南方电网费控电能表用外置低压断路器技术规范书.docx

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南方电网费控电能表用外置低压断路器技术规范书

费控电能表用外置低压断路器

设备采购技术规范书

广东电网有限责任公司

2016年7月

第1章技术条件

1.1应遵循的标准

GB/T1804-2000一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差

GB/T电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法试验A：

低温

GB/T电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法试验B：

高温

GB电气附件家用及类似场所用过电流保护断路器第1部分：

用于交流的断路器

GB低压开关设备和控制设备第1部分：

总则

GB低压开关设备和控制设备第2部分：

断路器

GB低压开关设备和控制设备第3部分：

开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器

GB/T电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验

GB/T电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

GB/T电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验

GB/T19334-2003低压开关设备和控制设备的尺寸在成套开关设备和控制设备中作电器机械支承的标准安装轨

GB/T20645-2006特殊环境条件高原用低压电器技术要求

GB/T21706-2008模数化终端组合电器

GB/T26572-2011电子电气产品中限用物质的限量要求

Q/CSG中国南方电网公司单相电子式费控电能表技术规范

Q/CSG中国南方电网公司三相电子式费控电能表技术规范

1.2工作环境

温度范围

环境的温度应符合表1的规定。

表1温度范围

序号

条件

温度℃

1

规定的使用温度

-10~60

2

极限使用温度

-25~70

湿度范围

空气的相对湿度应符合表2的规定。

表2相对湿度

序号

条件

相对湿度

1

年平均

＜75％

2

30天（这些天以自然方式分布在一年中）

95％

3

在其他天偶然出现

85％

大气压力

～（海拔2000m及以下），特殊订货要求除外。

高海拔地区应按照标准GB/T20645-2006中的要求进行修正。

1.3分类

按极数分

a）2P：

带两个保护极的二极断路器；

b）4P：

带四个保护极的四极断路器。

注：

不是保护极的是“开闭中性极”。

按安装方式分

a）平面安装式；

b）嵌入式安装；

c）面板式，也称为配电板式安装。

注：

这些安装方式均可安装在安装轨上。

按控制方式分

a）远程半自动控制方式：

远程自动分闸，手动合闸的控制方式；

b）远程全自动控制方式：

远程自动分闸，自动合闸的控制方式；

c）远程半自动和远程全自动选择控制方式：

设置有手动、自动模式选择开关，当选择手动模式时功能与远程半自动控制方式相同，当选择自动模式时功能与远程全自动控制方式相同。

按固定体系的接线方式分

a）电气连接与机械安装无关的断路器；

b）电气连接与机械安装有关的断路器。

例如：

1）插入式；

2）螺栓式；

3）螺旋式。

1.4特性要求

控制信号

控制信号为AC220V电平（允许半波整流）。

瞬时脱扣电流

C型。

额定电压（Ue）

额定电压优选值见表3。

表3额定电压优选值

断路器

断路器的供电电路

在230V、230V/400V、400V系统使用的断路器的额定电压（V）

在240V系统使用的断路器的额定电压（V）

二极

单相（相线对中性线或相线对相线）

230

/

单相（相线对相线）

400

240

单相（相线对相线，三线）

/

240

三相（四线）

230

/

四极

三相（四线）

400

/

额定绝缘电压（Ui）

不低于500V。

额定冲击耐受电压（Uimp）

不低于6kV。

额定电流（In）

额定电流优选值：

80A、100A、125A。

额定频率（Fn）

额定频率标准值为50Hz。

额定短路能力（Icn）

不低于6000A。

远程自动合闸时间（tc）

tc≤3s。

远程自动分闸时间td

td≤2s。

上电延时te

7s≤te≤8s。

额定控制电平电压（Uc）

AC220V。

控制电平电流（Ic）

Ic≤1mA。

相线泄露电流（IL）

控制单元分合闸后，每相线消耗的稳态电流应小于。

功耗

断路器每级最大功耗应满足表4的要求。

表4每级最大功耗

额定电流范围In（A）

每级最大功耗（W）

63＜In≤100

100＜In≤125

18

1.5外形结构

尺寸和接线方式

应满足GB/T21706-2008和《中国南方电网有限责任低压费控计量表箱技术规范》中关于尺寸配合的要求，导轨平面到操作件最远端的距离不应超过73mm，其他尺寸详见。

机械结构

一般要求

断路器的设计和结构使得在正常使用条件下性能可靠，对操作者或周围环境无危险，也不危及相邻设备。

通过检查或试验来验证是否符合所有机构相应的规定。

外观

a）断路器的金属零件应采取适当的镀、涂层防蚀。

金属零件不应有裂纹、麻点及镀层脱落。

塑料制件表面应光滑，不应有气泡、裂纹、麻点等缺陷。

b）操作断路器时，容易触及的外部零件应用绝缘材料制成。

机构

a）断路器的操作部件必须灵活可靠，具有自由脱扣机构；远程全自动控制方式应具有电动操作机构。

b）断路器的结构应使动触头只能置于闭合或断开的位置。

c）断路器具有可用手动分闸和闭合的操作手柄，操作手柄应固定可靠，不能取下。

操作手柄和带电部件之间应有良好的绝缘以保证安全。

d）多极断路器除了可开闭的中性极外，其它所有极的动触头机械上应保证同时接通和同时分断，即使仅在一个保护极发生过载时也是如此；如有开闭中性极，则开闭中性极应比保护极先闭合、后断开。

如果具有适当短路接通分断能力的一个极被用作中性极，并且断路器是无关人力操作，则所有的极包括中性极可以同时动作。

e）除手动控制方式外的断路器，在接收到分闸命令时，断路器应远程自动分闸并使动触点处于断开位置，手动无法合闸。

处于合闸命令的开关，应支持手动分合闸功能，且分闸后如遇到掉电重新上电情况开关应一直处于分闸状态。

f）对支持远程全自动控制方式的断路器，远程自动合闸部件应采用内轴传动方式的全封闭结构，实现远程自动合闸功能，确保处于分闸状态的开关手动闭合操作手柄内部触头仍停留在断开位置。

隔离防护

断路器的每极在断开位置时均应可靠断开，同时应按满足隔离功能所必须的要求提供一个隔离距离。

至少用下列两种方式指示主触头的断开位置和闭合位置：

a）操作件的位置；

b）分开的机械指示器。

动作指示器和操作件

a）断路器应用适当的方法指示其触头的闭合和断开位置。

b）应有能用手动闭合和断开动触头的操作部件，操作件可用来指示触头位置，用“|”（或“合”、“ON”，“红色”）表示闭合位置，用“○”（或“分”、“OFF”，“绿色”）表示断开位置。

当断路器垂直安装时，操作件向上的位置是动触头闭合位置。

c）触头位置指示装置应该可靠。

断路器的设计应使得操作件、面板或盖子只能固定在正确的位置，以确保正确指示触头位置。

如果用操作件来指示触头的位置，脱扣时操作件应自动地位于与动触头位置相对应的位置。

在这种情况下，操作件应有两个明显不同的与触头位置相应的停止位置。

d）机械的动作应不受外壳或盖的位置的影响，并且与任何可移动的部件无关。

e）由制造厂密封定位的盖子看作是不可移动的部件。

如果用盖子作为按钮的导向件，则应不可能从断路器的外面把按钮取下。

f）操作件应可靠地固定在轴上，不借助工具应不可能把操作件拆卸下。

断路器的操作件，应不能从壳体外面取下。

用直观检验及手动操作试验检验是否符合要求。

g）为便于识别当前电能表的控制电平状态，除手动控制方式外的断路器应具有红色控制信号指示灯，指示灯应设置在开关正面，当控制信号为AC220V时，指示灯亮，当控制电平为0V时，指示灯灭。

模式选择开关

a）对于支持远程半自动和远程全自动选择控制方式的断路器，应在断路器的正面设置有模式选择开关，用于选择远程半自动控制模式和远程全自动控制模式。

b）模式选择开关应设置的开关正面，并标有“自动”和“手动”标识，便于识别开关当前处于何种模式。

c）应设置一定的防护措施防止模式开关随意拨动，要求只能在打开表箱门后借助工具方可进行模式切换。

螺钉、载流部件和连接

螺钉和连接件

螺钉电气上的连接或机械上的连接应能承受正常使用时发生的机械应力。

电气连接件

电气连接的设计应使得接触压力不是通过绝缘材料（陶瓷、纯云母或其他具有相当性能的材料）传递，除非金属部件具有足够弹性以补偿绝缘材料任何可能的收缩或变形。

载流部件和连接件

载流部件和连接件，包括用作保护导体的部件应采用：

——铜；

——含铜量至少为58%的合金（冷加工零件），或含铜量至少50%的合金（其他零件）；

注：

本条款中的要求不适用于触头、磁路、加热元件、双金属件、分流器、电子装置的元件以及螺钉、垫圈、夹紧板和接线端子类似部件以及试验回路的部件。

接外部导线的接线端子

a）连接外部导线的接线端子应确保其连接的导线可长期保持必须的接触压力。

只要接线装置不是用来连接电缆，允许该装置用来连接母排。

该装置可以是螺栓接入式。

接线端子在预期的使用条件下，应是容易触及的。

应具有允许连接如表3所示的标称截面积的铜导线的接线端子。

b）接线端子中用于紧固导线的部件不应用作固定其他任何元件。

c）接线端子应具有足够的机械强度。

用于紧固导线的螺钉和螺母应具有ISO规定公制的螺纹或节距和机械强度相当的螺纹。

d）接线端子的设计应使得其在紧固导线时不会过度损坏导线。

接线端子的设计应使其能可靠地把导线紧固在金属表面之间。

e）接线端子的设计或布置应使得硬性实心导线或绞合导线的线丝在拧紧紧固螺钉或螺母时不能滑出接线端子。

f）接线端子固定或定位应使得接线端子在拧紧或拧松紧固螺钉或螺母时不会从断路器的固定处松动。

g）连接保护导线的接线端子的紧固螺钉或螺母应具有足够的可靠性以防止意外的松动。

h）柱式接线端子应允许完全插入并可靠地夹紧导线。

把表5中对相应额定电流规定的最大截面积的实心导线完全插入接线端子，并施加表6中规定的扭矩完全紧固后，通过螺纹连接紧固试验验证其是否符合要求。

表5螺纹型接线端子可连接的铜导线的截面积

额定电流aIn

A

导线截面积aS

mm2

63＜In≤80

25

80＜In≤100

35

100＜In≤150

50

注：

表中未述及的电流等级，如有特殊要求，应符合相应国家标准。

i）用于连接外部导线的接线端子的螺钉和螺母应与金属螺纹啮合，并且这些螺钉不应是自攻螺钉。

表6螺钉的螺纹直径和施加的扭矩

螺纹标称直径

mm

扭矩

Nm

＞～≤

＞～≤

电气结构

信号反馈方式

a）控制信号采取AC220V电平方式（允许半波整流），控制单元供电从控制信号线取电，拉合闸动作时可从相线短暂用电，动作结束后相线泄露电流应符合的要求。

b）反馈信号采取AC220V电平方式（允许半波整流），内部串联100kΩ电阻后输出。

单相断路器反馈信号从相线取电；三相断路器反馈信号应从三相取电，并保证在任一相缺相时仍能正常反馈信号。

断路器控制及信号反馈线

控制及信号反馈线径应不小于，线两端应带有压接好的防反接接线头。

防电击保护

a）断路器的结构应使得断路器按正常使用条件安装和接线后，其带电部件是不可触及的。

易触及的外部零件，不包括固定盖和铭牌的螺钉或其它器件，应用绝缘材料制成或全部衬垫绝缘材料，除非带电部件是位于一个绝缘材料的内壳里。

b）衬垫的固定应使得在安装断路器的过程中不可能丢失。

衬垫应有足够的厚度和机构强度，并且在锐利的边沿处应提供足够的保护。

c）电缆和导线管的入口应是绝缘材料制成的或具有绝缘材料套管或类似装置，这些装置应可靠固定，并且具有足够的机械强度。

d）金属的操作件应和带电部件绝缘，其外露的导电部件应覆盖有绝缘材料。

此要求不适用于连接各极绝缘操作件的装置。

机构的金属部件应是不可触及的。

1.6基本要求

安装方式

断路器应按使用说明书要求安装，安装轨应采用GB/T19334-2003中的TH35/标准导轨。

电气要求

电气间隙和爬电距离

应满足GB中的要求。

a）断路器的电气间隙应大于等于；

b）断路器的爬电距离应大于等于。

介电性能

断路器在工频电压下应具有足够的介电强度并确保隔离，泄露电流小于100mA。

绝缘电阻

在湿热试验后，极与极之间（适用时）和同极进出线端子之间的绝缘电阻应不小于2MΩ，机构的金属部件与框架之间以及各极与框架之间的绝缘电子应不小于5MΩ。

冲击电压

断路器应满足规定的冲击电压要求：

断开触头之间、连接在一起的相线极和中性极之间（适用时）、每极与连接在一起的其他相线极之间应承受6kV的冲击电压。

各级与断路器的金属支架之间应能承受8kV的冲击电压。

温升极限

断路器在正常工作条件下，按规定条件进行试验时，其各部件的温升不得超过表7规定的极限值，断路器不应遭到损坏而影响它的功能或使用安全。

表7温升值

部件a）b）

温升/K

连接外部导体的接线端子c）

在手动操作断路器过程中容易触及的外部部件，包括绝缘材料的操作机构和与操作几个极的绝缘的操作机构相连接的金属部件

操作件的外部金属部件

其他外部部件，包括断路器与安装平面直接接触的表面。

60

40

25

60

a）对触头不作温升规定，因为从大部分断路器的设计来看，在不改变或不移动部件的情况下是不能直接测量触头温度，而这些部件的改变或移动往往会影响试验的复验性。

28昼夜试验被认为已间接地对触头在使用中过度发热的工作性能作了充分考核。

b）除了表列部件外，对其他部件的温升值不作规定，但不应引起相邻的绝缘部件损坏，以及不得妨碍断路器的操作。

c）对于插入式断路器，是指安装断路器基座的接线端子。

脱扣特性

应满足GB中的要求，C型断路器时间-电流动作特性满足表8的要求。

表8时间—电流动作特性

试验

试验电流

起始状态

脱扣或不脱扣时间极限

试验结果

附注

A

冷态a

t≤2h

不脱扣

　/

B

紧接着试验a

t＜2h

脱扣

电流在5s内稳定地增加

C

冷态a

1s＜t＜120s

脱扣

　/

D

5In

冷态a

t≤

不脱扣

通过闭合辅助开关接通电流

E

10In

冷态a

t＜

脱扣

通过闭合辅助开关接通电流

a术语“冷态”指在基准校准温度下，试验前不带负载。

短路性能要求

按照GB中规定执行。

机械性能要求

进行机械振动试验后，断路器不应有任何机械损伤，能正常使用，且手动和远程控制功能正常。

材料性能要求

耐热性验证

按照GB中规定执行。

耐受非正常火焰和发热

按照GB中规定执行。

防锈性能验证

按照GB中规定执行，金属零件应有足够的防锈保护。

可靠性要求

28天运行要求

按照GB中的试验要求，对断路器进行28天试验，试验后测量断路器温升，应满足表7要求。

机械寿命要求

应按GB中试验要求，在主电路不通电流时进行操作性能试验。

每个操作循环包括一次闭合操作和紧接着的一次分断操作，对于远程全自动控制方式、远程半自动和远程全自动选择控制方式的断路器采用远程控制方式进行操作。

动作10000次后，试品不应有下列现象：

a）过度磨损，每极功耗变化率大于20%；

b）动触头位置和指示装置相应位置不一致；

c）外壳损坏至能被试指触及带电部件；

d）电气或机械连接松动；

e）密封化合物渗漏。

特殊要求时，应该在规定的环境条件下进行试验。

电气寿命要求

应按GB中试验要求，在主电路通以额定电流时进行操作性能试验。

每个操作循环包括一次接通操作和紧接着的一次分断操作，对于远程全自动控制方式、远程半自动和远程全自动选择控制方式的断路器采用远程控制方式进行操作。

动作6000次后，试品不应有下列现象：

a）过度磨损，每极功耗变化率大于20%；

b）动触头位置和指示装置相应位置不一致；

c）外壳损坏至能被试指触及带电部件；

d）电气或机械连接松动；

e）密封化合物渗漏。

控制方式要求

断路器控制和反馈信号采用AC220V电平（内部串联100kΩ电阻后输出），允许采用单相或三相半波整流信号。

当外置断路器处于合闸状态时，反馈电平应为AC220V；当外置断路器处于分闸状态时，反馈端无反馈信号（开路）。

远程全自动控制方式的断路器控制信号和动作状态满足表9要求，远程半自动控制方式的断路器满足表9序号1之外的所有要求。

表9断路器状态控制表

序号

相线

控制信号线

初始状态

动作后状态

备注

1

AC220V

↑

分闸

合闸

（从0V跳变至AC220V）收到合闸信号

2

AC220V

AC220V

合闸

分闸

手动分闸

3

AC220V

AC220V

分闸

合闸

手动合闸

4

AC220V

↓

合闸

分闸

（从AC220VV跳变至0V）收到分闸信号

5

AC220V

↓

分闸

分闸

（从AC220VV跳变至0V）收到分闸信号

6

AC220V

0V

分闸

分闸

0V控制信号，不允许合闸

7

AC220V-0-AC220V

AC220V

合闸

合闸

线路断电前处于合闸状态，线路断电后又上电，不允许分闸后再合闸

8

AC220V-0-AC220V

AC220V

分闸

分闸

线路断电前处于分闸状态，线路断电后又上电，不允许合闸或合闸后再分闸

9

0V

/

分闸

分闸

线路断电，保持原状态

10

0V

/

合闸

合闸

线路断电，保持原状态

控制及反馈信号要求

断路器控制及反馈信号应满足以下要求：

a）合闸信号

若控制及反馈信号采取半波整流方式，信号端口在断路器工作电压范围内输出电压平均值不低于60V，正向峰值电压不低于180V，在信号线与N线间串接100k电阻，输出电流不低于。

若控制及反馈信号采取AC220V电平方式，信号端口在断路器工作电压范围内输出电压有效值不低于130V，在信号线与N线间串接100k电阻，输出电流不低于。

b）分闸信号

在断路器工作电压范围内，在信号线与N线间串接100K电阻，其电阻两端电压有效值不高于5V，正向峰值电压不高于10V，输出电流不大于。

电磁兼容要求

断路器应满足电磁兼容要求，试验后能正常工作，且手动和远程控制功能正常。

环保要求

断路器中限用物质的最大允许含量及其符合性判定规则宜满足GB/T26572-2011标准。

断路器在正常允许过程发热时和在短路分断产生电弧时，不应产生有毒有害气体。

1.7试验方法

一般要求

外观检查和尺寸检查

检查断路器的状态、加工质量和表面质量，测量断路器的尺寸，应符合和的要求。

标识耐久性试验

按照GB中规定执行，采用压印、模压或蚀刻等方法制成的标识不需进行本试验。

试验后，标识应清晰可见，容易识别。

电气性能试验

电气间隙和爬电距离

按照GB中附录B试验方法测量断路器的最小电气间隙和最小爬电距离。

试验结果应符合的要求。

介电性能

按照GB中、、和的方法进行试验，试验电压。

试验结果应满足的要求。

绝缘电阻

按照GB中规定执行，试验结果应满足的要求。

冲击电压

按照GB中规定执行，试验结果应满足的要求，试验后断路器应能正常工作。

温升试验及功耗测量

按照GB中规定执行，试验结果应满足和的要求。

脱扣特性试验

按照GB中规定执行，试验结果应满足的要求。

短路性能试验

按照GB中规定执行，试验后断路器应能正常工作。

机械性能试验

试验应在下列条件下进行：

a）频率范围：

2Hz～200Hz；

b）交越频率：

9Hz；

c）频率<9Hz，恒定振幅；

d）频率>9Hz，恒定加速度10m/s2；

e）每轴扫描周期数：

10。

注：

10个扫描为一个周期75min。

试验后，断路器应满足的要求。

材料性能试验

耐热性验证试验

按照GB中规定执行。

选择断路器合适的被试表面，用球压试验装置的球面压在表面上（钢球直径为5mm，压力为20N），然后放入125℃±2℃的加热箱中，1h后把钢球从试品上移开，然后将试品浸在冷水里，使其在10s内冷却到接近室温。

试验后，测量断路器表面由钢球产生的压痕直径，不应超过2mm。

耐受非正常火焰和发热试验

按照GB中规定执行。

断路器外壳应进行下述试验：

灼热丝顶端的温度为（960±15）℃。

试验结果:

在使用灼热丝期间和之后30s之内，应观察试样以及试样下面的铺底层，并记录试样起燃的时间和火焰熄灭的时间。

如果：

没有明显的火焰、持续不断的亮光或火焰、亮光在灼热丝移开后，30s之内熄灭；

铺于底层的绢纸不起燃，松木板无烧焦现象；

则认为通过灼热丝试验，样品合格。

防锈性能试验

按照GB中规定执行。

把样品浸入冷的化学去油剂，例如甲基氯仿或精炼汽油中浸10min，除去全部油脂。

然后再把样品放入温度为（20±5）℃，10%的氯化铵水溶液中浸10min.

不经烘干，但甩干所有水滴后，把样品放进温度为（20±5）℃含有饱和水汽的空气的箱子中10min.

把样品放在温度为（100±5）℃的烘箱中干燥10min后，其表面不应有锈蚀的迹象。

注在使用试验规定的溶液时，应采取适当的措施以防蒸汽吸入。

电磁兼容试验　

电快速瞬变脉冲群抗扰性试验

参照GB/T进行。

严酷等级4，在供电电源端口和保护接地（PE）施加4kV（峰值），重复频率：

5kHz；在I/O信号、数据和控制端口施加2kV（峰值），重复频率：

5kHz。

试验时，断路器应闭合。

试验后，断路器应满足的要求。

静电放电试验

参照GB/T进行。

严酷等级4，空气放电，试验电压为15kV；接触放电，试验电压为8kV。

试验时，断路器应闭合。

试验过程中，断路器不应脱扣。

试验后，断路器应满足的要求。

浪涌试验

参照GB/T进行。

严酷等级4，开路试验电压为。

试验时，断路器应闭合。

试验后，断路器应满足的要求。

远程控制试验

驱动能力试验

a）23±2℃环境中，施加60%~120%额定控制电压，串接100kΩ电阻（±1%）。

电压信号加在断路器的控制端，断路器应能可靠动作50次，每次动作完成后间隔时间10s。

b）23±2℃环境中，施加380V的控制电压，串接100kΩ电阻（±1%）。

将电压信号加在断路器的控制端，断路器应无损坏。

c）对控制信号输入端施加平均值不低于60V（半波整流）或有效值不低于130V（正弦波），正向峰值电压210V的信号，断路器应能正常执行合闸动作。

d）对控制信号端输入端施加有效值5V，正向峰值电压10V的信号，断路器应能正常执行分闸动作。

AC220V电平控制试验

按照控制方式要求规定进行试验，断路器应满足表9要求。

取电方式满足的要求。

相线泄露电流试验

对于单相断路器的两个进线端施加60%~120%的额定电压，并串接电流表。

控制线施加合闸电平信号，断路器应能正常动作，动作结束后，泄露电流满足的要求。

对于三相断路