12kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备用绝缘件技术要求

12kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备用绝缘件技术要求1范围1.1本文件规定了额定电压12kV、24kV、40.5kV，额定频率50Hz户内交流金属封闭开关设备、控制设备内部所有固体绝缘件的术语定义、分类、原材料要求、结构尺寸、电气性能、机械性能、环境耐受性能、试验方法、检验规则、包装运输及贮存通用技术要求。1.2适用产品范围：铠装移开式、固定式、箱式金属封闭开关柜，环网柜，柜内绝缘套管、绝缘隔板、绝缘拉杆、绝缘支柱、绝缘筒、触头盒、穿墙套管、相间绝缘挡板、绝缘子等全部内置固体绝缘零部件。1.3本文件不适用于气体绝缘、液体绝缘介质，仅针对开关柜内部环氧树脂、SMC/DMC不饱和聚酯、聚四氟乙烯等固体成型绝缘件。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。GB11022-2011《高压开关设备和控制设备共用技术要求》GB3906-2020《3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》GB/T1408.1-2006《绝缘材料电气强度试验方法》GB/T19519-2014《标称电压高于1000V交流架空线路用复合绝缘子定义、试验方法及验收准则》DL/T1476-2015《高压开关柜绝缘件技术条件》GB/T2941-2006《橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序》3术语与定义3.1绝缘件开关柜内部承担电气隔离、对地绝缘、相间绝缘、机械支撑、传动绝缘功能，阻断高电压对地、相间放电的固体非金属成型零部件。3.2爬电距离两个导电部件之间，或导电部件与绝缘件外露表面之间，沿绝缘表面测量的最短路径长度，为绝缘件核心防护参数，防止沿面闪络。3.3电气间隙两个导电部件之间空气中最短直线距离，用于防范空气击穿放电。3.4局部放电绝缘介质内部局部区域发生的非贯穿性放电，长期局部放电会逐步击穿绝缘，引发开关柜内部短路爆炸事故。4绝缘件分类4.1按使用功能分类支撑类绝缘件：绝缘支柱、绝缘子，用于支撑高压带电导体，实现对地绝缘隔离防护类绝缘件：绝缘隔板、相间挡板、柜内绝缘护罩，用于相间、相对地隔离防护传动绝缘件：绝缘拉杆、绝缘操作杆，承担机械传动同时隔离高压电位穿墙连接类绝缘件：穿墙套管、触头盒、绝缘筒，用于柜体隔室之间高压导体贯通绝缘4.2按原材料分类环氧树脂浇注绝缘件（主流）：整体无气隙、电气性能最优，适用于40.5kV高压柜核心绝缘部件SMC/DMC模压绝缘件：机械强度高、性价比高，多用于12kV柜体绝缘挡板、支撑块工程塑料绝缘件：轻量化，多用于低压辅助绝缘结构，不得用于主回路高压绝缘5原材料通用要求5.1基础材料要求所有高压主回路绝缘件禁止使用回收料、二次再生绝缘原料，必须采用全新原生绝缘材料，材料批次需提供原厂材质报告。绝缘材料具备耐电弧、耐漏电起痕、阻燃、防潮、抗老化五大核心性能，阻燃等级不低于V0级，遇明火自熄，无熔融滴落物。材料吸水率≤0.1%，适配开关柜内部凝露、潮湿运行环境，避免受潮后绝缘强度大幅下降。5.2内嵌金属嵌件要求绝缘件内置金属螺柱、预埋件需采用镀锌碳钢或者不锈钢材质，无毛刺、无尖角，避免尖端电场集中引发局部放电。金属嵌件与绝缘本体结合紧密，无分层、无脱粘、无气泡，冷热循环后结合面不得开裂、松动。5.3外观质量要求绝缘件表面光滑平整，无裂纹、无气泡、无针孔、无缺料、无变形、无划痕；表面脱模剂残留需清理干净，不得影响表面爬电性能；颜色均匀统一，常规柜体绝缘件为橘红色，客户定制颜色除外；密封端面平面度达标，装配后无缝隙，防止潮气进入绝缘内部。6关键尺寸限值（电气间隙&爬电距离，户内标准大气压）所有绝缘件装配完成后，柜内高压带电部位必须满足下表最小电气间隙与最小爬电距离，污秽等级统一按照Ⅱ级污秽（城市工矿常规环境）设计。额定电压最小电气间隙（mm）最小对地爬电距离（mm）最小相间爬电距离（mm）12kV12520022524k5kV300500550补充要求：高海拔地区（海拔＞1000m）每升高100m，电气间隙与爬电距离同步增加1%。7电气性能要求（核心强制指标）7.1工频耐压试验（1min无击穿、无闪络）额定电压相对地/相间工频耐受电压（kV）雷电冲击耐受电压（峰值，kV）12kV427524kV6512540.5kV951857.2局部放电指标（出厂必检）12kV绝缘件：在1.73倍相电压下，局部放电量≤10pC40.5kV绝缘件：在1.73倍相电压下，局部放电量≤20pC严禁绝缘件内部存在气隙导致持续性局部放电，杜绝长期运行绝缘老化击穿。7.3耐漏电起痕性能绝缘材料相比漏电起痕指数CTI≥600V，适配柜内凝露、粉尘污秽环境，防止沿面漏电起痕、碳化爬电通道。7.4绝缘电阻常温下采用5000V兆欧表测试，绝缘件本体绝缘电阻≥10000MΩ。8机械性能要求8.1静态抗弯/抗压强度支撑类绝缘支柱：额定抗弯破坏载荷≥4kN，无断裂、无塑性变形绝缘拉杆：承受额定操作拉力2倍额定载荷，无变形、无嵌件脱落绝缘隔板：承受短路电动力冲击后无开裂、无破碎8.2机械疲劳性能绝缘传动部件经过5000次分合闸机械往复操作后，外观无裂纹、电气性能无衰减，满足开关设备长期操作寿命要求。8.3抗冲击性能承受柜体运输、安装过程机械冲击，无脆性断裂；短路峰值电动力作用下，绝缘结构保持完整，不发生碎片脱落击穿柜体。9环境耐受与老化性能要求9.1工作温度范围长期运行温度：-40℃～+85℃；短期柜内温升最高不超过125℃，温度循环后电气、机械性能无衰减。9.2冷热循环试验经过-40℃（2h）↔+85℃（2h），共计10次冷热交替循环，绝缘件无开裂、无分层、无嵌件松动，耐压试验合格。9.3湿热老化性能温度40℃、相对湿度95%，持续1000h湿热老化试验后，绝缘下降率≤10%，表面无发黏、无碳化。9.4耐紫外线老化户内开关柜无需强紫外耐受，但需满足室内灯光长期照射不褪色、不粉化、绝缘性能不衰减。10结构设计专项要求电场优化设计：绝缘件表面尽量无尖角、无凹槽，高压端部做圆弧倒角处理，降低局部电场集中，抑制局部放电。防凝露结构：表面设置导流爬电筋，引导凝露水顺利滴落，避免表面连续水膜造成沿面闪络。装配互换性：同型号绝缘件尺寸统一，安装孔位公差±0.5mm，可直接现场互换装配，无需二次修配。阻燃无毒要求：材料无卤素、低烟无毒，开关柜内部电弧故障燃烧时，不产生剧毒腐蚀性烟气，保障运维人员安全。11试验分类及检验要求11.1出厂试验（每台每件必做）外观尺寸检查1min工频耐压试验局部放电检测绝缘电阻测试11.2型式试验（新产品定型、材料变更、工艺变更必做）雷电冲击耐压试验机械破坏载荷试验冷热循环、湿热老化试验耐漏电起痕试验、阻燃等级试验11.3抽样规则常规批次每500件抽样3件做型式抽检，任意一项不合格则加倍复检，复检仍不合格判定整批次报废。12标志、包装、运输与贮存12.1产品标志每件绝缘件清晰标注：额定电压、材质型号、生产批次、生产日期、厂家标识，关键高压绝缘件附带唯一溯源编码。12.2包装要求独立泡沫包装分隔，避免运输磕碰划伤绝缘表面；外包装标注高压绝缘件、防潮、防震、向上标识。12.3贮存要求存放于干燥通风库房，避免阳光直射、避免酸碱腐蚀性气体，贮存温度-10℃~40℃，堆放高度不得挤压绝缘件本体。1