220kV瓷柱式高压交流六氟化硫断路器技术规范.docx

1、220kV瓷柱式高压交流六氟化硫断路器技术规范220kV瓷柱式高压交流六氟化硫断路器技术规范Q/CSGICS 备案号：2013- 11-29 发布2013- 11- 29实施中国南方电网有限责任公司 发 布220kV瓷柱式高压交流六氟化硫断路器技术规范中国南方电网有限责任公司企业标准目 次 1前 言 为规范220kV瓷柱式高压交流六氟化硫断路器技术标准，指导南方电网公司范围内断路器从设计采购到退役报废的全生命周期管理工作，依据国家和行业的有关标准、规程和规范，特制定本规范。本规范与DL/T 402-2007一起使用，除本规范规定的以外，其它按 DL/T 402-2007有关条款执行。本规范主要

2、起草单位：中国南方电网有限责任公司生产设备管理部、广东电网公司。本规范主要起草人：吕鸿，陈曦，王宇，陈锦清，周海滨，黄志伟。本规范由南方电网公司提出、归口并解释。执行中的问题和意见，请及时函告编制单位。220kV瓷柱式高压交流六氟化硫断路器技术规范1 范围本规范适用于中国南方电网公司范围内设计安装在户外且运行在频率为50Hz、标称电压为220kV的系统中的瓷柱式高压交流六氟化硫断路器（以下简称220kV断路器）及其操动机构和辅助设备。本规范规定了220kV断路器本体及附属设备的使用条件、技术条件、设计结构、试验、监造、包装、运输及储存等方面的技术要求。凡本技术规范未规定的（DL/T 402-2

3、007也未规定），应执行相关设备的国家标准、行业标准或IEC标准。如果标准之间存在差异，应按上述标准条文中最严格的条款执行。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对于本规范的应用是必不可少。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。GB/T 156-2007 标准电压GB 311.1 高压输变电设备的绝缘配合GB/T 311.2-2002 绝缘配合 第2部分：高压输变电设备的绝缘配合使用导则GB/T 772-2005 高压绝缘子瓷件技术条件GB/T 775.1-2006 绝

4、缘子试验方法 第1部分：一般试验方法GB/T 775.2-2003 绝缘子试验方法 第2部分：电气试验方法GB/T 775.3-2006 绝缘子试验方法 第3部分：机械试验方法GB 1984 高压交流断路器GB/T 2900.20-1994 电工术语 高压开关设备GB 4473-2008 交流高压断路器的合成试验GB/T 4797.1-2005 电工电子产品自然环境条件 温度和湿度GB/T 4797.5-2008 电工电子产品自然环境条件 降水和风GB/T 5582-1993 高压电力设备外绝缘污秽等级GB 7354-2003 局部放电测量GB/T 11022-2011 高压开关设备和控制设备

5、标准的共用技术要求GB 11023-1989 高压开关设备六氟化硫气体密封试验方法GB/T 12022-2006 工业六氟化硫GB/T 13912-2002 金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求和试验方法GB/T 13540-1992 高压开关设备抗地震性能试验GB/T 16935.1-2008 低压系统内设备的绝缘配合 第1部分：原理、要求和试验GB/T 23752-2009 额定电压高于1000V的电器设备用承压和非承压空心瓷和玻璃绝缘子GB 50150-2006 电气装置安装工程电气设备交接试验标准DL/T 402-2007 交流高压断路器订货技术条件DL/T 405-1996 进口25

6、2(245)500kV交流高压断路器和隔离开关技术规范DL/T 506-2007 六氟化硫电气设备中绝缘气体湿度测量方法DL/T 593-2006 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求DL/T 615-1997 交流高压断路器参数选用导则DL/T 5222-2005 导体和电器选择设计技术规定Q/CSG 114002-2011 电力设备预防性试验规程3 术语和定义DL/T 402-2007第三章的术语和定义适用于本规范。4 使用条件断路器的使用条件，本章仅列出本规范专用条款，未作规定的均依据DL/T 593-2006第二章户外开关设备和控制设备的相关规定执行。4.1 正常使用条件4.1.1

7、 周围空气温度最低温度为-10。4.1.2 污秽对于III级及以下污秽等级的地区统一按III级防污选取外绝缘的爬电比距。爬电比距规定为：相对地：不小于25mm/kV。断口间：不小于28.8mm /kV。4.1.3 覆冰厚度应考虑的覆冰范围从1mm到10mm，但不超过10mm。4.1.4 降水强度一分钟最大降水量为10mm。4.1.5 振动抗震等级规定为8度。4.2 特殊使用条件如果实际使用条件不同于4.1条规定的正常使用条件，用户的要求应参照下述的特殊使用条件提出。4.2.1 周围空气温度最低温度为-15、-25，最高温度为+45。4.2.2 海拔高度对于安装在海拔高于1000m处的设备，外绝

8、缘在使用地点的绝缘耐受水平应为额定绝缘水平乘以海拔修正系数Ka。海拔修正系数Ka应按下式计算：式中：H是海拔，用米表示；m为简单起见，取下述确定值：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。注1：在任一海拔处，内绝缘的绝缘特性是相同的，不需采取特别的措施。外绝缘和内绝缘的定义见GB/T 311.2。注2：对于低压辅助设备和控制设备，海拔低于2000m时， 不需采取特别措施。对于更高的海拔，需采取的措施见GB/T 16935。注3：海拔高度可参照下列要求确定：a. 海拔在10002000m范围，设备外绝缘水平按2000

9、m海拔修正；b. 海拔在20002500m范围，设备外绝缘水平按2500m海拔修正；c. 海拔在25003000m范围，设备外绝缘水平按3000m海拔修正；d. 海拔高于3000m，应考虑实际运行地点的环境，经专题研究后确定。4.2.3 污秽处于级污秽区的设备，爬电比距规定为：相对地：不小于31mm/kV；断口间：不小于35.7mm /kV。注：对于沿海III级污秽地区，考虑到未来调整爬距困难，可按IV级选取设备爬电比距。4.2.4 覆冰厚度不超过20mm。超过20mm的覆冰厚度由制造厂和用户协商。5 技术要求5.1 技术参数220k断路器的技术参数要求，本节仅列出本技术规范专用条款，其余依据

10、DL/T 402-2007第四章规定执行。5.1.1 额定电压（Ur）：252kV。5.1.2额定绝缘水平表1 220kV SF6断路器的额定绝缘水平额定电压Ur kV（有效值）额定短时工频耐受电压UdkV（有效值）额定雷电冲击耐受电压Up kV（峰值）通用值隔离断口通用值隔离断口（1）（2）（3）（4）（5）252460460（+145）10501050（+200）注1：出厂试验的相对地、相间及开关断口间采用上表的通用值。注2：隔离断口是指隔离开关、负荷隔离开关的断口以及其联络作用或作为热备用的负荷开关和断路器的断口。5.1.3额定电流（Ir）推荐从下列数值中选取：3150A、4000A。5

11、.1.4. 额定短时耐受电流（Ik）：50kA。5.1.5 额定峰值耐受电流（Ip）：125kA。5.1.6 合闸和分闸装置及辅助和控制回路的额定电源电压（Ua）额定电源电压应从下列标准值中选取：直流电压：110/220V。交流电压：220/380V。5.1.7 额定操作顺序额定操作顺序规定为：O-t-CO-t-CO除非另有规定，否则：t=3min 不用于快速自动重合闸的断路器；t=0.3s 用于快速自动重合闸的断路器（无电流时间）；t=3min。5.1.8 额定机械特性参量下列机械特性参量的额定值依产品技术条件规定：开断时间、合闸时间、分合时间、重合闸时间、分闸速度和合闸速度。分闸时间：应不

12、大于40ms；合分时间：应不大于60ms，推荐不大于50ms；分闸不同期：相间小于3ms；合闸不同期：相间小于5ms。5.1.9 近区故障特性对直接与架空输电线路连接的220kV断路器，要求具有近区故障性能。近区故障额定特性应考虑开断电流分别等于额定短路开断电流的90%和75%的情况。对于自能灭弧室断路器，还应考虑60%额定短路开断电流的近区故障试验。5.1.10 额定失步关合和开断电流本规范的要求满足了在失步条件下开合操作的断路器的大多数使用条件。几种情况合并起来产生的严酷度会超出本标准中试验所能涵盖的严酷度，而且，失步条件下的开合操作是很少的，所以，按最极端的条件去设计断路器是很不经济的。

13、额定失步开断电流的规定并不是强制性的。当预期有经常性的失步开合，或可能存在过负荷时，则应考虑实际的系统条件，要求断路器具有失步关合和开断能力。5.1.11 额定容性开合电流对开合架空输电线路的220kV断路器，要求具有线路充电开断电流的能力。对开合电缆的220kV断路器，要求具有电缆开断电流的能力。根据开合容性电流的重击穿性能规定为C2级断路器：容性电流开断过程中非常低的重击穿概率。5.1.12 感性开断电流开断小电感电流（空载变压器）能力：0.515A，过电压不超过：2.7252/kV。5.1.13 机械操作的次数规定为M1级标准断路器（基本的机械寿命）：5000次操作。5.1.14 电寿命

14、规定为E2级断路器，E2级称为延长的电寿命。在灭弧室不需要维修的情况下，断路器连续开断100%额定短路开断电流的次数不少于20次。5.1.15 使用寿命断路器的使用寿命应不小于30年。5.2 设计和结构断路器的设计和结构要求，本章仅列出本规范专用条款，未作规定的均依据DL/T 402-2007第五章的规定执行。5.2.1设备组成每台220kV断路器的组成主要包括：1) 断路器本体（包括极柱、支持构架、相间连杆及气体管路（适用时）、基础螺栓等）；2) 汇控柜（适用时）、机构箱及其辅助设备；3) 汇控柜及机构箱相互之间的连接电缆、管线及管道（适用时）；4）SF6气体。5.2.2 结构要求5.2.2

15、.1型式220kV断路器应设计为单断口、户外式，包括：a) 单柱单支持构架，由三个极柱组成的可分相操作的断路器；b) 共型支持构架，由三个极柱组成的三相机械联动操作的断路器。5.2.2.2 支持构架和基础220kV断路器支持构架和基础应满足以下要求：相间距（中心线计算）：2.84.0m；支持构架和基础总高度必须保证：a) 下接线板对地面高度不小于4.7m，上接线板对地面高度不小于6.4m；b) 支持瓷瓶底部对地面高度不小于2.5m。5.2.2.3 接线端子断路器应配备平板式接线端子，其尺寸应满足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。接线端子接触面面积应满足无镀层时电流密

16、度为：JCu（铜-铜）0.012A/mm2 ，JAl（铝-铝）0.0936A/mm2。户外接线端子的接触面宜镀银。接线端子板的耐受弯矩应不小于400Nm。接线端子如采用铜铝过渡，应采用符合国家标准要求的铜铝上下面焊接的线夹（或铝制线夹加铜铝过渡片），严禁采用铜铝对接过渡线夹。接线端子的静态拉力不应小于表2规定的数值，其安全系数应为2.753.5。表2断路器接线端子静态拉力额定值额定电压UrkV额定电流范围IrA静态水平力Fth/N静态垂直力Ftv/N（垂直轴向上或向下）纵向FthA横向FthB252315040001500100012505.2.2.4瓷套断路器瓷套应为棕色，其伞型设计应符合G

17、B/T 772-2005的要求，型式试验及出厂试验应符合GB/T 775及GB/T 23752-2009的规定。 在确定端子机械负载后，应根据瓷套的高度及其它作用力性质通过计算核算出瓷套上所承受的最大力矩（通常这是在瓷套的基部）。瓷套承受机械应力的安全系数取为：静态力：2.52.75；动态力：1.7。5.2.3 SF6气体系统5.2.3.1 相对漏气率对SF6气体，标准值为每年0.5%。5.2.3.2 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），并有数字指示标记及报警、闭锁区域。在气体压力（密度）降低至报警值时应给出报警信号；当降至最低功能压力（密度）时，应可靠

18、闭锁分合闸，并给出报警信号。可分相操作的断路器每相应安装单独的气体监测设备。气体监测设备应具有自动温度补偿功能，在规定的使用条件下的任何温度，其指示的压力值应为室温（25）下的压力值（密度）。气体监测设备与断路器本体之间应设置手动阀门，可切断与本体的气路，并配有充排气阀门，应具备不拆除可进行校验和不停电补气的功能。气体监测设备如果安装在户外，应设置不锈钢防雨罩，保证指示表、控制电缆接线盒和充放气接口均能得到有效遮挡，并采取防振动措施。5.2.3.3 气体吸附装置灭弧室内应放置气体吸附装置。吸附剂罩应采用金属材质。内部的吸附剂的成分和用量应严格按技术条件规定选用，应采用绝缘材质口袋包裹，严禁散落

19、于吸附剂罩内部。5.2.4控制要求5.2.4.1 控制和操作要求当用于出线时，应采用可分相操作的断路器，应能有选择的对三相中的任一相进行单相分闸和单相合闸，也应能够进行正常的三相同步操作。当发生相间或相对地故障时，断路器应能单相有选择地或三相同时分闸和重合闸，而且应满足重合闸不成功立即分闸的要求。当用于主变、分段及母联时，应采用三相机械联动操作的断路器，应能够进行正常的三相同步操作。当发生相间或相对地故障时，三相同时分闸和重合闸，而且应满足重合闸不成功立即分闸的要求。5.2.4.2 辅助继电器需配备用于断路器分闸和合闸所必需的中间继电器和闭锁继电器等。所有涉及断路器直接分闸的出口中间继电器应采

20、用动作电压在额定直流电压的55%70%范围内、动作功率不低于5W 的中间继电器。直流电压为220V的直流继电器线圈的线径不宜小于0.09mm，如用线圈线径小于0.09mm的继电器时，其线圈须经密封处理，以防止线圈断线；如果用低额定电压规格（如220V电源用于110V的继电器）的直流继电器串连电阻的方式时，串联电阻的一端应接于负电源。5.2.4.3 远方及就地操作断路器应适合用电信号进行远方操作，也可以在汇控柜/机构箱进行就地电气操作。汇控柜/机构箱中应有一组“就地远方”转换开关，“就地远方”转换开关应能实现电气闭锁。当“就地远方”转换开关处于就地位置时，远方应不能操作。“就地远方”转换开关的每

21、一个位置至少提供2对备用接点，并接至端子排。断路器的所有合、分闸回路均应经远方/就地切换开关切换。5.2.4.4 电气分闸装置每相（台）断路器应具有两套电气分闸装置，它应包括但又不限于以下项目：1）每相（台）两个电气上独立且相同的分闸线圈，两个分闸线圈分别或同时动作时均应保证断路器的机械特性；2）两套电气上独立且相同的配线端子及保护设备，使其与两套独立的控制分闸电源相连接。上面所指的要求仅仅是两套完全一样的电气分闸装置，不应理解为要求提供任何双重的机械部件。5.2.4.5 分合闸线圈的连接和监视1）合闸线圈和第一分闸线圈使用一组电源，第二分闸线圈使用另一组电源；2）应将合闸线圈的正极通过常闭辅

22、助接点“b”与端子排相连；应将分闸线圈的正极通过常开辅助接点“a”与端子排相连；3）断路器应具备便于外部对分合闸线圈回路的监视功能。5.2.4.6 控制电压断路器控制电压应为DC 110V或DC 220V。合闸线圈在额定电源电压的85%110%范围内应可靠动作，分闸线圈在额定电源电压的65%110%范围内应可靠动作；分、合闸线圈在电源电压不大于额定电源电压的30%时不应动作。分、合闸线圈的功率应小于400W。5.2.4.7 防跳装置、防慢分装置、防非全相合闸装置1）操动机构应设置电气和机械防跳装置（且防跳回路应有明显分界点，可现场方便脱出以上回路），防止断路器反复分闸和合闸。远方、就地应能均采

23、用断路器本体防跳，并且有保证合分时间的能力。防跳回路中需配置就地/远方切换功能，满足当就地操作时使用断路器本体的防跳，当远方操作不使用断路器本体的防跳时，有提供短接片供用户选择使用此项功能。2）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。3）对于可分相操作断路器发生非全相合闸时，应可实现已合闸相立即自行分闸。5.2.4.8 辅助开关及备用辅助接点辅助开关应适合断路器规定电气和机械操作循环的次数。辅助开关应和主触头机械联动，在两个方向上都应是正向驱动，即辅助触头所处位置与主触头分闸或合闸位置一致的操动。除已述的断路器中对控制或辅助功能正常要求的辅助接点外，每相（台）

24、断路器应装设10副常开的“a”和10副常闭的“b”备用辅助接点供用户使用。上述每相的20对辅助接点应用电缆和汇控柜内的端子排相连接。辅助接点切断容量应不小于DC 110V，5A或DC 220V，2.5A。5.2.5 控制柜（机构箱及汇控柜）5.2.5.1结构要求控制柜柜体宜采用优质不锈钢材，或者镀锌钢材（经防腐处理）、铝合金，厚度不小于2mm。控制柜的防护等级应符合IP54要求。柜体应设置可使柜内空气流通的通风口，且能防尘、防寒、防热、防潮、防水和防止异物进入。开启门宜向内折边，柜体门宜向外折边。面板上的孔、隙应采用凹凸缘加密封圈（垫）的结构方式防止雨水渗入。柜正面应设有带绞链的密封门，上有把

25、手、锁和可外加挂锁的设施。5.2.5.2 端子排及回路控制柜中应有足够数量的端子（采用阻燃铜端子）用于断路器内部布线及其端头连接，还应提供15%的备用端子。供外部接线用的端子及备用端子均应是压接型端子。外部接线用端子排与其它邻近端子排及柜底板之间应有不小于150mm的净距。端子排上应有标明与制造厂提供的二次回路图上一致的编号。每个端子只能压接一根导线。端子排各端子间应有足够的绝缘，端子排应根据功能分段排列。还应留有足够的空间，便于外部电缆的连接。端子排应牢固固定，使其不致因振动、发热等而变松，同时还应能方便地进行检查和维护。端子排为连接交流电源应设置8个大型的端子适用于接不小于6mm2电缆芯线

26、，其余回路应能接不小于2.5mm2的电缆芯线。端子排内正负电源及经常带电的正电源与合闸或分闸回路之间应以1个空端子隔开。所有二次部分的控制、保护回路电缆必须采用电解铜导体、PVC绝缘，并铠装、阻燃（B级阻燃）的屏蔽电缆，电缆不得有中间接头或焊接。电缆两端有标示牌，标明电缆编号及对端连接单元名称。5.2.5.3位置指示器机构箱应装设有机械式的分合闸位置指示器，所有指示应布置成从地面任何地方都清晰可见，否则应提供一个适合的平台或梯子。位置指示器的颜色和标示应符合相关标准要求：红色表示合闸，绿色表示分闸，同时合闸位置应用字符“合”或“I”标示，分闸位置应用字符“分”或“O”标示。5.2.5.4 控制

27、柜附件1）户外控制柜内应设有照明装置；2）汇控柜内需装有单相10A、220V交流插座；3）控制柜内应设置一套低功率常投加热器，和一套由温（湿）度控制器控制的自动投切的加热器。所有加热器应是非暴露型的，应置于不会引起二次接线和元件受热劣化的位置。加热器电源与操作电源应单独设置，以保证切断操作电源后加热器仍能正常工作。加热器在额定电压下的功率应在制造厂规定值的10范围内；4）机构箱应装设有机械联动的记录“开、合”次数的不可复归型计数器；5）为防止误碰引起误动，应采用内凹式按钮（或行程）的继电器和操作按钮，继电器和操作按钮上必须有耐久性材料制作的中文标示的功能标识牌。如采用外凸式按钮（或行程）的继电

28、器和操作按钮，则必须加装防止误碰的防护罩；6）控制柜内配有铝、钢或其他类似的材料制作的导轨，为便于接地和安装接线端子，每条导轨应有两个接地端子作为终端，其长度应有10%的余量；7）控制柜内应配置截面不小于100mm2接地铜排用于二次回路的接地。控制柜门应配不小于8mm2接地过门多股铜线。5.2.6 液压（液压弹簧）操动机构（适用时）每台液压机构应配备自身的液压设备，如油泵、储压筒、液压表计、控制装置、连接管路和阀门等。油泵由单相220V或三相380V的交流电机驱动。电动机和油泵容量应满足储压筒在60s内从最低工作油压打压到额定工作油压。 储压筒的容量应满足在不启动油泵的前提下，在重合闸闭锁压力

29、下能连续进行两次合分闸或一次分0.3s合分操作循环。液压机构应给出各报警或闭锁压力的定值（停泵、启泵、压力异常的告警信号及分、合闸闭锁）及相应的贮压筒活塞杆行程或弹簧储能压力行程。液压机构应设置监视液压压力的装置，当压力超限时应报警，超过规定值时应进行相应的闭锁。断路器分、合闸压力异常闭锁功能应由断路器本体机构实现。液压机构应有防止断路器在运行中失压后重新打压时发生慢分的装置，以及附加的机械防慢分装置。液压机构应有保证传动管路充满传动液体的装置和排气装置。液压机构应设有安全阀和过滤装置。液压机构应设置油泵启动次数计数器。液压操动机构24h内启动不超过2次。液压机构的加热器应能根据温度的变化自动

30、投切，液压操动机构的电动机和加热器均应有断线指示装置。油泵电机电源回路及液压系统的控制和报警回路应接到汇控柜端子排上，报警回路应包括2个电气上独立的接点。5.2.7 弹簧操动机构（适用时）在合闸操作完成以后，对合闸弹簧的重新储能，应由电动机在20秒内完成。当弹簧储足能量时，应能满足断路器额定操作循环下进行操作的要求。弹簧操动机构应有机械联锁保证不允许空合，但应具备2次的空合能力，机构不会损坏。注：“空合”指未带动断路器的情况下，操动机构进行合闸的操作。储能动作过程中不应出现卡死、阻滞及过储能等异常现象。断路器处于断开或闭合位置，都应能对合闸弹簧储能。应采用机械装置指示操作弹簧的储能状态。在就地应有手动的弹簧释放装置。储能电动机应采用端部电压为单相AC 220V或三相AC 380V的交流电机。5.2.8 油漆和防锈设备中除有色金属、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。所有暴露在大气中的金属部件应有可靠的防锈层或采用不锈钢材料制成。钢材表面除锈等级达到或优于Sa2.5、St2，防腐耐久性达到H级（15年以上）。直径12mm以下的螺栓、螺钉等应采用不锈钢或热镀锌材料制成，直径12mm及以上的螺栓应采用热镀锌材料。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。易锈钢部件均应热浸