气体绝缘金属封闭开关设备技术标准附编制说明.docx
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气体绝缘金属封闭开关设备技术标准附编制说明
附件5：
气体绝缘金属封闭开关设备
技术标准（附编制说明）
目次
1总则1
2.使用条件2
2.1正常使用条件2
2.2特殊使用条件3
3术语和定义5
4技术要求5
4.1额定电压5
4.2额定绝缘水平5
4.3额定频率7
4.4额定电流与温升7
4.5额定短时耐受电流7
4.6额定峰值耐受电流8
4.7额定短路持续时间8
4.8断路器及隔离开关8
4.9其他设备10
4.10母线10
4.11绝缘子10
4.12操动机构10
4.13用作绝缘的气体的额定密度和最小运行密度10
5设计和结构10
5.1一般要求10
5.2对GIS中六氟化疏气体的要求11
5.3支撑、底架及接地11
5.4控制和辅助设备12
5.5动力合闸14
5.6贮能合闸15
5.7脱扣器操作15
5.8气体监测系统及气体压力闭锁装置17
5.9铭牌17
5.10防护等级18
5.11内部故障19
5.12外壳20
5.13隔室21
5.14防爆21
5.15联锁22
5.16断路器的其他要求23
5.17隔离开关和接地开关23
5.18电流互感器23
5.19电压互感器23
5.20避雷器23
5.21对电缆绝缘试验的规定23
5.22GIS出线的连接23
5.23伸缩节25
5.24母线25
5.25油漆25
5.26压缩机及管道系统25
5.27二次回路及就地控制柜26
6型式试验26
6.1概述26
6.2绝缘试验27
6.3无线电干扰试验30
6.4回路电阻测量30
6.5温升试验30
6.6短时和峰值耐受电流试验31
6.7开断能力和关合能力试验31
6.8机械试验32
6.9辅助回路和运动部分防护等级验证32
6.10外壳强度试验32
6.11防雨试验33
6.12内部故障电弧试验33
6.13极限温度下机械操作试验34
6.14气体密封性试验34
6.15噪音测量34
6.16断路器35
6.17隔离开关36
6.18构成GIS的其他主要元件37
7出厂试验37
7.1主回路绝缘试验38
7.2辅助回路绝缘试验38
7.3主回路电阻测量.38
7.4局部放电试验38
7.5外壳压力试验38
7.5气体密封性试验38
7.7机械试验38
7.8电气、气动和其他的辅助装置试验39
7.9接线检查39
7.10六氟化硫气体的水分含量测定39
7.11断路器出厂试验项目39
7.12隔离开关出厂试验项目40
7.13构成GIS的其他主要元件40
8现场交接试验40
8.1GIS现场交接试验项目包括：
40
8.2外观检查41
8.3主回路电阻测量41
8.4元件试验41
8.5SF6气体的验收42
8.6气体密封性试验42
8.7SF6气体湿度测量42
8.8主回路绝缘试验43
8.9局部放电测量43
8.10辅助回路的绝缘试验44
8.11联锁试验44
8.12气体密度装置及压力表校验44
9备品备件及专用工器具44
9.1备品备件44
9.2专用工器具44
10GIS的选用导则45
11查询和订货时提供的资料45
11.1系统的特征45
11.2工作条件45
11.3设备及其元件的特征45
11.4操动机构的特征46
12投标时提供的资料46
12.1额定值和特征46
12.2设备及其元件的更详细情况46
12.3型式试验证书或报告47
12.4结构特征47
12.5操动机构的特征47
12.6有关需经制造厂和用户预先协商的所有事项的资料47
12.7推荐的备件、专用工具和试验用附件清单47
12.8运行和维护的说明。
47
13运输、贮存、安装、运行和维护47
13.1运输、贮存和安装的条件47
13.2安装48
13.3维护48
13.4运行48
气体绝缘金属封闭开关设备技术标准编制说明49
气体绝缘金属封闭开关设备技术标准
1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本标准对气体绝缘金属封闭开关设备的设计选型（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本标准适用于全部或部分地采用气体作为绝缘介质的气体绝缘金属封闭开关设备。
标准中的术语“GIS（gas-insulatedmetal-enclosedswitchgear）”系指“气体绝缘金属封闭开关设备”，即:
由若干相互直接联结在一起的单独元件构成的，且只有在这种方式下才能运行。
除本标准另有规定外，各元件应符合各自的技术规范。
（电压等级？
）
1.5各网省公司在编制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：
GB/T13540高压开关设备抗地震性能试验
GB/T5582高压电力设备外绝缘污秽等级
GB311.1—1997高压输变电设备的绝缘配合
GB311.7高压输变电设备的绝缘配合使用导则
GBl984—1989交流高压断路器
GBl985—1989交流高压隔离开关和接地开关
GB／T2900.20电工术语高压开关设备
GB3309—1989高压开关设备常温下的机械试验
GB4109—1988高压套管技术条件
GB4208—1993外壳防护等级（1P代码）
GB7354—1987局部放电测量
GB8905—1988六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则
GB11022—1989高压开关设备通用技术条件
GB11023—1989高压开关设备六氟化硫气体密封试验导则
GB12022工业六氟化硫
GB7674-199772.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备
DL/T486-2000交流高压隔离开关订货技术条件
DL/T618-1997气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程
DL/T728-2000气体绝缘金属封闭开关设备订货技术导则
DL/T593-1996高压开关设备和控制设备的公用技术要求
国家电网公司电力生产设备评估管理办法（生产输电[2003]95号）
国家电网公司关于加强电力生产技术监督工作意见（生产输电[2003]29号）
国家电网公司预防交流高压断路器事故措施（国家电网生[2004]641号）
IEC60859额定电压72.5kV及以上GIS的电缆连接
2使用条件
2.1正常使用条件
GIS分为户内型和户外型。
对于GIS大部分元件装于户内，仅进出线部分装于户外，除装在户外部分应满足户外使用条件外，其余按户内使用条件。
除非另有规定，GIS在其额定特性和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，或者应与用户达成适当的协议（见2.2）。
2.1.1户内GIS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）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。
d）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：
1高湿度期间，温度发生急降时会出现凝露；
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；
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。
e）来自设备外部的振动或地动可以忽略。
f）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：
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。
2.1.2户外GIS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/㎡。
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。
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1㎜，对10级不超过10㎜，对20级不超过20㎜。
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：
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。
2.2特殊使用条件
断路器设备可以在不同于2.1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
在任何海拔下，GIS内绝缘的绝缘特性和海平面上测得的相同。
因而，对这种绝缘不提出海拔方面的要求。
但对于GIS采用户外充气套管型式（进、出线），则应提出具体要求，并按下列给出方式进行计算：
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Ka，系数Ka按图1选取。
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。
这些系数可按GB311.7的规定按下式计算：
Ka＝em（H-1000）/8150
式中：
H为海拔，以m为单位；
m＝1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。
ka
1.50
1.40
m=1
m=0.9
1.30
m=0.75
1.20
1.10
1.00
1000150020002500300035004000H
图1海拔修正系数Ka
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2.1中规定的温度范围的设备，应有限选用的最低和最高温度的范围规定为：
―对严寒气候：
－50℃至＋40℃；
―对酷热气候：
－25℃至＋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。
一般按 设防。
2.2.5其它参数
设备在其它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术语和定义
GB7674－1997的第3章适用。
4技术要求
a）额定电压；
b）额定绝缘水平；
c）额定频率；
d）额定电流；
e）额定短时耐受电流（主回路的和接地回路的）；
f）额定峰值耐受电流（主回路的和接地回路的）；
g）额定短路持续时间；
h）GIS的元件（包括它们的操动机构和辅助设备）的额定值；
i）用作绝缘的气体的额定密度和最小运行密度。
4.1额定电压
额定电压表示GIS所在系统的最高电压,即电气设备的最高电压。
72.5，126，252，363，550，800kV。
注:
G1S中的元件可按有关的标准具有各自的额定电压值。
4.2额定绝缘水平
GIS的额定绝缘水平应从表1和表2中选取。
表172.5，126，252kVGIS的额定绝缘水平（kV）
额定电压
（有效值）
（1）
额定短时工频耐受电压（有效值）
额定雷电冲击耐受电压（峰值）
相对地、相间
（4）
隔离断口
（5）
相对地、相间
（2）
隔离断口
（3）
72．5
146
160
325
375
160
176
350
385
126
185
210
450
520
230
265
550
630
252
360
415
850
950
395
460
950
1050
460
530
1050
1200
注l：
根据我国电力系统的实际，本表中的额定绝缘水平与IEC60694略有不同。
注2：
本表中括号内的数值为中性点接地系统使用的数值，项
（2）和项（3）括号内的数值亦为湿试时的数值；项
（2）和项（4）的数值取自GB311.1表3和表4。
注3：
隔离断口是指隔离开关、负荷－隔离开关和起联络作用的断路器或负荷开关的断口。
表2363，550，800kVGIS的额定绝缘水平（kV）
额定电压
（有效值）
额定短时工频耐受电压
（有效值）
额定操作冲击耐受电压
（峰值）
额定雷电冲击耐受电压
（峰值）
相对地、
相间
隔离
断口
相对地
相间
隔离断口
相对地、
相间
隔离断口
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
8）
363
460
520
850
1300
800（＋296）
1050
l050（＋207）
＋296
510
580
950
1425
850（＋296）
1175
l175（＋207）
＋296
550
630
740
1050
1675
900（+450）
1425
1425（+315）
＋450
680
790
l175
1800
1050（+450）
1550
1550（+315）
＋450
740
830
1675
1675（+315）
＋450
800
830
1150
1300
2210
1100（＋650）
1800
1800（+455）
＋650
1425
2420
2100
2100（+455）
＋650
注：
l本表中的额定绝缘水平与IEC60694略有不同。
2本表中800kV的额定绝缘水平取自IEC60694表2a。
3本表中363kV和550kV的项
（2）、项（4）、项（5）、项（6）、项（7）、项（8）取自GB311.1表2。
4项（6）和项（8）中之数值是加在同一级另一端子上的反极性工频电压峰值。
项（6）括号中的数值为1.0√2U／√3，项（8）中括号内的数值一为0.7√2U／√3（U为额定电压），另一为1.0√2U／√3，用户可根据需要取则。
表1和表2中的额定耐受电压值适用于标准参考大气条件（温度、压力和湿度）。
使用条件偏离标准参考大气条件时，外绝缘的试验电压应按DL/593-200X的有关规定予以修正。
雷电冲击电压，操作冲击电压（采用时）和短时工频电压耐受试验的额定耐受电压应在表中同一行内选取。
同一额定电压有几个绝缘水平可供选择时，用户应根据绝缘配合研究的结果，并在研究中计及GIS自身开合产生的瞬态过电压的影响，来选取适当的绝缘水平。
GIS包括具有确定的绝缘水平的各种元件。
虽然选择适当的绝缘水平能大大避免内部故障，但仍应考虑限制外部过电压的措施（避雷器、保护火花间隙）。
注1：
对于套管（如有时）的外绝缘，其额定绝缘水平应符合本标准5.2的规定。
注2：
在尚未得出GIS对其他冲击波形的耐受能力的研究结论之前，按雷电冲击波形和操作冲击波形考虑。
4.3额定频率
额定频率是50Hz。
4.4额定电流与温升
4.4.1额定电流
优先从下列数值中选取：
630，800，1000，1250，l600，2000，2500，3150，4000，5000，6300A。
注：
GIS的主回路（例如母线、支线等）可具有不同的额定电流值。
4.4.2温升
对于不受DL/T593限制的元件（如电流互感器、电压互感器等），其温升不得超过这些元件各自技术标准的规定。
GIS外壳的允许温升见表3。
表4－3外壳的允许温升
外壳部位
周围空气温度为40℃时的允许温升（K）
运行人员易触及的部位
30
运行人员可触及但在正常操作时不需触及的部位
40
运行人员不可触及的部位
651）
注1：
对温升超过40K的部位，应作出明显的高温标记，以防维修人员触及，并应保证不损害周围的绝缘材料和密封材料。
4.5额定短时耐受电流
优先从下列数值中选取：
25kA，31.5kA，40kA，50kA，63kA，80，100kA。
注：
原则上，主回路的额定短时耐受电流不能超过其中串联的最薄弱元件的相应额定值。
4.6额定峰值耐受电流
额定峰值耐受电流等于2.5倍额定短时耐受电流。
注1：
原则上，主回路的额定峰值耐受电流不能超过其中串联的最薄弱元件的相应额定值。
注2：
用户有不同要求时可与制造厂协商。
4.7额定短路持续时间
550kV～800kVGIS的额定短路持续时间为2s。
252kV～363kVGIS的额定短路持续时间为3s。
126kV及以下GIS的额定短路持续时间为4s。
4.8断路器及隔离开关
4.8.1断路器
包括下列额定值，选取数值参见国家电网公司《交流高压断路器技术规范》：
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
29）断口并联电容器参量：
30）合闸电阻参量：
4.8.2隔离开关和接地开关
包括下列额定值，选取数值参见国家电网公司《交流高压隔离开关和接地开关技术规范》：
1）额定电压（Ur）
2）额定绝缘水平
3）额定频率（fr）
4）额定电流（Ir）
5）额定短时耐受电流（Ik）
6）额定峰值耐受电流（Ip）
7）额定短路持续时间（tk）
8）分闸、合闸装置和辅助回路的额定电源电压（Ua）
9）分闸、合闸装置和辅助回路的额定电源频率
10）绝缘和／或操作用压缩气源的额定压力
11）额定短路关合电流（仅对接地开关）；
而且，对额定电压72.5kV及以上隔离开关和接地开关要求：
12）额定母线转换电流开合能力（隔离开关）；
13）额定感应电流开合能力（接地开关）。
4.8.3快速接地开关
除具备接地开关的额定值，还包括：
1）时间参数：
分、合闸时间上、下限，合闸时间应不超过0.1s；分、合闸速度应能保证其开断及关合性能。
2）开断和关合能力。
额定关合短路电流应与断路器一致，关合次数为2次。
3）操动机构：
型式分电动弹簧、气动、手动储能弹簧或其他。
4.9其他设备
互感器设备和避雷器，额定值及数值选取参见国家电网公司相应设备技术规范。
4.10母线
1）导体的电感、电容、电阻及波阻抗由制造厂提供。
2）外壳电阻由制造厂提供。
3）母线的导体和外壳的电能损耗（W／m）由制造厂提供。
4.11绝缘子
1）1.1倍额定相电压下局部放电量应不大于3pC。
2）盆式绝缘子破坏压力与其运行压力之比，即安全系数大于4.5。
3）1.1倍额定相电压下，最大电场强度不大于1.5kV／mm。
4.12操动机构
4.12.1操作机构和辅助回路的额定电源电压和频率
从下列数值中选取：
直流：
24V，48V，110V，220V；
交流（50Hz）：
单相220V，三相380V。
4.12.2操动机构用压缩空气源的额定压力
从下列数值中选取：
0.5MPa，1.0MPa，1.6MPa，2.0MPa。
如有需要，可选用其他数值。
压缩空气源的压力为操作前贮气罐内气体的压力。
4.13用作绝缘的气体的额定密度和最小运行密度
GIS在绝缘气体的额定密度下运行，该额定密度由制造厂选定。
绝缘气体的最小运行密度由制造厂规定，低于此密度值，GIS与此有关的额定值不能保证。
GIS中的绝缘气体，可有几个额定密度及与其相应的几个最小运行密度。
各隔室之间可以不同。
注：
绝缘气体的额定密度和最小运行密度可用（定体积下）相应的压力—温度曲线或用20℃时相应的压力来表示
5设计和结构
5.1一般要求
GIS应设计成能安全地进行下述各项工作：
正常运行、检查和维修、引出电缆的接地、电缆故障的定位、引出电缆或其他设备的绝缘试验、消除危险的静电电荷、安装或扩建后的相序校核和操作联锁等。
GIS的设计，应使协议允许的基础位移或热胀冷缩的热效应不致影响其保证的性能。
额定值及结构相同的所有可能要更换的元
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