六氟化硫封闭式组合电器Word文档下载推荐.docx

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2.1六氟化硫封闭式组合电器

全部或部分地采用六氟化硫气体（或以六氟化硫为主的混合气体）作绝缘介质的金属封闭开关设备。

2.2功能单元

封闭式组合电器的一部分，它包括共同完成一种功能的所有主回路及其他回路的元件。

功能单元可以根据预定的功能来区分，如进线单元、出线单元等。

2.3运输单元

不需拆开而适于运输的封闭式组合电器的一部分。

2.4主回路（封闭式组合电器的）

封闭式组合电器中用来传输电能的所有导电部分。

联接到电压互感器的连接线不作主回路考虑。

2.5元件

在封闭式组合电器的主回路和与主回路相连的回路中，担负某一特定职能的基本部件（例如断路器、隔离开关、负荷开关、接地开关、避雷器、互感器、套管、母线等）。

2.6外壳

封闭式组合电器的一种部件，它用来容纳六氟化硫绝缘气体，并保护设备内部免受外部影响，同时对人体提供保护。

2.7隔室

封闭式组合电器的一部分，除其必要的相互连接和控制设施外被完全封闭。

隔室可按其中的元件命名，如断路器隔室、母线隔室。

2.8隔板

封闭式组合电器中用以分隔隔室的一种部件。

2.9套管

使导体穿过非绝缘隔板或外壳并与后者绝缘的一种构件，它包括装在隔板外壳上的附件。

2.10外壳的设计温度

在运行条件下外壳可能达到的最高温度。

通常为环境温度的上限加上流过额定电流所造成的外壳温升。

当太阳光辐射有显著影响时，应予考虑。

2.11外壳的设计压力

用来决定外壳厚度的压力，它至少等于在设计温度下外壳内所达到压力的上限。

2.12年漏气率

单位时间的漏气量和容器在额定气体密度时的总充气量之比，以％／a表示。

3额定参数

3.1额定参数

a.额定电压；

b.额定绝缘水平；

c.额定频率；

d.额定电流（主回路的）；

e.额定短路开断电流（断路器的）；

f.额定热稳定电流和额定短路持续时间（主回路和接地回路）；

g.额定动稳定电流（主回路和接地回路）；

h.封闭式组合电器所组成元件的额定值，包括它们的操动机构和辅助设备；

i.六氟化硫气体的额定密度和额定压力。

3.2额定电压

35，63，110，220，330，500kV。

元件可以有各自的额定电压值。

3.3额定绝缘水平

相对地的额定绝缘水平见表1。

相间绝缘水平正在考虑中。

断路器和隔离开关断口间的绝缘水平按有关标准规定或制造厂和用户协议执行。

表1相对地的额定绝缘水平（kV）

额定电压

最高工作电压

额定雷电冲击耐受

电压（峰值）

额定操作冲击耐受

额定一分钟工频

耐受电压（有效值）

1

2

3

4

5

35

40.5

185

80

63

69

325

140

110

126

450

220

252

950

395

330

363

1175

（510）

500

550

1550

（680）

注：

①括号内数据供参考。

②套管（如有时）的额定绝缘水平按GB4109《交流电压高于1000V的套管通用技术条件》的规定。

3.4额定频率

50Hz。

3.5额定电流与温升

3.5.1额定电流

封闭式组合电器的某些主回路（例如母线、支线）可以采用不同的额定电流值，并均应从下列数值选取：

（1000），1250，1600，2000，2500，3150，4000，5000，6300A。

括号内数据尽量少用。

3.5.2温升

元件的温升应不超过元件相应标准规定的允许值。

主回路及无产品标准的元件，在额定电流下的允许温升不应超过GB763《交流高压电器在长期工作时的发热》及其第一号修订的规定值。

外壳的允许温升见表2。

3.6额定热稳定电流和额定短路持续时间

额定热稳定电流（20），25，31.5，40，50，63，80，100kA。

额定短路持续时间2，4s。

①原则上，主回路的额定热稳定电流不能超过主回路串联的最薄弱元件的相应额定值。

②用户需要时可选用3s。

③括号内数据尽量少用。

3.7额定动稳定电流

额定动稳定电流等于2.5倍的额定热稳定电流。

①原则上，主回路的额定动稳定电流不能超过主回路串联的最薄弱元件的相应额定值；

②用户有不同要求时可与制造厂协商。

3.8操动机构和辅助回路的额定电压和额定气压

3.8.1额定电压见表3。

表2

外壳部位

在环境温度为40℃时的允许温升（K）

运行人员易触及的部位

30

运行人员易触及但操作时不触及的部位

40

运行人员不易触及的个别部位

65

表3（V）

电压类别

额定电压

直流

24，48，110，220

交流

单相

220

三相

380

对温升超过40K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。

操动机构和辅助回路的电压应为运行时电器本身回路端子上测得的电压，如有必要，还需包括制造厂要求串入回路的辅助电阻或附件的压降，但不包括连到电源的导线压降。

3.8.2额定气压

0.5，1，1.6，2MPa。

气源压力为紧接开关操作前贮气罐的压力。

3.9六氟化硫气体的额定密度与最小运行密度

封闭式组合电器在六氟化硫气体的额定密度下运行，该额定密度由制造厂选定。

最小运行密度由制造厂规定；

低于此密度值，设备与此有关的额定参数不能保证。

4设计和结构

4.1总则

封闭式组合电器应设计成能安全地进行下述各项工作：

正常运行，运行中检查与维修；

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等。

封闭式组合电器的设计，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件应具有互换性。

4.2六氟化硫气体的质量要求

新的六氟化硫气体的质量要求按有关标准规定。

运行中六氟化硫气体质量的要求由制造厂和用户商定。

一般，设备中六氟化硫气体的水分允许含量见表4。

表4[ppm（体积比）]

隔室

交接验收值

运行允许值

有电弧分解物的隔室

150～200

300～400

无电弧分解物的隔室

不大于500

不大于1000

4.3密封性

外壳要求高度密封。

制造厂应说明允许的年漏气率及两次补气的间隔时间。

允许的年漏气率和两次补气的间隔时间从下列标准值中选取：

年漏气率1％／a，（3％／a）；

两次补气的间隔时间10年，（3年）。

括号内数据为非推荐值。

如用户要求，制造厂应说明通过隔板的允许漏气量，以便在相邻隔室充有一定压力气体的情况下对某一隔室进行维修。

4.4外壳

外壳应是金属的，它牢固地接地，并能承受运行中出现的正常和瞬时压力。

外壳在运行中虽持久地承受压力，但承受着与空气贮气罐和类似贮气容器不同的特殊工作条件。

例如，外壳主要用来容纳绝缘气体，保证设备绝缘性能；

一般该气体为干燥的惰性气体，内壁不易受腐蚀；

同时充气压力较低，压力波动小。

上述因素在外壳设计时可予考虑。

对户外设备，应考虑气候条件的影响（见第1章）。

4.4.1外壳设计

不论焊接或铸造的外壳，它的厚度和结构的计算方法可按压力容器设计规定选择，所依据的设计温度和设计压力按本标准确定。

在确定外壳的设计压力时，气体温度应取外壳最高温度和主回路导体温度（通过额定电流）的平均值，设计压力能从已有的温升试验记录中确定的情况除外。

对于未能用计算完全确定其强度的外壳和它的零部件，应进行强度试验（见5.8条）。

对焊接外壳的焊缝，除无法探伤部位外，应按以下规定进行无损探伤检查。

a.关键部位焊缝以及两种材料拼焊的焊缝需全部进行探伤；

b.其他焊缝探伤长度不少于其对接焊缝总长度的20％。

设计外壳时尚应考虑以下各因素：

a）外壳充气以前需要抽真空；

b）全部压力差可能施加在外壳壁或隔板上；

c）在相邻隔室运行压力不同情况下，因隔室间万一意外漏气所造成的压力；

d）发生内部故障的可能性（见4.7条）。

4.5隔板

封闭式组合电器应分为若干隔室。

当相邻隔室因漏气或维修作业而使压力下降时，隔板应能确保本隔室的绝缘性能不发生显著变化。

隔板一般由绝缘材料制成，但并不要求它对人身提供电气安全性（对此，可采取例如设备接地的其他措施），然而，必须提供机械安全性，以承受相邻隔室中还存在的正常气体压力。

充有绝缘气体的隔室和充有液体的相邻隔室（例如电缆终端或电压互感器）间的隔板，不应出现任何影响两种介质绝缘性能的泄漏。

隔板应按制造厂技术条件进行水压试验、绝缘试验和局部放电试验，必要时还需作超声波探伤试验，以保证质量。

4.6压力释放装置

当气体在压力下逸出时，压力释放装置的布置应不致伤害正在执行正常操作任务的操作者。

压力释放装置包含以下两种：

a）以开启压力和闭合压力表示其特征的压力释放阀；

b）不能再闭合的压力释放装置，如防爆膜。

4.6.1限制最大压力的压力释放阀

当外壳和气源采用固定连接时，所采用的压力调节装置不能可靠地防止过压力。

应装设适当尺寸的压力释放阀，以防止万一压力调节措施失效时外壳内部的压力过高，其压力升高不应超过设计压力的10％。

当外壳和气源不是固定连接时，应在充气管路上装设压力释放阀，以防止外壳充气时气压升到高出设计压力的10％。

此阀亦可装在外壳本体上。

一旦压力释放阀动作，当压力降低到设计压力的75％之前，阀应重新关闭。

充气压力值应考虑当时的气体温度，例如用温度补偿压力表测量。

4.6.2在内部故障情况下限制压力升高的压力释放装置

这种压力释放装置仅用于限制电弧的外部效应（见4.7条）。

①在内部故障造成外壳畸变的情况下，应检查邻近外壳的变形；

②当采用防爆膜压力释放装置时，其动作压力与外壳设计压力的关系要适当配合，以减少防爆膜不必要的爆破；

③若用户和制造厂达成协议，可不装压力释放装置。

4.7内部故障

结构布置上应尽量限制内部电弧故障对封闭式组合电器继续使用能力的影响，电弧效应应限制在起弧的隔室或故障段的另一些隔室（若该段的隔室之间有压力释放措施时）之内。

将故障隔室或故障段隔离以后，余下的设备应能恢复其正常运行。

如制造厂和用户之间达成协议，须作内部故障引起的电弧效应的验证试验，则试验按附录A进行。

在分相式的封闭式组合电器用于中性点非有效接地系统，并装有限制内部接地故障持续时间的保护装置的情况下，一般不需作此试验。

4.7.1电弧的外部效应

为了对人身提供可靠的保护，应采取适当保护措施来限制电弧的外部效应。

当外壳出现穿孔或开裂时，不应发生任何固体材料不受控制而抛出。

压力释放装置（如有的话）应这样布置，使得当气体在一定压力下逸出时不会伤害在使用现场执行正常运行任务的人员。

制造厂和设计单位应提供关于所用的保护措施方面的充足资料。

制造厂和用户可商定一个允许内部故障电弧的持续时间。

在此时间内，当短路电流不超过某一数值时将不发生电弧的外部效应。

4.7.2内部故障定位

若用户要求，制造厂应推荐和提供故障定位的合适措施。

4.8接地

4.8.1主回路接地

为保证维修工作的安全，主回路应能接地。

另外，在外壳打开以后的维修期间，应能将主回路连到接地极。

接地可用以下方式实现：

a.如不能预先确定回路不带电，要采用具有关合额定动稳定电流能力的接地开关；

b.如能预先确定回路不带电，可采用不具有关合能力或关合能力低于额定动稳定电流的接地开关；

c.仅在制造厂和用户取得协议情况下才能采用可移的接地装置。

4.8.2外壳接地

外壳应能接地。

凡不属于主回路或辅助回路的、且需要接地的所有金属部分都应接地。

外壳、框架等的相互电气联接宜用紧固联接（如螺纹联接或焊接），以保证电气上连通。

为保证接地回路可靠连通，应考虑到可能通过的电流所产生的热和电的效应。

接地点的接触面和接地连线的截面积应满足故障接地电流的要求，紧固接地线的螺栓直径不得小于12mm，接地点应标以接地符号。

4.9隔离开关和接地开关

隔离开关和接地开关应有表示其分、合闸位置的可靠的指示装置。

如用户要求，隔离开关和接地开关应设置可观察触头位置的观察窗。

隔离开关和接地开关不应由于运行中可能出现的作用力（包括短路引起的）而引起误分或误合。

隔离开关应按需要具备分、合感性小电流、容性小电流及环流的能力。

快速接地开关应具有关合额定动稳定电流的能力，并应有开断感应电流的能力，其操动机构应符合GB1984《交流高压断路器》及其第一号修订中有关操动机构的要求。

接地开关的导体应有可能与所有接地外壳绝缘，以便将测量电源引入主回路以进行某些测量试验工作。

对地的绝缘水平和隔离间隙的配合不一定由封闭式组合电器的结构设计来解决。

若需要此种绝缘配合，可由避雷器或其他设施来完成。

对于这类开关设备，除隔离间隙外，不必提其他附加要求。

4.10联锁与闭锁

在设备的不同元件之间应设联锁。

对主回路必须做到：

a.在维修时用来保证隔离间隙的主回路上的电器应确保不自合；

b.接地开关合上后应确保不自分。

关合能力低于该回路额定动稳定电流的接地开关要与有关的隔离开关互相联锁。

某些负荷开关（关合能力低于额定动稳定电流或开断能力低于额定电流）及隔离开关要与有关的断路器联锁，以防止断路器处于合闸位置时这些负荷开关或隔离开关的分闸或合闸。

当六氟化硫气体密度降至接近最小运行密度时应发出信号。

当断路器的液（气）动操动机构的操作压力降至闭锁压力或六氟化硫气体密度降至最小运行密度时，断路器应闭锁或强制开断。

其他联锁由制造厂和用户协商，制造厂应提供联锁性能与作用的必要资料。

4.11对电缆终端及与变压器接口绝缘试验的要求

封闭式组合电器中和电缆连接的部件应能耐受相应电缆标准所规定的试验电压。

若整个封闭式组合电器不宜承受对电缆施加的直流试验电压，可对电缆试验作出专门规定（例如采用隔离设施）。

电缆终端的外壳应提供适合作电缆直流和交流耐压试验用的套管的安装位置。

当封闭式组合电器与变压器高压出线端直接连接时，在两者接口的外壳上应提供安装试验套管的位置，并在电气上可能断开，以便单独试验变压器或封闭式组合电器。

4.12辅助设备

辅助设备应该用接地的金属隔离件与主回路隔开。

辅助开关和辅助回路应能通过所控制回路的电流，用户应向制造厂详细说明该回路的情况。

若无此种说明时，它们至少应能连续通过10A电流。

其温升不得超过规定值。

辅助开关应能关合和开断所控制回路的电流。

当辅助开关与外部设备有联系时，用户应将详细情况提供给制造厂。

若无此种说明时，它们应在回路的时间常数不少于20ms的条件下至少能开、合2A直流电流（220V时）。

与主触头连动的辅助开关应能正、反两个方向运动。

在户外使用时，辅助开关和辅助回路的端子的绝缘应满足不漏电、不吸潮的性能要求。

应用户要求，每一气隔（由若干气路连通的隔室组成）装设密度继电器和压力表。

4.13辅助回路设备防护等级

对于辅助回路设备防止人体触及带电部分和运动部件的防护等级，按表5规定的符号（由特征字母和特征数字组成）表示。

特征数字表示了辅助回路设备的外壳对人体和内部设备所提供的防护等级。

表5给出了在每一防护等级下，被辅助回路设备的外壳所“阻挡”的物体的详细情况。

“阻挡”的意思是，人体的一部分或人手握着的物体不能进入外壳内；

倘若进入，也能和带电部分保持足够的距离，并且不触及运动部件。

表5防止外来物体进入并防止接近带电或运动部件的保护等级

符号

定义

IP2X

阻挡直径大于12mm的固体、手指或长度不超过80mm的类似物

IP3X

阻挡直径或厚度大于2.5mm的工具、导线等及直径超过2.5mm的其他物体

IP4X

阻挡直径或厚度大于1.0mm的导线或带，或直径超过1.0mm的其他物体

IP5X

防尘（能防止影响设备安全运行的大量尘埃进入，但不能完全防止灰尘进入）

对户外使用条件具有适当防护性能的设备，应紧接在特征字母IP之后加字母W表示。

应注意有关的使用条件（见第1章），以防止设备受大气因素影响。

5型式试验

型式试验的目的是验证封闭式组合电器的各种性能。

组成封闭式组合电器的各元件应按各自的有关标准进行试验，并应符合以下规定：

一般，型式试验应在一个典型的封闭式组合电器间隔的完整单相或三相功能单元上进行。

如确有困难，经制造厂与用户协商可在具有代表性的总装或分装上进行。

由于元件的型式、参数和可能的组合方式的多样化，因此对封闭式组合电器的所有布置方式都进行型式试验是不现实的，任何一种特定布置方式的性能均可用类似布置方式的试验数据来证实。

型式试验项目包括：

a.绝缘试验（5.1条）

包括局部放电试验、辅助回路和控制回路的绝缘试验；

b.温升试验和主回路电阻测量（5.2和5.3条）；

c.主回路和接地回路的动、热稳定试验（5.4条）；

d.高压开关的开断能力和关合能力试验（5.5条）；

e.高压开关的机械试验（5.6条）；

f.辅助回路设备防护等级验证（5.7条）；

g.外壳强度试验（5.8条）；

h.密封性试验（5.9条）；

i.防雨试验（5.10条）；

按制造厂和用户协议进行的特殊型式试验项目：

j.无线电干扰试验（5.11条）；

k.内部故障电弧试验（5.12条）；

l.极限温度下机械操作试验（5.13条）；

m.噪音测量（5.14条）。

5.1绝缘试验

5.1.1试验时的环境条件

按GB311.2《高电压试验技术第一部分一般试验条件和要求》的规定。

5.1.2湿试验

如装有户外套管且该套管未预先做过湿试验，则应进行本湿试验。

对额定电压为220kV及以下的设备，作工频电压试验；

对额定电压为330kV及以上的设备，作操作冲击电压试验。

试验按GB311.2及GB311.3《高电压试验技术第二部分试验程序》的规定进行，但试验电压和试验程序应符合GB4109的规定。

5.1.3试验时对试品的要求

绝缘试验应在装配好的设备上进行，绝缘件的表面应仔细擦净。

当设备的相间距离不固定时，应按制造厂规定的最小相间距离进行试验。

人工污秽试验和无线电干扰试验可在单相上进行。

若确认在最小相间距离时不会发生相间闪络，则所有其他绝缘试验亦可在单相上进行。

绝缘试验应在设备充最小运行密度的六氟化硫气体的情况下进行。

最小运行密度可用温度为20℃时的压力表示；

如试验时温度不是20℃，则压力值必须修正。

试验报告中应记录试验时气体的温度与压力。

‘

5.1.4试验电压的施加和试验条件

原则上应包括如下试验：

a.对地和相间绝缘试验

试验电压按本标准5.1.5条。

主回路的每相导体应轮流与试验电源的高压接线端连接（若需用两个试验电源，则为两相导体分别与两个试验电源的高压端相连），而其他主回路导体和辅助回路导体则应与接地导体或支架相联，并与试验电源接地端连接。

如有观察窗，绝缘试验时需用接地金属箔将观察窗易接近的一侧盖起来。

试验时应将所有高压开关合闸（接地开关除外）。

如果高压开关处于分闸位置，其电场情况较合闸时不利，则应在分闸位置重做上述试验。

若为分相式设备，且外部引线不用瓷套管时，可仅作对地绝缘试验，不必作相间绝缘试验。

在封闭式组合电器的组成元件中，如果有降低绝缘水平的电压互感器或电力变压器，进行绝缘试验时，上述元件可用模拟高压联接件电场的模拟品代替。

试验时，过电压保护装置应断开或拆除。

若采用上述程序，电压互感器或电力变压器应按各自的标准单独试验。

b.高压开关断口间绝缘试验

主回路的每一个高压开关应在分闸位置进行试验。

试验电压按有关标准的规定或制造厂和用户协议的规定。

5.1.5试验电压

对地及相间（若要作相间绝缘试验的话）绝缘试验时，额定耐受电压按3.3条的规定。

对额定电压35～220kV，做工频试验和雷电冲击试验；

对额定电压330kV及以上，做雷电冲击试验和操作冲击试验。

5.1.6雷电冲击电压和操作冲击电压绝缘试验

按GB311.3及GB311.1的有关规定分别以正、负极性进行15次冲击耐压试验。

试验时，电流互感器的二次绕组应短路并接地；

同时冲击发生器的接地端应连接到封闭式组合电器的外壳。

某些试验（如断口耐压试验）可以例外，必要时外壳可以和地绝缘，以