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1、 中华人民共和国行业标准 中华人民共和国行业标准 1035kV 户内高压真空断路器 户内高压真空断路器 DL 40391 订货技术条件 订货技术条件 中华人民共和国能源部 中华人民共和国能源部 1991-03-06 批准 批准 1991-08-01 实施 实施 1 适用范围 1.1 适用范围 本订货技术条件适用于额定电压为 1035kV，频率为 50Hz 的三相和单户内高压真空断路器(以下简称真空断路器)及其配用的真空开关管(简称开关管，又称灭弧室)。该产品主要用于交流配电系统变电站内的保护和控制，以及工矿企业变电站、电气列车等频繁操作的场所。1.2 引用的标准 真空断路器除满足 GB1984
2、 交流高压断路器、DL402 交流高压断路器订货技术条件外，还应符合本技术条件的规定。其基本试验要求和方法尚应满足下列标准的规定：GB3309高压开关设备常温下的机械试验；GB311.1高压输变电设备的绝缘配合；GB11022高压开关设备通用技术条件；GB763交流高压电器在长期工作时的发热；GB24212424电工电子产品基本环境试验规程；GB2706交流高压电器动、热稳定试验方法。1.3 使用环境条件 1.3.1 户内周围空气温度：+40-15；+40-25。注：允许-35时储运。1.3.2 海拔：1000m 及以下地区；10003000m 地区；3000m 以上个别考虑。1.3.3 湿度
3、：相对湿度每日平均不大于 95%；最湿月湿度月平均不大于 90%。1.3.4 产品应使用在无滴水、水灾、爆炸危险、化学腐蚀性气体及剧烈震动的场所。1.3.5 超出本技术条件的要求，由用户和制造厂协定。2 额定参数 2.1 额定电压 产品的额定电压及相应的最高电压见表 1。2.2 额定绝缘水平 额定绝缘水平见表 2。2.3 额定电流 表 1 kV 额定电压 最高电压 10 11.5 35 40.5 表 2 kV 绝 缘 水 平 1min 工频耐受电压有效值额定冲击耐受电压峰值 额 定 电 压 对地 断口间 对地 断口间 10 42 48 75 84 35 95 115 180 210 额定电流由
4、下列数值中选取：200、400、630、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000A。2.4 额定短路开断电流 额定短路开断电流由下列数值中选取：3.15、6.3、8、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63kA。2.5 额定瞬态恢复电压 按行业标准 DL402 的规定。2.6 额定动稳定电流和额定短路关合电流按行业标准 DL402 的规定。2.7 额定热稳定电流及其持续时间额定值 按行业标准 DL402 的规定。2.8 额定操作顺序 分(0.30.5)s合分180s合分。2.9 额定短路开断电流的开断次数 a.额定短路开断电流等于或大于 25kA 时，
5、其开断次数由下列数值中选取：20、30、50、75、100 次。b.额定短路开断电流小于 25kA 时，其开断次数由下列数值中选取：30、50、75、100次。2.10 额定电流的开断次数和连续机械操作试验次数 额定电流的开断次数和连续机械操作试验的次数相同，其数值由下列数值中选取：6000、10000、20000、30000、40000 次。2.11 合闸与分闸装置的额定操作电压 按行业标准 DL402 的规定。2.12 开断电容器组的额定值 a.开断单个电容器组的额定电流：200、400、630、800A。b.开断多组电容器并联时的额定电流(背靠背电容器组的额定电流)：200、400、63
6、0、800A。注：开断与关合电容器组导致的涌流和电动力考验在型式试验中另作规定。2.13 真空开关管(即灭弧室)的有效期 1520 年。在允许期之末，真空开关管的真空度不得不大于 6.610-2Pa。注：有效期包括储存期和使用年限，此时间从真空断路器出厂(真空断路器制造厂)之日算起。2.14 额定参数配合 额定电压，额定电流和额定短路开断电流的优先配合如表 3。表 3 额定电压(kV)额定短路 开断电流(kA)额 定 电 流(A)3.15 200 400 630 6.3 400 630 1000 1250 8 400 630 1000 1250 12.5 400 630 1000 1250 1
7、6 6301000 1250 20 6301000 1250 25 10001250 1600 2000 31.5 12501600 2000 2500 3150 40 12501600 2000 2500 3150 4000 50 12501600 2000 2500 3150 4000 10 和35 63 12501600 2000 2500 3150 4000 2.15 操作小电感电流时的额定值 (正在研究中)注：真空断路器开断小电感电流时的过电压值不应超过制造厂指定的水平；制造厂应提供截流值水平。2.16 真空开关管(即灭弧室)应符合制造厂专业标准的有关规定。3 结构和技术要求 3.1
8、 一般结构要求 3.1.1 同型号真空断路器所配用的真空开关管，其安装和端部联接方式、联接尺寸应统一，保持真空开关管的互换性。3.1.2 真空开关管随同真空断路器出厂时的真空度不得大于 1.3210-5Pa；其上应标明出厂年月。3.1.3 真空断路器或其操动机构上应装设操作次数的计数器。3.1.4 真空断路器上应设有易于监视真空开关管触头磨损程度的标记。3.1.5 真空断路器的操动机构应具有防跳装置，对电磁操动机构应具有自由脱扣装置，在操动方式中不允许采用手动直接合闸(手动直接合闸仅限于机械调试中使用)。3.1.6 真空断路器应装设分、合闸按钮和分、合闸指示器。3.1.7 断路器接地金属外壳上
9、应有防锈的、导电性能良好的、直径为 12mm 的接地螺钉。接地点附近应标有接地符号。3.1.8 断路器工作时处于高压的各外露部分(绝缘子与其接触部分除外)应涂以红色。3.1.9 断路器的二次回路(包括电流互感器和电压互感器)，应有导线和接线端子相连，且二次回路与主回路隔离。3.1.10 操动机构的控制、联动、信号电路及元件应能承受工频试验电压 2kV、1min。3.1.11 操动机构的各种线圈(电动机绕组和接触器除外)的匝间绝缘应能承受 2.5 倍额定电压的工频耐压试验 1min。试验时用提高频率法将电压施加在线圈端钮上，但必须保证线圈温升不得超过 DL402 中的规定值。3.1.12 对断路
10、器的绝缘拉杆应施加直流电压 20kV 测试泄漏电流，并应符合产品技术条件规定值。3.2 技术要求 真空断路器的产品技术条件中应规定的参数：触头自闭力；触头额定开距和额定开距下的反力，触头的最大开距和超程，分、合闸时间；触头最小工作压力或自闭力下的回路电阻；触头允许磨损厚度；纵向静态安全压力；触头合闸弹跳时间，触头分闸弹跳幅度，自动重合闸的无电流间隔时间；平均分、合闸速度，相间带电部分最小间距；三相触头分、合闸的不同期性范围(不得大于 2ms)；允许储存期。4 试验项目、试验方法与检验规则 4.1 型式试验项目 a.机械试验。b.温升试验。c.动、热稳定试验。d.绝缘试验。e.短路的开断与关合试
11、验出线端短路试验，异相接地试验。f.开断与关合电容器组的试验。g.开断与关合电动机的试验。h.开断与关合电抗器的试验。i.开断与关合电缆线路的试验。j.失步的开断与关合试验。k.电寿命试验。l.真空开关管的环境条件试验及其他：.低温试验；.高温试验；.恒定湿热试验；.温度变化试验；.储存期的检查；.包装质量试验。4.2 型式试验的情况 应进行型式试验的情况：a.新产品。b.转厂产品。c.配用真空开关管，或操动机构改变时。d.产品在设计、工艺或所使用的关键材料、关键元件(如触头材料、波纹管等)改变时。e.经常生产的产品，每隔 35 年进行下列项目的试验：长期工作时的发热；工频干耐压；机械寿命及真
12、空度检测试验；必要时也可抽试其他项目，如高温、低温、温度变化等试验。f.真空开关管触头自闭力应进行定期检查。g.正常生产的产品每隔 58 年应重新进行型式试验。4.3 型式试验的试品 4.3.1 进行机械稳定性试验时，允许用一台新品进行试验。4.3.2 进行短路关合、开断试验(出线端短路和异相接地)时允许用一台新品进行试验。试验前、后必须进行绝缘试验(参见 4.7.4 条)。短路关合和开断试验后，试品应能继续承载额定电流的作用，应能继续运行；如有怀疑，需进行温升试验，试验后的温升不得超过 GB763的规定值加 10。4.3.3 对其他试验的试品不作规定。4.4 机械试验 机械试验分为机械特性试
13、验和机械稳定性试验。4.4.1 机械特性试验 断路器及其操动机构在额定操作电压下的机械特性，如分闸时间，合闸时间，合闸弹跳时间，分闸反弹距离，分、合闸的三相不同期性，平均分、合闸速度，开距和超程，触头接触压力等，均应符合产品技术条件的规定。在最高及最低操作电压下的机械特性应处在制造厂技术条件规定的范围内。断路器及其操动机构在规定的操作电压下应能连续正确可靠地分、合各 50 次；在最高电压下合、分 10 次；在最低电压下合、分 10 次。在额定电压下以重合闸方式(分合分)进行 15 次顺序的操作。此外，应进行自由脱扣试验和防跳跃试验各 10 次。4.4.2 机械稳定性试验 真空断路器及其操动机构
14、应按表 4 的规定进行分、合操作总次数的机械稳定性试验。在整个试验进程中不允许误动、拒动，零部件不得损坏脱落。除按制造厂规定的位置补充润滑剂外，不得进行任何调整。整个试验完成后，断路器的机械特性参数应仍能满足技术条件规定值。试验总次数在下列序数中选定：6000、10000、20000、30000、40000 次。在试验进程中，每经过一定次数的操作后允许测量断路器的机械特性参数，但不得进行调整。表 4 序号 操 作 试 验 项 目 操 作 次 数 1 分、合操作总次数 6000 10000 20000 30000 40000 2 试验过程分成几个阶段 3 5 10 15 20 3 每一阶段中包含
15、的分、合总次数2000 4 每一阶段中，在最低操作电压下进行“合ta分ta”的循环数 500 5 在额定操作电压下 500 6 在最高操作电压下 500 7 在额定操作电压下按“分合分ta合”循环进行试验的循环数 250 注：电力系统的 1035kV 真空断路器都应能进行重合闸操作。tn为两次操作(合、分之间)的间隔期。为快速重合闸的无电流间隙时间，=0.30.5s。如在试验进程中不进行测量工作，各阶段将是连续的。完成总的操作次数后，对真空开关管断口间进行 1min 工频耐压试验，试验电压为规定值的 80%，以检查真空开关管是否漏气。在机械稳定性试验前、后必须进行工频耐压和长期工作时的发热试验
16、。4.5 温升试验 4.5.1 温升试验方法按 GB763 和 DL402 进行。试验时的电流为额定电流的 110%。4.5.2 温升试验在机械稳定性试验前、后各进行一次。4.5.3 真空断路器操动机构的载流元件及附件设备的发热要求见 DL402 的规定。4.6 动、热稳定试验 4.6.1 断路器的安装方式应与运行情况相符，或处于更不利条件下。操动机构的电源电压为最低值。三相断路器应进行三相试验。4.6.2 动、热稳定试验按 GB2706 进行。原则上，这两种试验应一并进行。试验中必须有一个边相上的电流峰值达到动稳定电流值始为有效。动稳定试验电流达到峰值后，试验电流应持续至少 0.3s。4.6
17、.3 在热稳定试验中，任一相的电流与三相平均值之差不得大于平均值的 10%。试验中的I2t 值不得小于额定值。如受试验条件限制，通电流时间可以延长，但不得大于 5s。4.6.4 在动、热稳定试验后，断路器应能继续工作。一般以视力检查、空载操作情况进行判断。试验的动、静触头不得熔焊，各部件不得损坏，瓷件不得破裂。4.7 绝缘试验 4.7.1 绝缘试验按 GB311.1 进行，但试验电压值应满足表 2 的要求。试验中和试验后，绝缘应无损伤、闪络或击穿。4.7.2 冲击耐压试验按 2/15 试验法进行。4.7.3 两系统间的联络断路器的断口试验电压应考虑反相最高相电压的作用。4.7.4 在额定短路开
18、断电流试验后(按照规定的开断顺序和次数)，仍按表 2 的要求进行绝缘试验；在与用户协商取得同意后，其冲击耐压值可降低为规定值的 80%。4.8 开断与关合试验、异相接地试验及电寿命试验 4.8.1 开断与关合、异相接地试验均按 DL402 的规定进行，但各顺序下的试验次数如表 5。表 5 序号 开断电流百分比%操 作 顺 序“顺序”的试验次数1)1 10 分0.30.5s合分180s合分 1 2 30 分0.30.5s合分180s合分 1 3 60 分0.30.5s合分180s合分 1 4 100 分0.30.5s合分180s合分 2 5 100 分 14 6 100 合 分 10 注：1)表
19、中所列次数是按总开断次数为 30 次的情况，当额定短路开断电流的开断次数不是 30 次时，依比例确定序号 4、5、6 的试验次数。当 100%额定短路开断电流的开断与关合试验全部采用分(0.30.5)s合分180s合分的操作顺序时，进行型式试验的次数可与用户协商确定。4.8.2 表 5 中的所有试验是连续进行的。在规定的总开断次数中不允许有任何的检修与调整，在各个操作顺序之间的时间间隔不作规定。4.8.3 试验中，外绝缘不应闪络，真空开关管、瓷件和各零部件应完好。试验完成后，不经检修和调整，应仍能通过绝缘试验；能承载和分、合额定电流；如有怀疑应复核温升试验。4.8.4 每次开断后，在真空断路器
20、的断口间应持续施加最高电压 3min。在真空断路器规定的开断时间之外，断路器不允许出现“滑相”。1)注：1)“滑相”，指在真空断路器的三相断口间因有两相断口同时导通，从而出现工频短路电流的现象。4.8.5 开断、关合试验时的操作电压取最低值。4.8.6 如果断路器具有自由脱扣功能，应仍维持额定的开断能力。4.8.7 异相接地的试验顺序为分0.30.5s合分180s合分；试验电压为最高电压；试验电流为额定短路开断电流的 86.6%；试验在断路器的一相上进行，其他二相可以不带电。每次“合分”之后应持续施加最高运行电压 3min。调频回路的参数与 100%开断电流方案相同。4.8.8 额定电流下的电
21、寿命试验，原则上应在额定电压下进行。试验次数与表 4 中的总次数相同。试验顺序为“分”和“合分”。两者的次数分配比例不作规定。完成试验后的触头磨损烧蚀量不应超过产品技术条件中的规定数值。试验顺序之间的间隔时间不作规定。4.9 开断与关合电容器组的试验 4.9.1 单个电容器组的操作试验按 DL402 的要求进行。4.9.2 背靠背并联电容器组的操作试验正在考虑中。4.9.3 合闸涌流的频率和数值如下：a.当电容器组具有 6%的串联电抗时，涌流频率为 200Hz。b.当电容器组没有串联电抗时，涌流频率为 25kHz。c.涌流数值从 R10 系列中选取。涌流系指断路器能够顺利关合的合闸电流峰值(在
22、最高电压和上述的涌流频率下)。d.合闸涌流值与外加电压、电容量、回路电感、合闸瞬间电容器组上的电荷、回路的衰减以及有无串联电抗等因素有关。在计算涌流值时系假设电容器组上无电荷。在合闸瞬间电容器组上存在电荷时，涌流值的增加比例按下式计算 合闸后，有预充电荷时电容器组电压的变化合闸后，无预充电荷时电容器组电压的变化 e.涌流的计算公式：a)单个电容器组(见图 1)()IUCLLUCLfC LLCL=+=+232312120000 (1)其中：L0L。b)两个电容器组，其中一组已在运行中(见图 2)()IUC CCCLLsULLfC CCCLL=+=+=+23123121111111 (2)c)多个
23、电容器组，已有 n 组在运行中(见图 3)=+=+LLLLCCCCnn11111212 (3)图 1 图 2 图 3 将 b)中的 L1 和 C1 换为 L和 C即可按照(2)式进行计算。上三式中 L0电源等值电感；L某组电容器的串联电感；U系统电压；I涌流峰值；f涌流频率；s涌流上升率；C待接入的电容器组(星形连接下的一相电容值)；L1，Ln已接入电容器组的串联电感；C1，Cn已接入各组电容器的电容。4.9.4 操作电容器组时不允许出现“滑相”。4.9.5 用作开断与关合电容器组的真空断路器应考虑电容器组涌流对电动力的影响，也应考虑涌流对断路器合闸能力的影响。4.10 开断与关合电动机的试验
24、 试验方法正在考虑中。4.11 开断与关合电抗器的试验 试验方法正在考虑中。操作中的过电压不得超过制造厂指定的水平，且不得大于 3 倍。4.12 开断与关合电缆线路的能力 真空断路器应具有开断与关合电缆线路的能力，具体要求与用户协商确定。4.13 失步开断与关合试验 真空断路器应具有失步的开断与关合能力，试验条件见 DL402 的规定。4.14 真空开关管的环境条件试验及其他试验 真空开关管经下列试验后于正常大气条件下恢复 2h，待温度稳定后进行检查，不应有机械损伤、锈蚀；工频耐压试验应合格。4.14.1 低温试验 按 GB2423.1电工电子产品基本环境试验规程试验 A：低温试验方法中的试验
25、 Ab：非散热试验样品的温度渐变的低温试验方法的规定进行，严酷程度：a.温度：-55。b.时间：2h。4.14.2 高温试验 按 GB2423.2电工电子产品基本环境试验规程试验 B：高温试验方法中的试验 Bb：非散热试验样品的温度渐变的高温试验方法的规定进行，严酷程度：a.温度：+85。b.时间：2h。4.14.3 恒定湿热试验 按 GB2423.3电工电子产品基本环境试验规程试验 Ca：恒定湿热试验方法的规定，在温度为 402，相对湿度为 93+2-3%的范围内，保持时间 2d。4.14.4 温度变化试验 按 GB2423.22电工电子产品基本环境试验规程试验 N：温度变化试验方法中的试验
26、Na：具有规定转换时间的温度变化试验方法的规定进行，严酷程度：a.低温 TA：+25。b.高温 TB：+125。c.循环数：2 次。d.暴露持续时间：30min。e.转移时间：3min。4.14.5 储存期的检查 在规定的使用有效期内，开关管内的真空度不得高于 6.610-2Pa。检查储存期的方法是：将开关管置于磁控真空计中，记下测得的真空度值 Pn，静置 tnd后，复测其真空度值 Pn+1。由下式计算储存期 T(a)()112a365106.6nnnntPPPT=+tn值根据需要确定，但不得少于 7d。注：1)使用本式计算储存期应注意排除吸附作用和元件排气作用对真空度的影响。4.14.6 包
27、装质量检验 a.汽车运输试验 200km 路程，三级路面。将包装好的开关管放在运输汽车上，在三级路面上以 3040km/h 速度行驶 200km(连续)。试后包装应完好，管子性能无变化。b.自由跌落试验 跌落高度：100mm。跌落次数：2 次。试后包装箱不应损坏，开关管性能应无变化。5 出厂检验 出厂时，每台真空断路器都必须经过出厂检查试验，并附有产品质量合格的文件。5.1 结构检查 产品的结构、尺寸应符合定型产品的图纸。5.2 机械特性试验 按本技术条件 4.4.1 条进行。5.3 主回路电阻测量 主回路电阻测量用的直流应不小于 100A，按压降法测算。5.4 二次回路的工频耐压试验 2kV
28、，作用时间 1min。5.5 主回路工频耐压试验 按 GB311.2311.6高电压试验技术的规定方法进行，但耐压值应满足表 2 的规定。5.6 真空开关管的检查 a.所使用的开关管应保证 2.13 条的有效期。b.开关管真空度的检查方法暂用磁控真空计测得。其他方法待定。5.7 真空开关管的电弧老炼处理 出厂前，由真空断路器制造厂进行电弧老炼处理后始能发运。6 标志、包装、运输和保管 6.1 铭牌 出厂的每台真空断路器应有铭牌，其上应注明：厂名、厂的商标；产品名称和型号；额定电压；额定电流；额定短路开断电流；额定操作电压、电流(直流或交流)值；总重 kg；制造年、月；出厂编号。6.2 标志 出
29、厂的每个真空开关管上应有标志：制造厂厂名(或商标)；产品型号；制造年、月；出厂编号；失效期。6.3 包装、运输和保管 6.3.1 断路器、开关管及操动机构应有包装规范，各零部件在运输过程中不应损伤、破裂、变形、丢失及受潮。所有运输措施应经过验证。在运输过程中不得倒置，不得遭受强烈震动和碰撞。凡由于运输损坏，应由制造厂负责赔偿。6.3.2 产品采用防潮、防震的包装，在包装箱上标以“玻璃制品”、“小心轻放”、“不准倒置”以及“防雨防潮”等明显标志，真空开关管的运输应按易碎品的有关规定进行。6.3.3 每台真空断路器及其开关管的产品合格证(包括出厂检验数据)及安装使用说明书均应随箱运送。6.3.4 产品应贮存在-40+50、通风且无腐蚀性气体的保管场所中。6.3.5 保管期限如超过真空开关管上注明的有效期，应检查开关管的真空度。6.3.6 产品在使用前应按使用说明书的要求进行必要的检查和试验。_ 附加说明：本标准由能源部科技司提出。本标准由电力科学研究院高压开关研究所归口并负责起草。主要起草人：曹荣江、顾霓鸿。