智能开关设备断路器部分技术条件v12liu.docx

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智能开关设备断路器部分技术条件v12liu

智能开关设备

（断路器部分）

技

术

条

件

国家电网公司智能电网部

二〇〇九年十二月

目录

1开关设备常规技术要求3

1.1参照的标准和技术规范3

1.2结构要求3

1.2.1断路器技术参数3

1.2.2通用要求3

1.2.6对SF6断路器的要求6

1.2.6操动机构6

1.2.6外壳（罐式断路器）8

1.2.6控制要求及智能组件柜8

1.2.7油漆和防锈9

1.2.8铭牌10

1.3试验10

1.3.3型式试验11

1.3.3出厂试验11

1.3.3现场交接试验12

2开关设备智能化附加技术要求13

2.1智能开关设备结构技术要求0

2.2一体化设计的技术要求1

2.2.1传感器与本体一体化设计1

2.2.2智能组件的一体化设计2

2.3接口2

2.4试验2

2.4.1型式试验2

2.4.2出厂试验2

2.4.3现场交接试验2

3智能组件技术要求2

3.1智能组件柜2

3.1.1结构和其它要求2

3.1.2电源3

3.1.2.1交流供电方案3

3.1.2.2直流供电方案3

3.1.3运行环境要求4

3.1.4标识要求4

3.1.5维修安全5

3.2智能组件功能分组策略5

3.3智能组件的通信要求6

3.3.1一般性要求6

3.3.2监测功能组通信要求7

3.4智能组件内各IED技术要求7

3.4.1开关设备控制器7

3.4.1.1功能描述7

3.4.1.2硬件结构7

3.4.1.3通信描述8

3.4.1.4测量参量及技术要求8

3.4.1.5试验9

3.4.2监测功能组9

3.4.2.1功能描述9

3.4.2.2硬件结构10

3.4.2.3通信描述11

3.4.2.4监测参量11

3.4.2.5监测参量技术要求12

3.4.2.6试验13

3.4.3合并单元（与变压器一致起来）13

3.4.4系统测控装置（如集成）13

3.4.5继电保护装置（如集成）13

3.4.6计量装置（如集成）14

附录A15

附录B17

1

开关设备常规技术要求

1.1参照的标准和技术规范

表1一次设备和附件需要满足的主要标准

标准号

标准名称

DL/T402

交流高压断路器订货技术条件

DL/T593

高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求

GB/T11022

高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求

GB50150

电气装置安装工程电气设备交接试验标准

IEC62271-100

高压交流断路器

所有螺栓、双头螺栓、螺纹、管螺纹、螺栓头和螺帽均应遵照ISO及SI公制标准。

当标准、规范之间存在差异时，应按要求高的指标执行。

1.2结构要求

1.2.1断路器技术参数

断路器技术参数见技术规范专用部分的技术参数响应表。

1.2.2通用要求

1.全部设备应能持久耐用，即使在技术规范中没有明显地提出，也应满足在实际运行工况下作为一个完整产品一般应能满足的全部要求。

制造商提交设备的使用寿命应不小于30年。

2.所有的设备应便于安装、检查和拆卸。

考虑检修通道的需要，其相间的连接管道及线路应通过地下连接。

所有需现场连接的部位在出厂解体之前都应有标记，以便简化现场的安装工作。

3.断路器用的套管应能承受运输、安装时的外力冲击，以及真空压力及因短路而产生的压力升高等外力作用。

4.断路器的灭弧介质、绝缘介质以及操动机构的液压油或气体、弹簧应符合相应的标准及产品技术条件的要求。

5.设备的导电部分，应设计成能防噪音、防电晕，使其分别满足技术要求。

6.要求检查或更换的设备部件，应用螺栓与螺母固定。

所有的螺栓和螺母应采取防锈措施，以便能灵活拆卸。

7.设备应能安全的承受技术规范所规定的最大风速及端子拉力。

8.用于设备上的套管、瓷瓶应有足够的机械及电气强度，颜色为　棕色　。

9.材料

设备设计中所使用的全部材料应是新的，质量好的及最为恰当的，并应说明等级。

选定材料的等级和标准牌号应以相应的审定图纸或材料清单提交买方确认。

10.焊接

1）焊接应由电弧焊完成，不得发生虚焊、裂缝及其它任何缺陷。

2）由焊接相连的钢板应精确地按尺寸要求切割，并靠压力连续地将焊件的梭边滚轧成合适的曲率半径。

切割钢板和其它材料在进行焊接时不应产生任何弯曲。

进行焊接的梭边的尺寸和形状应足以允许完全融熔和全部熔焊，而且钢板的梭边应严格地成形，以使之能适应于各种焊接条件。

3）制造商应提供认可的焊接工艺和焊接材料，对焊条和焊缝应作非破坏性的化验和检验。

4）导体除不可避免的位置外，不应有锡焊连接。

11.管道

1）制造商应供给全部管道，法兰盘、用于连接的螺栓和螺母、垫圈、密封垫，以及用于给排油、气、水和润滑油的阀门。

2）连接管道的方法可用法兰连接型式，在有困难的部分如弯头部分也可采用管套焊接的型式，对于铜管的连接，也能使用如胀口方式或咬接型的沿边焊接方法。

承受不低于10kg∕cm2设计压力的管道应环绕每个法兰的两个面焊接。

设计压力不低于10kg∕cm2的管道应为无缝铜管或无缝钢管。

内径不小于65mm（2.5英寸）的管道应在制造厂的车间内精确地加工并完全成形。

但是，为在现场调整管道的形状和长度应交付两个法兰，一个完全焊接，另一个不焊接，而每根管道都应提供富余的长度，以便于安装工作。

3）全部阀门应设计成当阀位调整到半开时不发生振动和气穴最小。

用在供压力油、压缩空气，给排水系统的主管上的阀门应为铸钢阀体，提升阀芯柱为楔形或锥形，其余的阀门至少为钢阀体，提升的芯为青铜密封型或相当类型。

关于每个阀门的型式和结构的详细说明应在合同生效后，在审批的图纸或文件上予以说明并解释。

4）安装在设备上的管道连接件应得到支持，以使管道的重量不致作用到设备上。

要将全部管道位置设计得宜于在维修期间以最短的时间拆除管线。

12.设备接线端子

1）设备应配备接线端子，其尺寸应以满足回路的额定电流及连接要求，并应提供不锈钢制造的螺栓、螺母及防松垫圈。

2）接线端子板应为平板式。

3）户外设备接线端子的连接表面均应镀银。

4）设备的接地端子应是螺栓式，适合于连接。

接地连接线应为铜质，其截面应与可能流过的短路电流相适应。

5）电动机或其它设备的出线端应有连接引入电缆的压接端子接线片。

13.支持架构和基础

1）为安装每极断路器，制造商应提供断路器支架图纸，并应提供全套热镀锌钢架构及配套用的热镀锌的螺栓、螺母和垫圈。

架构应足够高，以使断路器的接线端子板离混凝土基础不低于设计要求的高度。

对基础和地脚螺栓的要求应由制造商给出操作力和施工图，并由制造商提供全套地脚螺栓、螺母和垫圈。

2）当断路器操动机构布置较高时，维护平台可由买卖双方协商解决。

14.颜色规定

1）位置指示器

分相操作的断路器每相均应装设一个机械式的分合闸位置指示器，三相机械联动的断路器可每相装设一个机械式的分合闸位置指示器，也可只装设一个位置指示器。

机械式的分合闸位置指示器应动作准确、可靠，装设位置应清晰醒目。

指示器的文字标示及颜色应如下：

文字标示颜色

开断位置分（OPEN）绿色

闭合位置合（CLOSE）红色

2）电动机三相AC出线电缆的颜色规定如下：

A相——黄

B相——绿

C相——红

中线——淡蓝

3）DC电源颜色的规定为正极是褐色，负极是蓝色。

15.接地

每相断路器的基座上应有两个不油漆的、表面镀锡的接地处，并有接地标志。

接地点的接触面和接地连线的截面积应能保证安全地通过故障接地电流。

紧固接地螺栓的直径不得小于12mm。

1.2.6对SF6断路器的要求

1.SF6气体或操动液第一次灌注：

应随断路器供给第一次灌注用的SF6气体和任何所规定的操动液。

供第一次充气用的SF6气体应符合GB/T12022工业六氟化硫的规定。

在气体交货之前，应向买方提交气体通过毒性试验的合格证书，所用气体必须经买方复检合格后方可使用。

2.气体抽样阀：

为便于气体抽样和气体检测，每一气体隔室应有单独的气体密度继电器、压力表、充气阀，密度继电器，压力表应加装截门或双向快速自封阀门，便于表计的校验。

3.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它设备的合适连接点。

4.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）。

5.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150μL/L，在其它温度时应予修正。

6.SF6断路器的吸附剂：

投标人在投标阶段提交一份解释文件，包括吸附剂的位置、种类和重量。

1.2.6操动机构

1.断路器应能远方和就地操作，其间应可以转换。

252kV及以上断路器应设有两个相同而又各自独立的分闸脱扣装置，每一个分闸脱扣装置动作时或两个同时动作时，均应保证设备的机械特性。

操动机构自身应具备防止跳跃、防止非全相合闸和保证合分时间的性能。

SF6断路器应具备低压闭锁和高压保护装置。

液压机构应具有防止失压后打压慢分的装置。

断路器的储气罐、液压油存贮器、贮能弹簧的设计应满足额定操作顺序的要求。

2.对压缩空气操动机构的要求（如果采用）

1）空气压缩系统

制造商应为每台断路器提供一套空气压缩系统，包括：

a）一个单元的多级驱动电机并有足够连续运行容量的空气压缩机。

b）电动机应能在40℃的最高环境温度下连续工作24小时，电动机应具有正常的标称值，该值（不包括安全和工作系数）应等于或大于驱动压缩机刹车的功率，并且具有足够的容量。

电机控制设备应有“手动/自动”转换开关，装有三相磁性脱扣故障保护的断路器，在三相中装有热脱扣过载保护的压力控制接触器及空压机操作的计时器等。

c）储气罐容量应有足够的容量，在闭锁压力前应能满足“合分–3分钟–合分”或“分–0.3秒–合分”两种操作顺序的要求，投标文件中应明确提出储气罐的容积和压缩机1分钟充气的能力（公升∕分钟）。

储气罐应满足压力容器有关规定。

d）空压机系统应装设自动排污装置，在压缩机出口装设气水分离装置。

2）检修周期

压缩机检修的周期应与断路器的检修周期相配合。

3.对液压操动机构的要求（如果采用）

1）液压操动系统和检修周期

液压操动机构应装设全套的液压设备，包括泵，储压筒，必需的控制、管道和阀门，以及过压力释放装置（安全阀）。

储压筒应有足够的容量，在闭锁压力前应能进行“分–0.3秒–合分”或“合分-3分钟-合分”的操作。

电机和泵应能满足在5分钟内从零压充到额定压力和1.5分钟内从最低允许压力充到额定压力的要求。

为维持正常的操作压力，液压泵应根据压力的变化实现自动控制。

应有可靠的防止重新打压而慢分的机械和电气装置。

液压操作系统的维修周期应与断路器相配合。

2）电气布线和液压系统连接

油泵电机电源电路及液压系统的报警和控制回路应接到智能组件柜端子排上，报警回路应包括两个电气上独立的接点。

制造商应提供必需的导线、镀锌钢管、附件及其连接所需要的设备。

制造商应提供操作系统所需要的全部控制设备、压力开关、油泵、电动机、保护装置、动作计数器、阀门、管线和管道以及其它辅助设备及材料。

全部液压系统的管线和管道应由制造厂安装，需要在现场安装的管线和管道由制造厂加工，应达到现场装配不需要剪切、涨管或套丝等操作的要求。

4.对弹簧操动机构的要求（如果采用）

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–0.3秒–合分–3分钟–合分”的操作顺序。

当分闸操作完成后，合闸弹簧应在20秒内完成储能。

弹簧操动机构应能可靠防止发生空合操作。

5.操动机构箱的防护等级应不低于IP55。

操动机构箱的通风孔应能防尘、雨、雪、小虫和小动物的侵入，箱底部导线管和气管的入口处应设有遮板。

操动机构箱与外部管道和电缆的连接应便于折卸和移动。

箱体防雨性能应良好，在不利的气候条件下应能开门检修。

箱正面应设有带绞链的密封门，上有把手、锁和可外加挂锁的设施。

1.2.6外壳（罐式断路器）

1.外壳材料可以是钢、铝合金或铸铝，可以是焊接或铸造。

外壳应可靠接地，能承受运行中长期的正常压力和短时的暂态压力。

2.壳体应承受的压力

1）铸铝和铝合金外壳型式试验压力为5倍的设计压力；

2）焊接的铝外壳和焊接的钢外壳型式试验压力为3倍的设计压力；

3.内部电弧故障时，外壳不烧穿的额定短路电流持续时间为：

小于40kA为0.5秒；大于或等于40kA为0.3秒。

1.2.6控制要求及智能组件柜

1.2.6.1控制和操作要求

1.辅助继电器和控制阀

制造商应提供用于断路器分闸和合闸所有必需的中间继电器和闭锁继电器，以及压缩空气或液压油的控制阀。

2.远方及就地操作

1）断路器应能远方和就地操作，其间应可转换。

就地操作的操作电源与分、合闸回路间应设有小型直流断路器，与后备分、合闸回路间也应装设小型直流断路器。

2）在断路器智能组件柜中应提供就地电气控制，并应有一组就地∕远方转换开关，就地∕远方转换开关应能实现电气闭锁。

3.分闸线圈的连接和监视

应将分闸线圈中的正极引线连接到断路器的辅助接点“b”上，为监视分闸线圈，应将“b”引接到端子排上。

合闸和分闸线圈应用50mA的电流以便实现连续监视。

4.防跳装置、防慢分装置、防非全相合闸装置

操动机构应装设防跳装置，防止断路器反复分闸和合闸；液压机构应配有电气和机械的防慢分装置，保证机构泄压后重新打压时不发生慢分；断路器发生非全相合闸时，应可实现已合闸相自行分闸。

5.控制电压

控制电压为DC220V或DC110V。

合闸线圈在额定电压85%～110%时应可靠动作，分闸线圈在额定电压65%～110%时应可靠动作；分、合闸线圈在额定操作电压的30%及以下时均不应发生分、合闸动作。

1.2.6.2智能组件柜

详见3.1

1.2.7油漆和防锈

1.设备中除有色金属、热镀锌钢件、抛光或机械加工的表面以外，所有的金属外露部分均应作喷砂清洗，喷砂清洗后应喷涂一层底漆。

2.制造厂应说明所用底漆和光漆的规格，光漆与底漆应协调。

户外用漆应有良好的耐用性。

3.所有的内表面至少涂刷一层底漆和一层光漆。

4.所有的外表面至少喷涂一层底漆、二层光漆，底漆与光漆生成干燥漆膜的厚度最小为0.125mm，光漆至少为50%，并且有足够的弹性，承受温度的变化，抗剥落，并保持颜色不变。

5.应提供漆的使用、清理过程及涂刷的细节，以便在作业开始前由买方认可。

6.油箱的内表面应涂以高光彩的浅色漆，该漆与油不发生作用。

7.制造商应提供适量的原型漆供现场备用。

8.在户外的端子板，螺栓，螺母和垫圈应采取防腐蚀措施，尤其应防止不同金属之间的电腐蚀，而且应防止水份进到螺纹中。

9.热镀锌

全部热镀锌应根据ASTMA123，A134和A153的要求进行。

大面积的镀锌损伤将拒收。

局部的小面积损坏，经买方同意可用电镀修补涂料修复。

镀锌层应满足下列值：

表镀锌层要求

说明

厚度

镀层重量（g∕m2）

均匀性次数

平均值

最小值

（1min∕1次）

成型件和板材

超过6mm

大于700

大于610

大于7

成型件和板材

小于6mm

大于610

大于550

大于6

螺栓、螺母、垫圈等

大于470

大于400

大于5

1.2.8铭牌

1.断路器的铭牌应符合GB1984之规定外，还应包括以下内容：

1）机构箱外表面应附有SF6气体压力与温度的关系曲线图的铭牌。

2）当罐式断路器装有套管型电流互感器时，应在断路器的铭牌上或电流互感器的铭牌上标出电流互感器的接线组别、额定电流比、准确级及额定负荷（容量）等。

2.铭牌应为不锈钢或铜材，且应用中文印制。

设备零件及其附件上的指示牌、警告牌以及其它标记也应用中文印制。

户内设备的铭牌也可用丙烯酸树脂材料。

3.铭牌内容应在提交的图纸上说明。

1.3试验

断路器的型式试验、出厂试验均应符合DL/T402、GB1984和IEC62271-100的要求。

现场交接试验应符合GB1984和GB50150的要求。

1.3.3型式试验

1.绝缘试验

2.无线电干扰电压试验

3.主回路电阻的测量

4.温升试验

5.短时耐受电流和峰值耐受电流试验

6.防护等级验证

7.密封试验

8.电磁兼容性试验

9.机械试验（包括机械特性试验、机械寿命试验、端子静态机械负荷试验）

10.短路电流关合和开断试验

11.近区故障试验

12.失步关合和开断试验

13.线路充电和电缆充电电流开合能力

14.开、合空载变压器试验

15.开合并联电抗器试验

16.连续开断能力试验

17.地震试验

18.防雨试验

19.SF6气体湿度测量

20.噪音水平测试

21.电流互感器：

按相关标准进行型式试验。

22.罐式断路器验证外壳强度的试验

23.罐式断路器评估内部故障电弧效应的试验

1.3.3出厂试验

每台断路器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买方。

产品在拆前应对关键的连接部位和部件做好标记。

1.主回路绝缘试验

2.辅助和控制回路的绝缘试验

3.主回路电阻测量

4.机械特性和机械操作试验

5.并联电容器和合闸电阻试验

6.密封性试验

7.设计和外观检查

8.SF6断路器所使用的环氧树脂浇注件，在组装前应分别测量其局部放电量，且不大于3pC（不包括并联电容器的局部放电量）

9.电流互感器应按相关标准要求进行出厂试验

10.外壳压力试验（罐式断路器）

1.3.3现场交接试验

断路器安装完毕后应进行现场交接试验，试验应符合GB1984和GB50150《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》的要求。

试验时制造商应派代表参加，所有试验结果均应符合产品的技术要求。

项目如下：

1.设计和外观检查

2.SF6气体湿度

3.主回路的绝缘试验（对定开距SF6断路器、落地罐式断路器还应进行断口间工频耐压试验，耐压值为断口额定耐受电压值的80%，断路器应连同附装的并联电容器和并联电阻器一同进行试验）。

4.并联电容器试验（测量绝缘电阻、电容量和介损）

5.辅助及控制回路工频耐压试验

6.测量主回路电阻

7.密封试验（测量SF6断路器的漏气率和液压（气动）机构的泄漏量）

8.机械特性和机械操作试验

9.断路器闭锁装置、防慢分装置、防非全相合闸装置的校核试验和某些特定操作的检查。

10.各种辅助设备的检验，如继电器、压力开关、加热器等。

11.测量分、合闸线圈的直流电阻和最低动作电压。

12.测量合闸电阻和电容器的阻值和容值，测量电容器的介损。

13.合闸电阻的阻值测量

14.套管式电流互感器的试验（应符合订货技术条件的规定）

15.现场开、合空载架空线路、空载变压器和并联电抗器的试验（如果需要）。

2开关设备智能化附加技术要求

智能组件及其附件需要满足的主要标准详见表2-1。

表2-1智能组件及其附件需要满足的主要标准

标准号

标准名称

GB2423.1

《电工电子产品基本环境试验规程，试验A：

低温试验方法》

GB2423.2

《电工电子产品基本环境试验规程，试验B：

低温试验方法》

GB2423.4

《电工电子产品基本环境试验规程，试验Db：

交变湿热试验方法》

GB4208

外壳防护等级的分类

GB14285

《继电保护和安全自动装置技术规程》

GB/T8905

《六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则》

GB/T11287

电气继电器第21部分

GB/T14537-1993

量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验

GB/T14598.3

电气继电器第5部分量度继电器和保护装置的绝缘配合要求和试验

GB/T17626.2

《静电放电抗扰性试验》

GB/T17626.3

《辐射（射频）电磁场抗扰性试验》

GB/T17626.4

《快速瞬变电脉冲群抗扰性试验》

GB/T17626.5

《浪涌（冲击）抗扰性试验》

GB/T17626.6

《射频场感应的传导骚扰抗扰性试验》

GB/T17626.8

《工频磁场抗扰性试验》

DL663

《220kV-500kV电力系统故障动态记录装置检测要求》

DL/T478

《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》

DL/T769

《电力系统微机继电保护技术导则》

DL/T860

《变电站通信网络和系统》

DL/T1075

《数字式保护测控装置通用技术条件》

GB/TXXXX

《高压开关设备和控制设备-基于IEC61850的数字接口》

国网标准

（见周华新版）

.1智能开关设备结构技术要求

1）智能开关设备由开关设备和智能组件组成，开关设备与智能组件之间通过传感器和控制器组成一个有机整体。

参见图2-1。

图2-1智能开关设备的结构

图2-1

2）智能开关设备应进行一体化设计，由此引起的开关设备某些结构的改变，不应影响开关设备的整体性能，技术参数应符合开关设备常规技术要求及国家相关标准的要求。

3）智能化需要的测量和监测用各类传感器根据需要，或植入开关设备内部、或安置于开关设备外部的专门位置。

传感器与智能组件之间通常由模拟信号电缆连接。

4）智能组件应按间隔配置，智能组件可以集成控制、测量、监测等基本功能，也可集成保护和计量等扩展功能，放置于智能组件柜。

有关智能组件的通信要求详见第3.3条。

智能组件应整体供货、整体试验。

（灵活，图放上）

.2一体化设计的技术要求

.2.1传感器与本体一体化设计

1）智能开关设备安装有内置传感器和外置传感器，内置传感器有SF6密度传感器、SF6微水传感器、（UHF）特高频传感器等；外置传感器分为小电流传感器、温度传感器等。

各传感器的技术指标见附录Ｂ。

内置传感器的使用寿命应不小于15年，外置传感器的使用寿命应不小于10年。

（自封阀）

2）设备本体在设计时应考虑内置传感器的植入、外置传感器的安装位置，使其外观整洁、易维护、不影响开关设备的密封、绝缘和可靠性。

3）有良好的电磁屏蔽措施。

（按有源和无源写法）

.2.2智能组件的一体化设计

智能组件宜包括测量、控制、监测等基本功能，根据实际情况，在满足相关标准和设计要求的情况下，可扩展计量、保护等功能，对于没有内部网络信息交互仍可以独立工作的IED，应具备独立工作能力。

.3接口

智能组件应有站控层、间隔层、过程层连接的接口。

.4试验

表2-2试验技术要求

智能电子装置（IED）

型式试验

出厂试验

交接试验

开关设备控制器

参见附录A

参见第3.4.1.5.2条

参见第3.4.1.5.3条

监测功能组

参见附录A

参见第3.4.2.6.2条

参见第3.4.2.6.3条

其它