号含义如下
1
4
3
2
GCH14880
分断电流（KA）
方案号
设计序号
型号
3．分类
3．1GCH系列混合式开关柜按结构分类
柜体结构尺寸按GB3047.1-82的规定，采用25mm为基本模数，有固定式（见图1）和抽屉式（见图2）两种。
3．2按进线方式分类
3.2.1上进线上出线。
3.2.2上进线下出线。
3.2.3下进线下出线。
3.2.4下进线上出线。
3．3按操作方式分类
3.3.1单面操作。
3.3.2双面操作（指柜架单元靠背安装）。
3．4按使用范围分类
3.4.1进线柜。
3.4.2馈电柜。
3．5按功能单元额定分断能力分类
3.5.180KA。
3.5.250KA。
3.5.330KA。
3.5.415KA。
4．使用条件
4．1如无特殊规定，混合柜应能在下列条件下正常使用。
4.1.1海拔高度不超过2000m。
4.1.2没有粉尘腐蚀性气体和雨水侵袭的户内。
4.1.3环境温度，周围温度不高于400C，而在24小时周期内的平均温度不高于350C，周围温度不低于-50。
4.1.4相对温度在最高温度为+400C时不超过50%，在较低温度时允有较高的相对湿度。
例如温度为+200C时，相对湿度允许为90%，但考虑到由于湿度的变化，有可能产生适当的凝露。
4.1.5安装倾斜度不超过5度角。
4.1.6如果运输、储存和安装时的环境条件与上述规定不同时，应由用户和制造厂签订专门的协议，除非另有规定，运输与储存过程中的温度，可在-300C～+550C范围之内，在短时间内（不超过24小时）温度可达到+700C。
4．2当使用条件与1规定的内容不相符时，应作为”特殊使用条件”处理，
由用户在订货时向制造厂提出并协商解决。
5．技术性能（额定技术参数）
5．1主电路额定绝缘电压见表1.
表1
主电路绝缘电压UI（V）
660
5．2主电路额定工作电压：
交流220、380V。
5．3辅助电路额定工作电压：
见表2
表2
辅助电路额定电压（V）
交流
6，220
直流
6，110
注:
用户对辅助电路电压有特殊要求时,与制造厂协商解决.
5．4额定频率：
50（HZ）。
5．5母线额定工作电流：
见表3
表3
额定母线电流（A）
水平母线（主母线
160025004000
垂直母线（支母线）
630
5．6额定短时耐受电流：
（按规定的试验条件）见表4.
表4
额定短时耐受电流（KA/S）
水平母线（主母线）
50/1
垂直母线（支母线）
50/1
保护导体（接地主母线）
30/148/1
中性母线（中性主母线）
30/148/1
5．7额定峰值耐受电流：
（按规定的试验条件）见表5.
表5
额定峰值耐受电流（KA）
水平母线（主母线）
110176
垂直母线（支母线）
110
中性母线（中性主母线）
63100
保护导体（接地主母线）
63100
5．8额定分断电流是指功能单元的主断路元件。
（包括断路器、熔断器等）在额定工作电压和规定试验条件的分断能力。
（交流指有效值）见表6
表6
额定分断电流（KA）
受电单元
5080
馈电单元
153050
6．技术要求
6．1设计
6.1.1柜架采用异型钢材组成，要有足够的强度和刚度，坚固耐用，应能承受装置给定参数生产的机械、电气和热应力。
6.1.2所有的金属部件，根据在结构中的作用应分别以镀层和漆层加以防护镀层必须有足够的厚度和附着力，以保证永久导电性。
漆层采用具有良好机械性能和化学稳定性能的环境氧粉末涂层.
6.1.3电器和电路布置应便于安装、操作和维修。
同时还应保证留有必要的安全间隔距离。
6.1.4柜架应全部用标准紧固零件予以连接,拼装结构的每一个零件或部件应具有接地措施，保证其导电具有永久连续性。
6．2结构
6.2.1构架及其零部件必须互换，其互换性不但要求在一柜架单元中达到，在不同柜架单元中也能达到。
6.2.2相同规格的功能单元应具有互换性。
要求发生短路事故后，其互换性也不被破坏。
6.2.3外壳的颜色推荐为浅灰、珍珠灰二种颜色的保护涂层中的一种，抽出式单元的仪表板规定深黑色涂层，构架及其部件可以涂复与面板相同的颜色。
6.2.4防护等级
由外壳提供对人身和设备，防止触及带电部分，防护等级按GB4942、IEC144有关规定执行，其等级不得低于IP40。
6．3功能单元
6.3.1功能单元在单元隔室中应有三个明显的位置。
a.连续位置。
b.试验位置。
c.分离位置。
位置指示可以采有位置指示标牌，也可借助操作机构的不同位置加以区别。
6.3.2功能单元的主、辅电路隔离接插件应能随功能单元自动地接连与断开。
6.3.3功能单元的抽出式机构应进行500次机械寿命试验。
操作过程应从连
接位置到分离位置，然后再回到连接位置，断路器是抽出式的，本身作了
机械寿命，则不在装置上进行此项试验。
6．4联锁
6.4.1为了确保操作程序，以及操作和维修时的人身安全，装置应装设机械
联锁机构，或电磁联锁机构。
6.4.2每个功能单元的门必须设置机械联锁，或电磁联锁机构。
当主开关（熔
断器刀开关或断路器）处于分断位置，门才能打开。
打开门以后主开关不
能合闸。
（除非使用特殊工具或开启解锁装置才能使主开关合闸）。
6.4.3为了防止未经允许的操作，主开关的操作机构应提供使用二把挂锁的
条件，将主开关锁在分断位置或合闸位置上。
6.4.4当特殊需要时，可设置一个解锁机构，以使主开关处于合闸位置时也
能将门打开。
6．5电气间隙和爬电距离
6.5.1装置内的电器元件应符合各自有关规定，在正常使用条件下，应该保
持其电气间隙和爬电距离。
6.5.2在装置内部的水平母线、垂直母线、支母线和主电路接插件带电部件
之间及它们对接地金属件之间的电气间隙和爬电距离应不小于表7所给定
的数值：
表7
额定绝缘电压
UI（V）
300＜UI≤660
不同极性的裸露
带电部件（mm）
裸露带电部件对
接地金属件间（mm）
电气间隙
爬电距离
电气间隙和爬电距离
﹥20
﹥20
16
6.5.3功能单元中带电部件的电气间隙和爬电距离应符合表8所给定的数值。
表8
额定绝缘电压
UI（V）
不同极性的裸露
带电部件（mm）
裸露带电部件对
接地金属件间（mm）
UI≤60
电气间隙
爬电距离
电气间隙
爬电距离
3
5
3
5
60＜UI≤300
5
6
6
8
300＜UI≤660
8
10
10
12
6.5.4功能单元处于分断位置时，它的主要电路接插件、裸露带电部件与垂直母线或静触头的电气间隙应不小于25mm.
6.5.5在异常的情况下，（如短路时）不应使母线之间的距离产生永久性变化。
（即是母线微小的变形也不允许）
6．6导线与端子
6.6.1主电路导线
a.主电路导线包括水平母线、中性母线、接地母线、进线单元连接导线。
这些导线可以采用裸铜排、铝排或电缆。
b.使用裸铜（铝）排包括电缆接头，作为各相载流导体时；应采取绝缘被复或防护隔离措施，接地母线和中性线不需要任何绝缘被复。
c.功能单元中，主电路若以多股导线或电缆连接时，多股胶线和电
缆的接头必须采用冷压接法，与外接端子相连的多股导线或电缆，也
必须采用上述连接方法。
d.装置中，中性线和接地线，应按下面的原则确定其截面积。
1）相导线尺寸大于16mm2，则等于每相导线截面积的二分之。
但不得小于16mm2。
2）相导线的尺寸等于或小于16mm2，则等于每相导线的截面积。
如制造厂与用户有协议，可以改变以上原则，但接地线的尺寸不允许小于1、2两项的规定。
e.母线应采用绝缘支持件固定，以保证母线之间或母线与其他部件之间的距离不变，母线的绝缘支件应承受电动机控制中心的额定短时耐受电流和峰值电流所产生的热应力和机械应力的冲击。
6.6.2辅助电路导线
a.辅助电路导线系指为不属于6.6.1中a所规定的范围,是用于不与主电路在电气上直接相连接的操作,测量保护、信号等系统的导线，包括为辅助电路提供电源的电压小母线等。
b.辅助电路用导线（除电压小母线外）应采用截面积不小于1.0mm2的多股绝缘（用橡胶或塑料）软铜导线。
（注）
注：
根据使用温度条件确定采用橡胶绝缘或塑料绝缘。
c.辅助电路用导线的连接应采用冷压接端头，端头材料必须是铜的。
d.辅助电路用导线的接头处，应有明显的永久性标志，标明它在其接线图中的特征位置和编号。
6．7母线和导线的颜色及排列
6.7.1装置中母线和导线的颜色应符合GB2681-81《电工成套装置的导线颜
色》的规定。
保护导体的颜色必须采用黄、绿双色标志。
（与结构连接的保护导体可
用裸软线，不标）
6.7.2装置内母线的相序排列从装置正面观察应符合表9的规定。
表9
类别
垂直排列
水平排列
前后排列
交
流
A相
上
左
远
B相
中
中
中
C相
下
右
近
中性线
中性保护线
最下
最右
最近
直流
正极
上
左
远
负极
下
右
近
保护级
-----
-----
-----
注：
a.在特殊情况下，如果按此相序排列会造成母线配置困难时可不按表9的规定。
b.中性线或保护导体如果不在相线附近并列安装其位置亦可不按表9的规定。
6．8接地
6.8.1装置的保护电路可由单独的保护体和可导电的构件组成。
所有保护导体（PE）均应连结在装置最下部的接地主母线上。
所有并联的柜架单元的接地主母线都应联结在一起，并可靠的接地。
中性母线一般与地绝缘，如果有需要也可与接地母线连接在一起，一并接地。
保护导体（PE）和中性导体的截面积，可按6（4）的规定选择。
6.8.2装置的柜架，隔离变压器的金属外壳，以及电流互感器和电压互感器的付边电路均应一端接地。
6.8.3所有电器元件的金属外壳用金属螺钉安装在已经接地的镀锡镀锌金属物体上，则认为已经充分接地。
6.8.4装置所有裸露导电部件之间以及它们与保护电路之间相互用螺钉连接则认为具有保护电路的连续性，否则，应采取措施（例如采用自攻螺钉）未保护电路的连续性。
6.8.5功能单元应具有单独的接地插头与保护导体或作为保护导体的结构件相连接。
6.8.6保护导体应能承受装置在运输、安装时所受的机械应力和在单相连接
地短路事故中所产生的机械应力和热应力。
而接地连续性不能破坏。
6.8.7对于盖板、门、覆板和类似部件，如果其上没有电气设备，则一般金属螺钉连接或金属铰链连接就认为足以保证了导电的连续性。
但在有电弧可能触及的门、或覆板和金属构件应按正常的保护接地处理，予以接地。
6．9防腐蚀
6.9.1所有金属零件除非它本身另有防腐蚀能力，否则都应采取防腐蚀措施，防腐蚀措施有：
油漆、镀锌、镀锡或其它方法。
6.9.2所有要喷漆的钢板、钢型材在喷漆之前应进行磷化处理。
铜板内外表面应至少喷一层防腐蚀底漆，采用静电环氧粉末喷涂时，允许不喷涂防腐底漆，并按粉末静电喷涂工艺进行施工。
6．10绝缘材料
装置中所用的绝缘材料都应是阻燃性的，并有试验报告，否则应由制造厂提供试品进行阻燃试验。
6．11短路保护和短路强度
进线和出线单元必须采用断路器、熔断器或用以上电器的组合来作为电路的短路保护器件。
6.11.1对于短路保护电器装在进线单元中的位置，在单元的进线端，应标明预期短路电流的最大允许值。
相应的功率因数和峰值。
应按表10给出的数据。
采用带有延时脱扣断路器，应指明最大延时时间和相应于预期短路电流的整定值。
6.11.2短路电流峰值和有效值的关系
用于决定电动力强度的短路电流峰值和用短路电流有效值乘系数n获得短路电流峰值，系数n和相应的功率因数COSф见表10。
表10
短路电流有效值I（功率）
COSф
N
10﹤I≤20
0．3
2
20﹤I≤50
0．25
2．1
50﹤I
0．2
2．2
6．12装置的元件和部件
6.12.1元件的选择
元件的额定电压、额定电流、使用寿命、接通和分断能力，短路强度
方面应适合于指定的用途。
6.12.2组装在装置中的元件应符合自身的有关标准。
6．13性能要求
6.13.1功能单元、母线、电缆室均应挡板隔离。
6.13.2每个功能单元都应标明相应的额定工作参数和短路分断电流。
把有相同额定、短路分断电流的功能单元组合在一个柜架内，如果将具有不同额定短路分断电流值的单元组合在同一柜架内时，这个柜架的短路电流额定值只能按其中额定短路分断电流最小的一个功能单元的额定值标定。
6.13.3各种功能单元应考虑到由它们组成的供电系统所要求的保护协调性能
6.13.4进线功能单元必须具有三段（瞬时、短延时、长延时）短路保护特性，以避免越级跳闸，确保供电的可靠性。
7．试验方法
7.1检验装置性能的试验包括:
a.型式试验
b.出厂试验
7.1.1型式试验的目的是验证电动机控制中心的电气性能和机械性能是否达到本技术条件的要求。
7.1.2型式试验的项目包括:
a.温升试验
b.介电强度试验
c.短路强度试验。
d.保护电路连续性试验
e.测量电气间隙和爬电距离
f.机械、电气操作试验
g.功能单元互换性试验
h.功能单元机械寿命试验
i.保护等级试验
j.保护协调试验
k.运输振动试验
全部型式试验可在一台装置样品上或相同类似设计的装置多台样品或
多个部件上进行。
如果装置的部件作了修改，只是在这些修改可能对验证结果产生不利影响时才需重新做型式试验。
7.1.3出厂试验
出厂试验是为了检查材料电器元件和制造上的缺陷，每台装置出厂前必须进行出厂试验。
全部出厂试验合格后，才能发放产品合格证明书。
出厂试验包括：
a.一般检查
b.介电强度试验
c.机械、电气操作试验
d.保护电路连续性检查
e.功能单元互换性检查
出厂试验可按任意次序进行。
7．2型式试验
7.2.1温升试验是验证装置在正常使用条件下，各部位的温升不应超过《低压抽出式成套开关设备》《7.2.1
（1）款表4》的规定。
见附录B
a.装置的放置
装置应按正常使用情况放置，柜架内的所有功能单元都应插入，所有复板都应装好，门应该关闭。
被试装置应选择方案中的损耗最大的功能单元进行组合。
试验时要考虑相邻装置的影响，应用三台柜并行放置进行试验，被试柜置于中间，两侧柜通以额定电流，也可以用等效发热电阻器加热。
b.试验电流。
c.装置进行温升试验时，电路应通以设计规定的额定电流，并考虑分散系数。
d.电流的频率应是设计规定的频率。
e.辅助电路（包括继电器、接触器、脱扣器的线圈）应加上设计规定的额定电压。
f.外接导体（导线）的尺寸暂按《低压成套开关设备》（报批稿）。
附录A选择（见附表1）
g.监测点
检测温度的热电偶应放置在下述各处进行监测。
1）水平母线、垂直母线或支母线、母线连接处、母线与主电路隔离插头处连接处。
2）功能单元主电路出线接插件的动、静触头。
3）母线隔室、功能单元隔室、电缆隔室。
4）可触及的门、覆板、盖板。
h.试验结果
试验结束后，各部件的温升不超过《低压抽出式成套开关设备》7.2.1款表4的规定的数据。
（见附录B）电器元件在装置内部的温度下。
并在其规定的电压范围内，能正常工作。
即认为温升合格。
7.2.2介电强度试验
本项试验是验证装置各部分的绝缘性能是否符合技术条件所给出的额定绝缘等级的要求。
应根据各电路的额定绝缘电压，分别进行试验。
试验时将那些不能耐受这种试验电压的电器元件（如电子设备、电容器等）从电路中拆除。
a.型式试验电压施加的时间应为1分钟。
然后进行降压操作。
直至电压为零时再切断电流。
b.对于主电流及与主电路直接连接的辅助电路。
试验电压值如表11。
表11
额定绝缘电压UI（V）
试验电压（有效值）（V）
UI≤60
1000
60＜UI≤300
2000
300＜UI≤660
2500
c.不与主电路直接连接的辅助电路试验电压值应为表12的数值。
表12
额定绝缘电压UI（V）
试验电压（有效值）（V）
UI≤12
250
12＜UI≤60
500
UI＞60
2UI＋1000最低1500
d.用绝缘材料制造或覆盖的手柄和隔板应在带电部件与用金属箱覆盖的手柄之间施加试验电压，其值为表11给出数据的1.5倍。
e.试验电压施加的点：
1）主电路带电部件与地（框架）之间。
2）主电路各相之间。
3）主电路与它不直接连的辅助电路之间。
4）辅助电路之间。
f.试验结果
如果试验没有击穿或放电现象，则认为装置的介电强度试验通过。
7.2.3短路强度试验
装置应按表4、表5参数，通以额定短时耐受电流和额定峰值耐受电流进行试验。
并验证装置在短路时的机械应力和热应力的冲击下是否仍能正常工作。
a.水平母线
水平母线的长度应1.6～2.4米内。
被试水平母线至少应包括含有一个母线连接点和一个水平母线与垂直母线或母线的连接点。
b.垂直母线
进行垂直母线试验时，应把所有的功能单元抽出。
c.中性保护导体
在中性保护导体和它最近的一相母线或主开关的一相上进行一次短路强度试验。
d.试验结果
试验后符合下述各项要求时，则认为试验通过。
1）框架结构无任何变形。
2）母线不允许有任何变形,试验后电气间隙和爬电距离应符6.5.3表8的规定。
3）母线绝缘支持件无损伤。
4）所有连接部件的坚固件无松动。
5）接地监视熔丝仍然完好。
5）抽出式部件仍能正常插入。
7.2.4功能单元
a.选择具有代表性的功能单元（如进线、馈电、控制单元）进行试验。
试验电路中包含有熔断器时，应选择最大规格的熔体。
b.试验结果
1）短路保护电路已将规定的预期短路电流分断。
2）连锁机构不因试验而损坏。
3）在分断短路电流时没有发生飞弧接地现象。
符合上述要求时，则认为试验通过。
7.2.5保护电路连续性试验。
a.在型式试验时，应在电路强度试验之前用直流压降法测出骨架结构，与保护导体的电阻值。
电阻值应在1×10-2Ω以下，短路强度试验之后再测一次电阻值。
其值不得大于试验前的数值。
b.出厂试验时：
出厂试验的保护电路连续性检查，可采用36V的交流电源加在保护电路两端，电路中串联一个电压为36V、功率为60W的白炽灯泡，用以检测保护电路的导通情况。
试验时将电源一端接至保护母线，另一端顺次接在每个功能单元的金属构件上，并抽动功能单元，检查灯泡是否有瞬时的熄灭现象，以判断保护电路是否连接。
7.2.6测量电气间隙和爬电距离
测量抽出式部件在试验位置和分离位置时的电气间隙和爬电距离，还应考虑到外壳及部件和内部屏蔽物可能产生的变形。
测得的结果应符合6.5条的规定。
7.2.7机械操作寿命试验
装置进行此项试验是考核装配质量和机械性能。
a.电器开关的操作手柄应操作3次，而无异常现象出现。
b.抽出式功能单元机构应按6.3.3款规定进行试验。
c.试验结果
1）主电路隔离接插件与垂直母线接触部分无明显机械损伤。
2）单元的抽插机构、定位机构应保持原有的功能。
3）在断开位置主电路隔离接插件的带电导体与垂直母线的间隙应符合
6.5.4节的规定。
4）保护电路的连续性不应破坏。
5）与其相联的机械联锁或附件的工作状况耐受上述操作试验未受影响。
6）能通过温升试验。
7.2.8功能单元互换性
用不同规格的任一功能单元在同一规格的两个单元隔室中进行抽插10次。
垂直母线进行短路强度试验之后抽插5次。
试验后功能单元在隔室中动作灵活。
连接位置、试验位置、分断位置应符合6.3.1、6.3.2款的要求，则认为本项试验通过。
7.2.9防护等级试验
装置提供的防护等级，应按6.2.4款的规定进行试验，并且应达到设计要求。
7.2.10保护协调试验
装置中的控制单元应做保护协调试验
a.控制单元，应做保护协调试验，按单元的额定功率（KW）的13倍电流，起动感应电动机时，主保护电器不自动分断、或熔断。
短路时交流接触器不分断短路电流。
（由保护电器分断）
b.馈电单元短路时，受电单元不产生级联保护。
7.2.11运输振动试验
被试装置用3台以上的样机，（包括一台受电柜）按“低压成套开关设备包装运输规范”包装妥善后，装在设有特殊减震设备的卡车上（包装箱枕木与车箱间也不允许放置任何减震物），连续运输2000公里，其中3级路面不小于500公里。
运输终了后，不允许包装箱变形破损，开箱后不允许有紧固件及任何零件脱落松动，所有门及可动部件不允许变形，操作灵活。
检查柜架外形
尺寸允许超过图纸规定，对角线误差小于2‰，并需以3台以上的样机作联屏试验，（不经任何调整）所有机械、母线联结均应保持准确性，其误差
不允许超过设计规定，同时需通过一般检查的各个项目。
7．3出厂试验
7.3.1一般检查
一般检查包括：
a.外观检查
1）检查电镀层和涂复层有无损伤、缺陷和这些被复层的质量情况。
以及柜架结构是否符合标准要求。
2）检查铭牌和指示标志是否齐全，以及是否符合标准的要求。
3）检查母线及保护导线的布置及标志是否符合标准的要求。
4）检查主、辅电路的接线端子标志是否齐全，连接是否牢固。
5）照图纸检查装置的元件及附件的安装是否正确牢固。
6）检查柜架结构及母线系统和中性及保护导体相互联结的准确性和牢固性。
b.检查电气间隙和爬电距离是否符合6.5条的规定。
c.检查外接导线是否符合6.6条的规定。
7.3.2介电强度的试验
出厂试验中的介电强度试验。
试验电压与表11和表12的规定相同，但被主电路和辅助电路中的电器
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