DLT615-1997交流高压断路器参数选用导则

中华人民共和国电力行业标准交流高压断路器参数选用导则DL/T6151997GUIDETOTHESELECTIONOFCHARACTERISTICQUANTITIESOFHVACCIRCUITBREAKERS中华人民共和国电力工业部19970620批准19971101实施前言交流高压断路器的内容较为广泛有高压中压之分户内户外之别还包括根据灭弧介质不同而形成的分类有关交流高压断路器的参数选择散见于许多分类或基础标准中这些情况使它的选用条件多样化难定取舍为使电力行业的设计运行维护与科研甚至制造上相互了解电力部高压开关设备标准化技术委员会于1995年第12次年会上提出制定本导则将近年来本专业标准上的一些变化重点关注项目相关条款汇集成一个较易查寻的选用导则方便用户本标准的附录A附录B附录C附录D附录E附录F附录G附录H附录J附录K附录L附录M附录N附录P附录Q附录R附录S附录T附录U都是提示的附录本标准由电力部电力科学研究院高压开关研究所提出本标准由电力部高压开关设备标准化技术委员会归口本标准由电力部电力科学研究院负责起草本标准起草人曹荣江顾霓鸿本标准委托电力部高压开关设备标准化技术委员会秘书处负责解释1范围本标准规定了36550KV50HZ交流高压断路器参数选用导则对它的使用环境条件额定值的选择试验要点作出了规定并给予简要的说明本标准是推荐性的因此用户可根据所在系统的具体条件和说明中的有关事项作出选择超出本标准的要求由用户与制造厂协商确定并报主管部门批准2引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性GB15693额定电压GB31111996高电压试验技术高压输变电设备的绝缘配合GB198489交流高压断路器GB198589交流高压隔离开关和接地开关GB44731996交流高压断路器的合成试验GB447484交流高压断路器的近区故障试验GB487685交流高压断路器的线路充电电流开合试验GB767484725KV及以上气体绝缘金属封闭开关设备GB767587交流高压断路器的开合电容器组试验GB1102289高压开关设备通用技术条件DL/T40291交流高压断路器订货技术条件DL/T403911035KV户内高压真空断路器订货技术条件DL/T4041997户内交流高压开关柜订货技术条件DL/T48692交流高压隔离开关订货技术条件DL/T53993户内交流高压开关柜和元部件凝露及污秽试验技术条件DL/T5931996高压开关设备的共用订货技术条件3使用环境条件使用环境条件见DL/T402912和附录A4额定参数及其选定值41额定参数411不论断路器是何类型都应给出的额定参数额定电压即最高电压额定绝缘水平额定频率额定电流额定短时耐受电流热稳定及其额定持续时间额定峰值耐受电流动稳定分合闸装置电源的额定电压和额定频率辅助回路开断与操作用的气源压力额定值对气动装置而言额定短路开断电流端部短路的TRV额定值额定短路关合电流额定操作顺序额定时间参量其中额定时间参量包括以下内容分闸时间及其变动范围开断时间包括燃弧时间额定区间及其变动范围合闸时间重合闸无电流间隔时间合分时间金属短接时间这些时间参量的额定值是根据以下规定条件确定的操作能源压力电压气压液压为额定值电源频率为额定值周围空气温度为205当试验在其他温度下进行时为了解释试验结果可能需要由用户与制造厂讨论确定412关于额定开断时间的补充规定额定开断时间是指在额定操作电压下施加分闸命令直到最后灭弧相灭弧为止之间的时间间隔它一般等于分闸时间与燃弧时间之和断路器在辅助电源的额定电压和额定频率气动或液压源的额定压力下以及周围空气温度为205下操作时在试验方式234的规定条件下确定的最大开断时间应不超过额定开断时间注1由于断路器应能在最低操作电压或压力下开断基本短路方式所以试验方式234所记录到的最大开断时间应考虑最低操作电压或压力所带来的修正修正算式如下TBT1T2T3式中TB额定开断时间T1在试验方式234中记录到的开断时间最大值T2在试验方式234中相同操作电压或气液压下所记录到的空载分闸时间T3额定分闸时间2对于模拟三相操作的单相试验所记录的开断时间按注1修正后可以超过额定开断时间01周即2MS因为在这种情况下出现电流零点的情况没有三相时的频繁3在试验方式4的关合开断操作中的开断时间应不超过额定开断时间10MS4在确定额定开断时间时应计及最长燃弧时间和三相不同期性的影响5额定开断时间的确定是由断路器按照上述这一名词的定义所确定的数值不是由制造厂随意指定的413在特定工况下应给出的额定参数电压在725KV及以上必要时也包括405KV额定短路开断电流大于125KA并与架空输电线路直接相连的断路器应给出其近区故障下的额定特性值额定电压在405KV及以上的断路器应给出开合空载架空线路的额定参数414根据订户要求提供的额定参数额定失步状态下的开断特性额定电容性电流开合特性包括空载电缆单个电容器组并联电容器组关合电容器组涌流额定值及频率额定小感性电流开断特性包括电动机并联电抗器415除油断路器外对其他类型的断路器取消并联开断发展性故障以及开断空载变压器的试验42断路器主要技术参数的选定421额定电压即最高电压1交流高压断路器的额定电压即最高电压如下36721211524405725126252245363550KV断路器的额定电压表示它在运行中能长期承受的系统最高电压断路器在运行中长期承受的电压不得超过其额定值断路器的额定电压应等于或大于系统最高电压选择断路器的额定电压时也应考虑DL/T6151997422额定绝缘水平及其表3的规定额定电压额定短路开断电流和额定电流的配合列于DL/T40291411的表6中注断路器的一切技术参数均是按其额定电压值进行核算的当使用地点的系统电压低于其额定值时除非另有规定原定的断路器技术参数不得随意扩大422额定电流2额定电流从DL/T4029143中选定并同时注意其411中表6的优先配合关系但是对厂用电系统和发电机的保护用断路器视要求另定应注意断路器没有规定的持续过电流能力在选定断路器的额定电流时应计及运行中可能出现的任何负荷电流把它们当作长期作用对待如果运行中的负荷电流是波动的有时超过预期额定值短时或周期性的应由用户与制造厂双方协商确定在DL/T5931996637中虽然规定了提高温升试验电流值户内提高10户外提高20不得将此误解为可以持续地提高运行负荷电流即额定电流1参阅IEC561987810212参阅IEC56198781024423额定短路电流4231额定短路开断电流额定短路开断电流是指额定短路电流中的交流分量有效值4232额定短路关合电流额定短路关合电流是指额定短路电流中的最高峰值它等于额定短路开断电流值的25倍这是根据系统直流分量衰减的时间常数为45MS推算的数值4233额定短时耐受电流及其持续时间额定值额定短时耐受电流等于额定短路开断电流其持续时间额定值在110KV及以下为4S在220KV及以上为2S4234额定峰值耐受电流额定峰值耐受电流等于额定短路关合电流即额定短路开断电流乘以一个系数25对发电机断路器这一系数由发电机断路器标准另定例如27284235短路电流中的直流分量短路电流中的直流分量见本标准81并参考附录B424额定频率我国电力系统的额定频率为50HZ如果断路器使用在额定频率以外的其他频率时应与制造厂协商425额定绝缘水平11参阅IEC56198781022高压开关设备的额定绝缘水平根据表4选取表中的数值适用于户内和户外断路器选用断路器时应说明它是户内断路器还是户外断路器断路器的绝缘包括主回路对地绝缘相间绝缘断路器断口间绝缘起联络作用的断路器断口间绝缘即起隔离作用的隔离断口在这些部位的绝缘要求见DL/T5931996422表3的说明16注1对断路器的冲击绝缘试验应使用GB31111996633所规定的2/15试验法2如果所要求的绝缘水平超过其额定值则应采取限制过电压的措施或使用额定电压更高的断路器5断路器的时间参量断路器的时间参量参见附录C包括下列各项参量分闸时间与合闸时间开断时间燃弧时间与燃弧时差合分时间分合时间三相分合闸不同期性51分闸时间制造厂应给出分闸时间的上下限值其下限值参见附录D52合闸时间制造厂应给出合闸时间的上下限值合闸时间的时限应能满足重合闸无电流间隙期的时间配合关系参见附录E53合分时间制造厂应给出合分时间的上下限这个时间过去曾称之为金属短接时间它是断路器动静触头在重合闸过程中的第一个合开始机械性接触起直到重合闸第二个分又机械性的脱离接触止之间的时间间隔它代表重合又再分时动静触头处于接通的时间区段参见附录F54燃弧时间与燃弧时差50HZ交流电弧每001S有一个过零点交流开断电弧在电流过零瞬间灭弧实现开断在开断过程中每相出现电弧的时间区段叫燃弧时间但是燃弧时间的长短却是变动的它受下列诸因素的影响灭弧时间是在电流正弦过零时但起弧时间可以是在半波中的任何瞬间三相电路中三相的起弧瞬间与三相电流过零瞬间的相互关系三相电路中是首先灭弧极还是第二第三灭弧极这又与系统的中性点是否接地有关它是中性点直接接地系统还是中性点绝缘系统每相中在指定开断电流下何种方式的最短燃弧时间断路器的三极分闸不同期及其不同期的可能组合方式开断电流中的直流分量它影响到电流过零点从而影响到各极中的燃弧时间为保证系统安全运行系统要求断路器在上述燃弧时间中的最长燃弧时间下应能可靠灭弧另一方面从结构上说断路器在开断某一短路故障时有一个固有的能可靠灭弧的最短燃弧时间二者之差即为燃弧时差在各种试验方式的试验中获得的断路器成功开断的最长燃弧时间与最短燃弧时间之差应等于或大于要求的燃弧时差超高压断路器的开断试验总是采用合成试验方法考虑断路器开断系统三相短路故障的操作中的各种随机条件和实用的限定条件在计算出各相燃弧时差的分布规律后取能覆盖运行中95情况的燃弧时差作为确定合成回路应保证的燃弧时间的依据按GB44731996在各种试验方式和系统条件下的燃弧时间要求和试验步骤按下述规定进行A出线端故障的试验方式1234操作顺序见表3用单个开断操作OS按首开极条件求出各试验方式中断路器的最短燃弧时间TAMIN并作为第一次有效开断操作为了确定最短燃弧时间至少要作两次开断试验且一次开断成功一次开断失败两次试验的燃弧时间之差限定为大约1MS第二次及第三次开断操作的燃弧时间取表1中第3栏和第4栏中的值分别是首开极和后开极条件下要求的最长燃弧时间由于在同一试验方式的3次试验中不便于及时更换试验线路改变TRV值故列出了第5栏的后开极代用条件这是经过分析和圆整后的值对用于自动重合闸操作的断路器重合闸之后的OS操作的燃弧时间是按首开极条件还是后开极条件不作规定但要求试验方式4重合闸之后的OS操作的燃弧时间应稍长于首开极条件的值B出线端故障的试验方式5三次单个开断操作按下述顺序进行第一次开断操作在小半波之末熄弧并由此确定最短燃弧时间TAMIN第二次和第三次开断操作均在大半波之末熄弧其燃弧时间等参数见表2C失步故障试验中的燃弧时差在两次开断操作中得到的燃弧时间之差不小于5505MS表1试验方式1234的燃弧时间系统中性点参数首开极条件后开极条件后开极代用条件12345燃弧时间MSTAMIN5505TAMIN9705TAMIN905电压因数1312513直接接地电流零点时的变率相对值DI/DT10891表1中的电压因数是开断后工频恢复电压瞬时值与额定相电压幅值之比电流零点时的变率相对值以三相对称短路电流零点的DI/DT为基准实际试验的燃弧时间可超过表1中第345栏规定的上限但不得低于其下限表2试验方式5的燃弧时间系统中性点参数首开极条件后开极条件后开极代用条件12345燃弧时间MSTAMIN4105TAMIN8705TAMIN8205电压因数1312513直接接地电流零点时的变率相对值DI/DT089注表中FPPK212参见GB4473199673实际试验的燃弧时间可超过表中第345栏规定的上限但不得低于其下限表3试验方式1234和5的合成试验顺序252550KV序号试验方式合成试验方法操作顺序1GB1984897155OCOTCO2123代用法OSODOSTOS3GB198489715OCOTCO4代用法1OSODCSOSTCDOS5代用法2OSODCDOSTCSOS64代用法3CSOSODCDOSTCDOS75开断操作OSOSOS注表中03ST180SCS合成中的关合操作OS合成中的开断CD低压和额定关合电流下的关合操作OD低压和额定开断电流下的开断操作O分闸操作CO合闸之后立即进行无故意延时的分闸操作55分合时间分合时间是指重合闸过程中的无电流时间加所有极触头分离后的燃弧时间及第一极预击穿燃弧时间12KV及以下断路器的分合时间为0305S12KV以上电压等级断路器的分合时间为03S它们均应可调并视系统要求而定如果是单相重合闸分合时间应与潜供电弧的自灭特性相配合220500KV各电压等级线路潜供电弧的自灭特性如下A确定潜供电弧的风速范围选定为1525M/SB确定潜供电弧自灭时限的恢复电压梯度工频有效值无补偿电抗时一般情况约10KV/M特殊情况约168KV/M有补偿电抗时一般情况约8KV/M特殊情况约135KV/MC潜供电弧能快速自灭的电流限值无补偿时为12A有补偿时为102030A快速自灭时限分级为015S以内和025S以内D系统短路电流持续时间为01S以下E潜供电弧熄灭后的弧道介质恢复时间指其弧道绝缘能力恢复到能承受系统重合后的正常系统电压为004S以上一般可选为01SF为潜供电弧灭弧后的无电流间隙期所留的裕度为01SG各电流下的潜供电弧自灭时限推荐值概率保证值90无补偿时恢复电压梯度为10KV/M时12A01015S24A035056S40A04065S50A053079S60A062097S80A096140S恢复电压梯度为168KV/M时12A0305S24A05508S40A0710S50A085123S60A10515S80A122S以上有补偿时恢复电压梯度为815KV/M时10A01S以下20A01S以下30A018022S在决定三相自动重合闸过程中的分合时间时尚应考虑超高压线路上并联电抗器如果有的话的磁能经单相接地点放电电流数百安级的影响它的存在也会引起潜供电弧现象56分合闸不同期性合闸不同期性252KV及以下断路器的合闸不同期性不大于10MS363KV及以上断路器的合闸不同期性不大于5MS分闸不同期性252KV及以下断路器的分闸不同期性不大于5MS363KV及以上断路器的分闸不同期性不大于3MS6断路器的绝缘特性61断路器的绝缘配合断路器的绝缘配合如表4所示并参见附录G表4断器的额定绝缘水平额定雷电冲击耐受电压峰值1MIN工频耐受电压额定操作冲击耐受额定电压1相对地2相间3断路器断口4隔离断口5相对地6相间7断路器断口8隔离断口9相对地10相间11断路器口1236404040462525252772606060703030303412注757560757560757560858570423042304230483524125125125145656565794051851851852159595951183253253253751551551551977253503504504504505202002002002251261235505505506302302302302658508508509503603603604159509509501050395395395460252245105010501050120046046046053095010501050105020510502054604605205208501300850299503631175117511752051175205510510580580950142585029117514251425142531514253156306307907901050167510504117515501550155031515503156306307907901050167510504117515501550155031515503156806807907901175180010504117555016751675167531516753157407407907901175180010504注1当10KV系统中性点为直接接地时绝缘水平采用括号中的数值2表内项451213中号内的数值表示反相工频电压的作用62外绝缘耐受电压试验方法对雷电冲击或操作冲击一律使用2/15试验法即连续对试品施加指定水平的冲击电压15次如果在自恢复绝缘部分的闪络不超过2次即可认为通过了试验见附录H63SF6断路器包括GIS零表压时能耐受额定电压的能力取消这一要求参见附录J64断路器外绝缘公称爬电比距与凝露条件下的绝缘要求641户外断路器的公称爬电比距要求见DL/T5931996312C642户内断路器包括开关柜的公称爬电比距要求见DL/T5399332表2对高压开关柜在可能凝露情况下的对策见DL/T5931996311注3注1在改造非凝露型高压开关柜以适应偶然凝露条件下的运行工况时常常是改造周围空气质量更为经济和可靠采用除湿空调环境2公称爬电比距是指外绝缘爬电距离与其额定电压即最高电压之比单位是MM/KV643超高压断路器断口间的公称爬电比距与对地公称爬电比距之比一般取为115135如果对地公称爬电比距值较大取偏小值如果对地公称爬电比距值较小取偏大值当断路器起联络作用时其断口的公称爬电比距应选择较大的数值一般不低于127断路器的开断与关合工况71与断路器的开断和关合特性有关的工况711故障电流A端部短路即出线端短路故障方式15以及临界电流B近区短路故障C失步状态D异相接地故障E并联开断F发展性故障G开断变压器二次侧短路电流由一次侧开断712电容性电流A空载架空线路B空载电缆C电容器组单组电容器多组电容器并联713小电感电流A开断感应电动机B开断并联电抗器C开断空载变压器要按照断路器的预期工况来选定断路器一种型号的断路器无法同时满足上述所有要求72与开断关合工况有关的某些因素721关于操作顺序虽然标准中规定了几种顺序但目前国内普遍采用下列操作顺序在使用重合闸的场所为O03SCO180SCO对不用重合闸的场所为O180SCO180SCO当使用合成回路时上述顺序的若干代用方法见55表3722首开极因数是指三相电力系统中三相短路第一相开断后在开关安装处的完好相和另两短路相之间的工频电压与短路消除后同一处相电压之比首开极因数与系统中性点接地与否密切相关中性点直接接地时的首开极因数为13中性点绝缘时首开极因数为15在我国725KV及以下为中性点绝缘系统126KV及以上为直接接地系统参见附录K723试验方式见GB198489715的规定8额定短路开断电流的选定额定短路开断电流表征断路器在端部短路下的开断能力它由两部分合成交流分量有效值和直流分量百分数81开断电流中直流分量的计算系统短路电流中的直流分量衰减时间常数为45MS见图1曲线1如要求有更长衰减时间常数推荐为60MS见图1曲线2图1系统短路电流中的直流分量从系统出现短路时算起直到断路器断口分离时的总时间为T对三相断路器而言指首开极电流的TT的数值等于断路器的分闸时间加10MS据此由图1可得出首开极开断电流中的直流分量注意这儿的分闸时间是指可能的最短时间即其范围的下限当断路器安装在电气上离发电机足够远时交流分量的衰减可以忽略在这种情况下选用的断路器的额定短路开断电流不小于安装处的系统短路电流有效值就足够了基本的短路试验方式DL/T402911910近区故障下的试验方式DL/T4029120和临界开断电流特性DL/T4029121已能概括断路器开断能力中的基本属性因此当使用地点的预期短路电流较低时没有必要进行以较低的额定短路开断电流为基础的一系列短路试验在某些情况下直流分量衰减更慢例如当断路器临近发电中心交流分量可能比一般情况衰减得更快以致短路电流甚至在几个周波内都不过零在这种情况下可用下述各法减轻断路器的负担例如断路器延时分闸或由另外的辅助触头接入附加的阻尼装置并使触头依次分闸如果要求的直流分量百分数大于常规值则应在订货时特别提出并应同时考虑其瞬态恢复电压特性的变化额定短路开断电流系列值为63812516202531540506380KA它与额定电压额定电流的组合优先系列见DL/T40291411表682额定短路开断电流值的计算方法按GB198489511图8的规定计算但是应当指出两点A由于近年来开关设备试验技术的进步开关设备具有其铭牌所指定的开断能力如果计算的三相短路电流值接近或等于铭牌值就应该按照这个电流值来选定断路器例如计算所得短路电流值为40KA或接近40KA就应选择40KA的断路器不必选用更大的断路器B额定短路开断电流值指断路器动作后在触头分离瞬间的三相短路电流值不是短路后的零秒数值这中间要包括继电保护的动作时间断路器的分闸时间此时短路电流有一定的衰减在选择断路器的开断能力时应按照衰减后的短路电流实际值来选择但是要校验其短时峰值耐受电流是否超过铭牌规定值83当系统单相短路电流大于三相短路电流时如何选定断路器的开断能力在此情况下的处理原则是所选用的断路器的额定短路开断电流应大于或等于所计算的单相短路电流值参见附录L9断路器的TRV参数暂态恢复电压特性参数按照IEC的TRV参数计算方法根据我国电压等级数值计算出各个电压级的TRV参数如表5用两参数法表示的72KV725KV的TRV特性参数表6用两参数法表示的126KV550KV的TRV特性参数和表7用四参数法表示的126550KV的TRV特性参数表57中各物理量意义为U电压等级KV开断试验中的开断电流百分数KT首开极因数UC两参数法的TRV波形最高幅值KVT3TRV波形到达UC的时标STDTRV的时延SU时延线的终止电压KVT时延线U的时标S表67中括号内的数值与相应TD括号内的下限数值相对应UC/T3两参数法TRV初始上升率KV/SK振幅系数U1四参数法TRV的第一波峰幅值KVT1TRV波形到达U1的时标SU2四参数法TRV的第二波峰幅值KVU1/T1四参数法TRV的初始上升陡度KV/S表5用两参数法表示的TRV特性参数72KV725KVUKVKTUCKVT3STDSUKVTSUC/T3KV/SK721001512518412502414726015132244412060157230151311244612015120100152161969290341412060152226573140851512030152213373717015240100154188131374204714240601544388147201161524030154419414710232154051001569116172315606014405601574501024827148154053015742552481329615725100151241668414640751472560151337214444381851572530151333674441937015表6用两参数法表示的TRV特性参数126KV550KVUKVKTUCKVT3STDSUKVTSUC/T3KV/SK12610015216108212774150214126100131879421067354321412660152317721377283931512660132016721167243331512630152314658772023515126101523641579195817252100133741872201346987214252601340113422213447673152523015463935151543646515252101547267815731717363100135392702291939812521436360135781932321936696315363301357811651919344585153631015680821022737831755010013817409244292148190214550601387629224929299146315550301387617552929263885155501015103110313344471017表7用四参数法表示的TRV特性参数126KV550KVUKVKTU1KVT1SU2KVT2STDSUKVTSU1/T1KV/SK12610015154772162312127741502112610013134671872012106735432112660151545123123121377283931126601313445201201211672433311263015154312312315877202351252100132671343744012201346987212526013267894014012221344767312523015309624634635151543646513631001338519353957822919398125213636013385128578578232193669631363301338577578578519193445851550100135842928178762442921481902155060135841958768762492929914631550301358411787687652929263885110断路器的型式试验项目断路器的型式试验项目参见附录M如下A绝缘试验1MIN工频耐压试验雷电冲击耐压试验操作冲击耐压试验人工污秽试验凝露试验局部放电测试控制回路的1MIN工频耐压试验B机械试验机械操作试验常温下机械稳定性试验端子静拉力试验C主回路电阻测量D长期工作时的发热试验温升试验E短时耐受电流试验和峰值耐受电流试验热稳定试验及动稳定试验F端部短路条件下的开断与关合试验G其他条件下的开断与关合试验近区故障条件下的开合试验失步条件下的开合试验异相接地条件下的开合试验额定短路开断电流下的连续开断能力试验电寿命试验临界电流的开合试验H容性电流开合试验空载架空线路的开合试验空载电缆的开合试验单组电容器的开合试验多组电容器并联下的开合电容器组试验I小电感电流的开合试验开合并联电抗器的试验空载起动制动时电动机的开合试验J无线电干扰电平测试K环境条件下的试验高低温试验湿度试验淋雨试验覆冰条件下的试验密封试验地震考核11近区故障近区故障性能是选用断路器的必备条件之一对电压在725KV及以上额定短路开断电流在125KA以上并与架空线路直接相连的断路器都应具有近区故障开断能力开断电流值分为额定短路开断电流的9075两级名称叫做L90L75与之相关的标准为GB447484操作顺序为OT1CO180SCO但是目前世界各国的近区故障下的操作顺序都按IEC标准仅限于分闸操作的额定操作顺序即OT1O180SOT1为重合闸的无电流间隙时间但实际上采用合成试验多为单分三次从运行中的实际情况来说备有自动重合闸装置的出线断路器在遇见近区短路时的操作顺序正是额定操作顺序其他的方案都是变通的替代方案这常是因为试验室设备条件难于具备和具体试验进程难于按要求实施所致在近区故障条件下也有长短燃弧时间之分在中国甘肃兰州附近进行的现场单相试验表明在长燃弧时间下断路器开断时声音很大地面震动这种工作条件较为沉重因此在上述三个分中至少应有一次的燃弧时间超过13MS14MS12失步条件下的操作特性选择失步条件下的试验要求参见附录NA失步开断电流额定值为额定短路开断电流值的25B中性点直接接地系统单相试验时的工频恢复电压值为产品额定相电压即最高相电压的2倍中性点绝缘系统单相试验时的工频恢复电压值为产品额定相电压即最高相电压的25倍13并联开断与发展性故障取消这两种考核要求对近代断路器而言都不是自能灭弧断路器开断这两类故障不存在困难IEC自1979年已取消为此制定相应的标准我国在80年代为了取得本国经验曾由沈阳高压开关厂进行过相应的试验试验结果表明开断这类故障并未引起特殊现象电力部高压开关设备标准化技术委员会也于90年代初提出停止这一试验要求14如何选用12KV真空断路器目前我国正在普遍推广配电设备无油化12KV级真空断路器应用广泛35KV级已有产品也正在为更高电压等级的真空断路器进行技术准备本导则是针对12KV级额定短路开断电流为2031540KA真空断路器提出的对其他产品可以参照引用141表征真空断路器质量的特性数据应包括下列各个方面绝缘特性包括污秽条件和凝露条件下的绝缘在长期工作时的发热机械操作特性和机械稳定性电寿命能力开合电动机开合电容器组包括多组并联电容器的开合试验合闸弹跳特性分闸反弹特性对以上各类特性除应遵守专业标准规定的特性外本行业标准强调的内容分述如下142绝缘特性1MIN工频耐压水平相对地断口间42KV断口间也可采用48KV雷电冲击耐压相对地断口间75KV相间净距不小于125MM加相间隔板后隔板两边距带电体的净距每边不小于30MM对凝露型产品应经受凝露试验对绝缘爬电比距要求见DL/T5931996143长期工作时的温升对户内式断路器温升试验电流为额定电流的11倍对户外式断路器温升试验电流为额定电流的12倍144机械特性和机械稳定性取消6000次这一级其余的分级为10000200003000040000次145电寿命能力1451表征真空断路器电寿命特性的特性数据如下在额定短路开断电流下的连续开断次数开断与关合操作顺序首开极在三相中的分布状况三相分闸不同期性开断时间的稳定性即开断时间是否符合IEC56198741131的要求三相真空灭弧室中开断电弧弧柱能量在整个电寿命试验中的累计值及各相中电弧弧柱释能的最大值与最小值的比首开极的最短燃弧时间后开极的最长燃弧时间出现超长燃弧时间的次数及它在电寿命试验进程中出现的时间合闸是否弹跳弹跳时间分闸是否反弹分闸反弹时间及其大小程度12KV20315KA真空断路器特性数据的变动范围通过电寿命试验后的评级标准参考值其他真空断路器的特征值另定如表8所示表812KV20315KA真空断路器特性数据的变动范围分级指标名称一级二级三级在额定短路开断电流下的连续开断次数电寿命次503030电寿命中包含的额定操作顺序个数222首开极在三相中分布的不均匀率1不均匀率不大于05不均匀率不大于05不均匀率大于05三相分闸不同期性MS0512开断时间是否符合IEC56198741131的要求2符合视同符合误差5MS不符合误差5MS首开极最短燃弧时间MS253545后开极的最长燃弧时间3MS101212注1X1N不均匀率其中N1表示标准离差X表示样本均值一组数字的算术平均值计算表明与不均匀率为05对应的相间电弧能量差约为1133与不均匀率大于05对应的相间电弧能量差大于11332电寿命试验中开断时间的波动范围不得大于20MS超过者为不合格品3各相中燃弧时间不得大于15MS超过者性能不良但由于老炼的原因除外见14521452当出现长燃弧时间时指燃弧时间超过13MS应按照它在电寿命试验进程中出现的时间分别判断参见附录PA出现在电寿命试验进程的最初第一次第二次第三次开断中出现次数24相次产品判断为合格品导致这一现象的原因属老炼过程B出现在电寿命试验进程的中后期出现的相次不计应判断为产品真空灭弧室质量较差或质量不稳定C不论后灭弧相的超长燃弧时间长达什么程度首开极的燃弧时间不得大于10MSD超长燃弧时间的机理视同滑相1453对真空断路器进行电寿命试验时应记录的参数在进行真空断路器电寿命试验时除按有关标准要求记录外每次开断中还应记录出下列参数三相中各相的燃弧时间每次开断时的开断时间合闸是否弹跳分闸是否反弹146开合电动机真空断路器应具有在电动机起动过程中在制动状态下在空载在带有负载时开合电动机的能力一般地开合电动机的特性通过各种工况下的试运行进行考核也可以在特殊安排下的试验室试验进行考核147开合电容器组单个电容器组的电流值160200400630A背对背电容器组电流值400A试验进程由有关电力行业标准作出规定148合闸弹跳与分闸反弹合闸弹跳影响合闸能力和电寿命分闸反弹影响弧后绝缘对12KV真空断路器以合闸无弹跳分闸不反弹为好或者合闸弹跳与分闸反弹量越小越好15断路器开断电容性电流的推荐值断路器开断电容性电流的推荐值见表9表9断路器开断电容性电流的推荐值1空载架空线路空载电缆单台电容器涌流断路器的额定电压KV容性电流A容性电流A电流峰值KA频率HZ容性2电流A12115255803580245033245405610033245660366072510125332453703370126315140332452522451602503324536335035533245550500500注1开断时不得发生重击穿2当一相电容器被击穿后开断电流值为3倍16开断空载变压器各电压等级免去在试验室条件下进行开合空载变压器的试验如有要求可结合现场投产时进行开合空载变压器的试验在试验中一般地在550KV及以下的过电压不得超过2倍额定相电压参见附录Q17关于二次侧短路开断某些断路器在一定条件下应具有二次侧短路开断能力参见附录R18SF6压力容器中的含水量泄漏率与凝露为提供完整的资料本章包括了全部SF6开关设备的要求181容器的条件A气室有无产生电弧的可能B与产生电弧的气室在气路上相连的气室按哪一种气室对待与联通的方式有关按照国内现有结构而论与FA型断路器相似的以导气管小自封接头逆止阀等直接联通的装置可视为不相连除此之外视为连通的C设备是运行中还是交接时D是什么温度周围空气温度下测得的含水量建议以20下的数值作为标准规定值在其他的周围空气温度下测得的数据在对比时应校正到20对FA型断路器校正曲线如附录S所示E确定含水量标准时考虑的因素是对有电弧作用的气室是毒性物质的生成量和按10时水蒸气含量不致饱和进行计算对没有电弧作用的气室是适应在气温为0时容器内不致产生凝露为了适应运行中的变化量水汽在大气条件作用下将通过缝隙逐渐渗入SF6容器内还要考虑数年十余年的运行期视设备类型而异F在计算含水量变化过程时可将容器内外的SF6与H2O气体按理想气体对待它们的运动规律互不相干这样计算的结果比较安全G有没有足够的吸附剂H地域区分在中国地理条件下将全国大致分为两类区域区域1包括华东华南华中和西南区域2包括华北东北和西北ISF6容器中的含水量体积比标准值20时见表10表10SF6容器中的含水量体积比标准值20时106是否有电弧作用作用产生电弧的气室不产生电弧的气室交接验收值150500运行中允许值3001000182充SF6N2等充气设备年泄漏率允许值A新品及运行中的36550KV工作气压0306MPA表压的SF6GIS年SF6气体泄漏率不得大于1B充SF6开关柜当投运之初的柜内水汽含量体积比不超过100010620时其SF6年泄漏率不得大于1当投运之初的柜内水汽含量体积比不超过50010620时其SF6年泄漏率不得大于2但SF6环网柜的泄漏率在运行中仍不得大于1C充N2柜的年气体泄漏率新品和运行中不得大于2加装足量吸附剂后的年泄漏率不得大于3对上述设备应按其技术条件要求测定其泄漏率充SF6的设备在现场测试年泄漏率时可采用局部包扎法即将法兰接口等外侧用塑料膜包扎后历时5H以上根据膜内SF6含量核算亦可采用其他方法关于充气开关设备的泄漏含水量和凝露见附录T19用于低温地区的SF6电器设备在低温地区SF6可能液化从而降低了其余仍处在气态下的SF6分压力也就影响到它的绝缘和开断与关合性能在低温地区使用的SF6电器设备可选用以下方案A将装置装在室内采暖或对装置本体加热B降低SF6的工作压力C混和气体目前主要是混入N2或空气低温对SF6电器设备绝缘能力的影响参见附录U20断路器的外绝缘与凝露断路器在下列湿度条件内应能正常工作日相对湿度平均值不大于95月相对湿度平均值不大于90日温差为15K在这些条件下偶尔会产生凝露因此应采取注2注3的措施之一以维持设备的正常运行注1在高湿度期内产生温度急降时可能出现凝露2为使产品能耐受湿度和偶尔凝露的影响导致绝缘闪络击穿或金属部件腐蚀可采用按此条件设计和试验定型的户内断路器3可用特殊设计的建筑物或小室进行适当的通风或加热或空调或采用消湿措施以防止凝露附录A提示的附录周围空气温度和海拔A1周围空气温度DL/T5931996311A和312A规定了使用断路器的周围空气温度IEC在指周围空气温度时用的词是AMBIENTAIRTEMPERATURE这是指断路器在运行中周围的空气温度它不是某个地区气象台站公布的大气温度气象部门公布的大气温度是按一定条件装设的百叶箱中测得的大气温度测点本体并不遭受日照断路器在运行中有诸多不利因素例如水泥地面的热反射开关场地的局部小气候其他环境因素如发电厂锅炉房旁密闭不通风场所以致断路器四周上下左右的局部气温上升但在另一些场所例如高寒地区的风口距地面有一定高度处的局部温度又有可能低于气象台站百叶箱中的温度值在选用断路器时应将这些局部因素考虑在内A2关于高海拔地区DL/T593199621规定断路器运行地点海拔分级为1000M及以下10003000M3000M以上现有产品海拔规定都是1000M10003000M属高海拔专用产品当使用地区在3000M以上时应与制造厂协商附录B提示的附录短路电流的计量B1短路电流中的直流分量是以断路器的额定短路开断电流值为100核算的举例断路器的额定短路开断电流为50KA但断路器安装地点的短路电流值仅能达到30KA当机构快速动作致使开断电流中的直流分量达到60时直流分量值达到KA21826030以50KA核算其直流分量百分数仅为18250236应按36向制造厂提出技术要求而不是60B2短路电流中的交流分量和直流分量应分别对待应该指明交流分量是若干千安直流分量是若干千安当触头分离起弧瞬间注意已废除过去使用的全电流概念所谓全电流是指22直流分量交流分量全电流这已是数十年前使用过的不科学的陈旧概念目前表征断路器开断特性的参量已经没有这个名词了B3表征断路器开断能力的大小是4231和4232中的值过去所说的兆伏安概念已废弃不用B4额定短路关合电流峰值25额定短路开断电流这一计算式中系数25是基于电力系统中的直流分量衰减时间常数定为45MS由于系统的发展特别是大型发电机和大容量自耦变的投入系统直流分量衰减时间常数变大了IEC在其1995年的修订意见中已规定出60MS的情况上述系数25应增大为26如果是发电机断路器该系数可能上升为2728在极端情况下可能更高短路电流在初期几个半波没有过零点这些情况需要区别对待其一核算出的系统短路电流峰值超过25额定短路开断电流时应选择大一级的额定短路开断电流的断路器使其25倍数值能超过计算出的系统短路关合电流峰值又如在某些地点当起动感应电动机的过程中出现异常状态以致起动电流非正常起动最大峰值超过了额定短路开断电流的25倍则应选择额定短路开断电流更高的断路器B5应该相信目前断路器铭牌上标定的开断能力现代交流高压断路器已经过反复试验确证它能达到铭牌上标定的开断能力不需要再留裕度B6应按照系统运行15年上下的发展远景选定断路器的开断能力B7确定断路器的额定短路开断电流时应严格按照DL/T40291附录A图A1所示以断路器触头分离瞬间的三相短路电流值作为断路器额定短路开断电流值它不是电网短路后的零秒数值附录C提示的附录分闸与合闸开断与关合对断路器来说凡是不带电情况下的操作叫作分闸与合闸凡是带电情况下的操作叫开断与关合它们之间的差异在于不带电时没有燃弧时间和预击穿时间并应注意在三相情况下的具体规定因为灭弧瞬间和预击穿瞬间在三相中是不同的附录D提示的附录分闸时间的下限如不规定分闸时间下限值难于确定它所应开断的直流分量值方式5例如只规定分闸时间不大于005S在型式试验中的调整分闸时间正好是005S开断时的直流分量调整为25左右按照GB198489图9这种试验是合格的但是在运行中断路器的分闸时间有时甚至短于005S例如003S此时的直流分量可达40而这在型式试验中并未考核到因此在型式试验的开断试验中应按分闸时间允许值下限的直流分量作方式5试验而在运行中的分闸时间不得超过其规定值的上限附录E提示的附录合闸时间的变动范围如果不规定出合闸时间的变动范围难于确定关合试验条件的有效性例如只规定出合闸时间不大于012S在型式试验中的合闸时间却被尽量缩短了此时合闸能力加强合闸缓冲力加大断路器的寿命可能会受到影响但在运行中的合闸时间可以调整到不大于012S它的合闸能力没有在合闸力较小的情况下受到考验因此在型式试验中应将合闸时间调至规定的最大值附近附录F提示的附录合分时间这一时间区段影响到F1动静触头在重合时是否能合到底达到最终合闸状态F2只有合闸到底才能保证下一个分操作时的分闸速度有利于保持第二个分的开断能力F3对某些结构的断路器例如少油断路器具有压油活塞时或SF6断路器的气缸要求有回气时间时尚要求一定的合分时间以保证分的开断特性F4合分时间加长时对系统稳定性起着不利影响因此合分时间也应该有个范围在型式试验中的合分时间不得超过规定值而在运行中的合分时间不得小于规定值例如在型式试验中的合分时间应不大于50MS而在运行中不得小于50MS它在一定范围内应是可调的附录G提示的附录额定电压等级和绝缘水平G1我国额定电压即最高电压与IEC的电压标准级别稍有不同在表4中国标值放在前面IEC标准值列于括号中一切型式试验取较高值为基础核算其试验条件G2相对地的额定雷电冲击耐受电压36KV550KV均取自GB31111996其相间值等于相对地值G3根据电力部高压开关设备标准化技术委员会以下简称标委会第九次年会山东曲阜的决定725KV及以下电压等级的耐压标准仍执行GB31164的规定其断路器断口间的耐压水平与相对地的耐压水平相同不再考虑反相电压的作用G4按GB767484表1表2确定725550KV的额定绝缘水平但对下列数值应作出修正725KV级的69项根据标准化委员会八九次年会意见确定将140KV160KV并为155KV126KV级的69项将185KV改为200KV见GB31111996项9的126KV级较其项8高25KVG5隔离断口包括隔离开关断口以及有隔离作用的断路器断口项5的36KV725KV级数值取自IEC694高压开关设备和控制设备的共用特性参量1996表1A项项9的36KV725KV级数值为项6数值加反相相电压有效值G6按GB31111996补充了下列数值363KV1MIN工频相对地耐受电压为510KV550KV1MIN工频相对地耐受电压为740KVG7根据IEC6941996表1A补充了126123KV第二档和252245KV第三档较高的耐压水平值附录H提示的附录冲击耐压试验方法这是根据有关冲击耐受电压概率值为90所推导出的自然结论在高压开关设备外绝缘耐受电压试验中不使用3次和3/9次试验法参阅高压电器1995NO528页绝缘的耐受能力试验一文曾有人提出0/15试验法即在15次耐压中均不得发生闪络这在国际上已暂被否定1995年IEC华盛顿年会附录J提示的附录SF6开关设备的零表压耐压要求过去认为SF6设备可能因事故而剧烈泄漏至零表压为使设备