Q GDW 1811-2013 10kV带电作业用消弧开关技术条件

10kV带电作业用消弧开关技术条件2013-03-14发布2013-03-14发布国家电网公司发布I前言 Ⅱ1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14技术要求 5试验方法 26使用注意事项 37检验规则 38标志、包装、运输和贮存 4附录A(规范性附录)容性电流关合和开断试验回路 5附录B(资料性附录)带电断、接空载电缆引线仿真计算和试验结果 6编制说明 9Ⅱ为推进10kV带电断、接空载电缆与架空线路连接引线项目的安全有效开展，规范消弧开关的技术要求、试验方法、使用要求、检验规则等，特制定本标准本标准的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。本标准由国家电网公司运维检修部提出并解释。本标准由国家电网公司科技部归口。本标准起草单位：中国电力科学研究院、北京市电力公司、山东电力集团公司、江苏省电力公司本准主要起草人：刘凯、赵健康、刘庭、宁昕、肖宾、李明春、左新斌、林琦、苏梓铭。本标准为首次发布。110kV带电作业用消弧开关本标准规定了10kV带电作业用消弧开关的技术要求、试验方法、使用注意事项、检验规则等。本标准适用于10kV带电作业中使用的消弧开关。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T2900.20电工术语高压开关设备GB/T2900.55电工术语带电作业GB38043.6kV～40.5kV高压交流负荷开关GB/T11022高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求GB13398带电作业用空心绝缘管、泡沫填充绝缘管和实心绝缘棒GB/T14286带电作业工具设备术语GB/T18037带电作业工具技术要求与设计导则DL/T878带电作业用绝缘工具试验导则DL/T974带电作业用工具库房DL/T976带电作业工具、装置和设备预防性试验规程3术语和定义GB/T2900.20、GB/T2900.55和GB/T14286确立的以及下列术语和定义适用于本标准用于带电作业的，具有开合空载架空或电缆线路电容电流功能和一定灭弧能力的开关。人(手)力储能操动机构independentmanualoperatingdevice能源来自人(手)力，能量在一次连续操作中储存和快速释放，操作速度和力不取决于操作者的储4技术要求4.1基本结构要求4.1.1消弧开关应包括触头、灭弧室、操动机构等部件。4.1.2消弧开关的操作机构宜采用人(手)力储能操动机构，以实现开关快速的开断或关合。4.1.3消弧开关应采用透明的灭弧室，应可直接观察到开关触头的开合状态。4.1.4消弧开关应带有绝缘操作杆，或带有方便绝缘杆操作的挂杆、挂环等部件。4.1.5消弧开关外观应光滑，无皱纹、开裂或烧痕等。各部件之间应连接牢固。4.2部件要求4.2.1灭弧室灭弧室应采用满足GB/T18037要求的绝缘材料制成。24.2.2操动机构a)用于带电断空载电缆引线作业的消弧开关，应采用快速开断式操动机构。b)用于带电接空载电缆引线作业的消弧开关，应采用快速关合式操动机构。c)带有操作杆的操作机构，操作杆主体应采用满足GB13398的绝缘材料制成。d)不带有绝缘杆的操作结构，应带有方便绝缘杆操作的挂杆、挂环等部件。4.2.3绝缘操作杆与消弧开关配合使用的绝缘操作杆应采用满足GB13398要求的绝缘材料制成。4.3使用条件a)温度：-25℃~+40℃。b)湿度：≤80%。c)海拔高度：≤1000m。d)当断、接的空载电缆电容电流≥0.1A时，应使用10kV带电作业用消弧开关进行操作。4.4.1基本要求a)额定电压：10kV,b)额定频率：50Hz。4.4.2电容电流关合及开断能力：≥5A,操作次数≥1000次(相关计算及试验结果见附录B)。4.4.3开断状态下灭弧室及触头的工频耐压水平：42kV/1min。4.4.4操作杆耐压水平：45kV/1min,试验长度0.4m。4.5机械性能4.5.1消弧开关应操作安全、可靠、方便。4.5.2消弧开关应依靠操动机构完成整个操作程序，操动机构装置应确保分、合闸操作的准确性和可4.5.3操动机构操作寿命应不小于1000次操作循环。5试验方法5.1外观检查消弧开关必须进行外观检查，试品应满足4.1.5条要求。5.2.1.1开断工频耐压试验开断状态下的灭弧室及触头应按照GB/T11022进行工频耐受电压试验，只进行干态试验，试验电压加至静触头和动触头之间，试验电压42kV/1min。试验过程灭弧室及触头应无闪络、无击穿。消弧开关的绝缘操作杆应按照DL/T976进行工频耐受电压试验，试验距离0.4m,耐受电压45kV/1min,试验过程应无闪络、无击穿。5.2.2容性电流关合和开断试验按照GB/T3804进行容性电流关合和开断试验，试验要求如下：受试消弧开关应按照产品说明书规定的使用方式进行布置及操作。5.2.2.2容性试验回路a)试验回路试验为单相试验，可以用由电容器等集中元件组成的人工回路代替空载线路或电缆。试验回路3见附录A。b)试验参数1)试验电压波形应是正弦波，有效值为1.4×12kV/√3;2)试验电流波形应是正弦波，有效值为开关的最大关合及开断电容电流值的2倍。c)试验操作试验人员应戴好护目镜，通过绝缘操作杆进行操作，操作循环次数为100次。对于仅用于带电断或接电缆引线其中一种作业项目的消弧开关，应只进行分(闸)操作或合(闸)操作试验。应用下述项目来表征关合和开断能力：2)关合或开断的容性电流；4)合(分)的操作次数；d)试验后及试验过程中的开关状态负荷开关应通过100次循环操作试验，而不出现机械的或电气的损伤；允许在关合及开断过程中出现重击穿，但开关不应喷出火焰或金属粒子等物质，或产生可能会对操作人员有害的噪音。5.3机械操作试验5.3.1受试消弧开关的布置受试消弧开关应按照实际使用情况进行布置。它的操动机构应按照规定的方式进行操作。5.3.2消弧开关的机械试验a)消弧开关机械操作试验应在主回路中无电压和电流的情况下进行，应采用运行中所期望的典型操作力的范围进行1000次操作循环。b)在操作循环之间或合闸和分闸操作之间，不要求规定时间间隔。5.3.3机械试验中和试验后消弧开关的状态a)对于每一个操作循环，消弧开关都应完全达到合闸和分闸位置。b)消弧开关应该处于能够正常操作、关合、承载和开断其额定电流的状态。c)操动机构、触头的可靠动作应在试验过程中进行验证。d)试验后，所有部件应处于良好的状态，而不应有过度的磨损。6使用注意事项6.1在使用消弧开关进行断、接空载电缆引线作业之前，应通过测量电缆电流、检查线路开关断口等方式确认电缆线路处于空载状态。6.2在现场使用消弧开关之前，应进行外观检查，并进行1次空载试操作，以确认开关外观符合要求，且状态良好。并检查其是否在试验周期内。6.3在将消弧开关与线路连接之前，应确认消弧开关处于断开状态。6.4在带电进行消弧开关的操作时，作业人员应带好护目镜，并采用绝缘操作杆操作。7检验规则检验分为型式试验、出厂试验和验收试验，其试验项目见表1的规定。7.1型式试验在下列情况下，应对产品进行型式试验：a)新产品投产前的定型鉴定；b)产品的结构、材料或制造工艺有较大改变，影响到产品的主要性能时；c)原型式试验已超过5年时。4a)产品以批为单位进行验收。同一牌号原料、同一规格、连续生产的产品为一批。b)产品出厂应逐个进行表1所列项目的出厂试验。带电作业用消弧开关应逐一进行验收试验。验收试验项目见表1,也可以由用户与厂商协商后，抽样进行部分或全部型式试验项目。验收试验须在双方认定的有资质的单位进行。7.4预防性试验使用中的消弧开关应每6个月进行一次预防性试验。预防性试验项目见表1。序号标准条文型式试验出厂试验验收试验预防性试验1外观检查√√√√2电气性能试验工频耐受压试验√√√√3容性电流关合和开断试验√———4机械性能试验机械操作试验√—8标志、包装、运输和贮存8.1标志8.1.1产品应有清晰的标志，其内容包括：a)产品识别标志(型号、规格、操动机构形式、最大关合或开断电容电流值);b)制造厂识别标志(厂标或商标)。8.1.2标志方法及要求：a)产品的标志部位明显；b)在产品端部表面贴标签或压钢印标注。8.2.1应用防潮的塑料袋或其它防潮材料包装，整个包装应牢固，包装表面应有明显的“防潮”、“防8.2.2每一包装件上应附有标签标明：a)制造厂的名称、商标和厂址；b)产品的名称及规格；8.2.3每件包装上还应附盖有质量检验部门及检验员印章的产品合格证。在正常的运输和保管中，应注意避免损伤产品。8.4贮存产品贮存时，应防潮、防腐蚀；宜放置在专用库房中保存，库房按照DL/T974要求建立。5(规范性附录)电源钢器图A.1试验回路图6(资料性附录)带电断、接空载电缆引线仿真计算和试验结果1.带电断、接空载电缆引线仿真计算带电断、接空载电缆线路可以等效于10kV容性负荷的分闸、合闸操作。在开断空载电缆引线操作时，空载电缆长度、截面积，以及开断速度及电孤重燃次数，决定着断开过程产生的过电压及电弧电流情况；在搭接空载电缆引线操作时，空载电缆的长度、截面积，接入速度及接入时的相位角，决定着接入过程产生的过电压及电弧电流情况。工作组通过建立仿真模型，针对不同截面积、不同长度的空载电缆，以及人工直接断接、消弧开关断接方式的情况，对断接过程产生的暂态过电压、过电流、电弧能量等情况进行了计算分析研究。仿真计算的过电压、电瓜电流部分结果如下：(fiekaiduan.pl4;x-vart)v:V3A附录图11km电缆接入过程的接入点系统电压波形附录图21km电缆开断过程的电缆引线处电压波形a)作业过程时，电缆长度越长，电缆截面积越大，等效对地电容也越大，进行断接操作时，过电压和过电流的振荡周期越长，流过断接点电瓜的能量越高；b)由于采用快速分断及关合的消弧开关进行作业不易产生电瓜重燃，作业过程产生的过电压要小于人工直接断接方式；c)当电缆线路单芯(相)截面积不大于300mm²时，长度不大于3km,作业过程中最大操作过电压不大于2.8p.u.,最大暂态电流的能量不超过98J,最大单相的稳态电容电流最大为5A;d)当截面为50mm²的空载10kV电缆长度不大于150m,或截面为300mm²的空载10kV电缆长度不大于50m时，其单相稳态电容电流小于0.1A。2.带电断、接空载电缆引线试验工作组开展了带电断、接50m空载柔性电缆的试验。a)试验条件1)试验电源采用200kV/30kVA调压器升至Uo=8.7kV,电源引至模拟架空导线上。2)空载电缆采用50mm²柔性电缆50m,一端采用快速插拔旁路电缆终端与旁路负荷开关连接，一端采用电缆户外终端及引线。3)试验人员采用绝缘操作杆将10kV空载电缆的引线，进行开断及接入模拟架空导线试验，试验过7程记录电缆终端及引线处电压波形。试验照片如下：附录图3现场试验照片b)试验结果断、接试验过程可以听到断接处电缆与架空线之间充放电产生的电弧电流(火花放电)声音，且肉眼可观察到火花放电测量到的空载电缆稳态电容电流小于0.1A,测量得到的电缆引线处电压波形如下：附录图4带电接入空载电缆引线处电压波形附录图5带电断开空载电缆引线处电压波形由试验结果可知，断、接电容电流较小的空载电缆过程，不会产生过电压，断、接处产生的电瓜电流(火花放电)能量较小，在采取安全措施情况下，可以不采用消弧开关进行断、接操作。1编制背景 2编制主要原则 3与其它标准文件的关系 4主要工作过程 5标准结构和内容 6条文说明 1编制背景本标准是根据国家电网公司技术标准编制总体部署编写的。消弧开关是10kV电缆线路不停电作业中断接空载电缆与架空线路连接引线项目使用的主要工具，可以有效保证带电作业人员不受到空载电缆充放电过程产生的电容电流的影响。为了推广消弧开关在10kV电缆线路不停电作业中的应用，国家电网公司运维检修部组织中国电力科学研究院等单位开展了《10kV带电作业用消弧开关》技术标准的编制工作，对消弧开关的技术要求、试验方法等提出了规范性的要求。2编制主要原则本标准的编制遵守现有相关的法律、条例、标准和导则，同时依据了《10kV架空配电线路带电作业管理规范》、《10kV电缆线路不停电作业技术导则》等文件，并遵循国家电网公司对标准编写的要求。本标准编制以现有消弧开关的生产及应用水平为基础，同时考虑了各地配电网及作业人员的实际情况。本标准的出发点和基本原则是在保证消弧开关满足10kV电缆线路不停电作业的安全要求以及现场操作的实际需求前提下，使标准具有科学性和可操作性。3与其它标准文件的关系控制设备标准的共用技术要求》、GB13398—2010《带电作业用空心绝缘管、泡沫填充绝缘管和实心绝DL/T976—2005《带电作业工具、装置和设备预防性试验规程》等标准4主要工作过程2012年4月26日，国家电网公司运维检修部部署了《10kV带电作业用消弧开关》技术标准编制任务，明确了编写工作的牵头单位和配合单位，对标准编写的总体进度提出了要求。2012年5-7月，编写组在充分调研各地消弧开关生产及使用情况的基础上，分析消弧开关的技术要求、试验方法、检验规则等，编制了《10kV带电作业用消弧开关》的初稿。2012年8月，编写组在深入的讨论与研究的基础上，对初稿内容进行了补充、修改和完善，形成了《10kV带电作业用消弧开关》的征求意见稿。2012年9月，通过广泛征求意见，编写组完成了对征求意见的汇总和标准的修改，形成了送审稿。2012年10月19日，国家电网公司运维检修部组织有关专家对《10kV带电作业用消弧开关》送审2012年10-12月，编写组根据专家提出的评审意见再次对本标准进行了修改，完成了《10kV带电作业用消弧开关》的报批稿。2012年12月20日，国家电网公司运维检修部编写报批函，将《10kV带电作业用消弧开关》报批稿正式提交国家电网公司科技部。5标准结构和内容本标准共分8章，共24条。第1章“范围”,规定了本标准的主要内容和适用范围。第2章“规范性引用文件”,列出了本标准所引用的10项标准导则和规定。第3章“术语和定义”,共4条，对本标准采用的主要术语进行了定义。第4章“技术要求”,共5条，对消弧开关的基本结构要求、部件要求、使用条件、电气性能、机械性能等提出了具体的技术要求。第5章“试验方法”,共3条，对消弧开关各性能要求的试验方法及试验参数作了具体的规定。第6章“使用注意事项”,共4条，提出了消弧开关使用前及使用过程中的安全注意事项。第7章“检验规则”,共4条，对消弧开关的型式试验、出厂试验、验收试验、预防性试验作出了具体的规定。第8章“标志、包装、运输和贮存”,共4条，对消弧开关的标志、包装等要求作了具体的规定。附录A“容性电流关合和开断试验回路”,为规范性附录，规定了检测消弧开关容性电流关合和开断性能的试验回路的布置要求。附录B“带电断、接空载电缆引线仿真计算和试验结果”,为资料性附录，内容为带电断、接空载电缆引线的仿真计算及试验的内容和结果，是制定本标准4.3条和4.4条的技术依据。6条文说明第1章本标准所指的消弧开关主要用于10kV带电作业且仅限于用于带电断接空载架空或电缆线路引线作业项目。第3章本标准对操动机构、开断能力等部件以及特性的定义进行了规范，标准中开关的触头等术语主要参考GB/T2900.20-1994《电工术语高压开关设备》等标准第4.1、4.2条由于目前已有的消弧开关结构以及部件之间有一定的差异，因此，本标准未对消弧开关从结构或功能上进行分类，只对消弧开关的结构和各部件的功能提出了原则性要求。第4.1.1条消弧开关必须包括触头、灭弧室、操动机构等部件。第4.1.2条推荐消弧开关操作机构采用弹簧等储能操动机构，这样可以保证触头开断及关合的速度恒定且足够快，能够有效防止断接空载电缆时产生电瓜重燃。第4.1.3、4.2.1条消弧开关采用透明灭弧室，作业人员可以直接观察到开关的开合状态，在对开关进行关合或开断操作后，可以直接确定开关是否正确动作。若不采用透明灭弧室，作业人员无法直接掌握开关实际的开合状态，可能会在开关内部故