交流高压断路器订货技术条件演示教学.doc

此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除K43备案号：39841999中华人民共和国电力行业标准DL/T 4021999eqv IEC 56：1987代替DL/T 40291K43备案号：39841999中华人民共和国电力行业标准DL/T 4021999eqv IEC 56：1987代替DL/T 40291交流高压断路器订货技术条件High-voltage alternating current circuit-breakers 1999-08-02批准 1999-10-01实施 前 言 交流高压断路器是开关设备众多品类中的主导产品，也是一系列高压成套装置中的主要元件。它能在系统故障与非故障情况下实现多种操作，是电力系统最主要的操作与保护装置。它的性能及其考核方法、考核装置历来受到首要的关注。 国际上，交流高压断路器的标准为IEC 56 (1987)高压交流断路器，现正在修订中。 我国于1964年制定了JB51864交流高压断路器及JB51964交流高压断路器的操动机构，它们源于前苏联标准OCT 68741交流高压断路器。这是当时的机械部标准。 1989年，我国制定了GB198489交流高压断路器国标。由于运行部门有一些问题未能及时充分反映，由原水电部高压开关设备标准化技术委员会于1985年制定了水电部标准SD13285交流高压断路器技术条件，又于1991年修订为电力行业标准DL/T40291，后者沿用至今，已经过去5年。 科技进步使产品在品种、特性上发生许多变化，一些品类退居次要地位，另一些品类正在飞速发展。标准也在随之变化，标准既要去约束产品使它健康发展，又要去推动产品，加快发展。 国际上，IEC 56(1987)已有修订意见发布，见17A/438/CD即17A(s)3921995(1995.2.28)。之后，又发布了第3号修订件(1996.9)。本文考虑了这些文件的内容。 原电力工业部于1995年初提出，标准应及时修订。本标准修订经开关标委会秘书处1995年提出， 1996年立项，于19961997年进行修订，并尽可能采用国际上的通用准则。因此，本标准将DL/T40291予以彻底修改，章节安排等同于IEC 56 (1987)，凡能引用者一律不变，凡需要按国情补充者一律加注“采用说明”，使本标准“等效”采用国际标准，在原则上逐步一致。 近15年来，开关标委会秘书处组织人力完成了下列论证任务：发热，绝缘水平，燃弧时间差，开、合感应电动机，开、合空载变压器，开、合变压器二次侧的短路故障，近区故障开断过程，开关柜内绝缘及凝露，真空断路器电寿命特性的表征值，气体绝缘金属封闭开关设备的泄漏与水汽(受潮)，冲击电压的耐压试验方法(雷电与操作)，首开极因数，合分时间，关合过程等。本标准中已将这些内容列入。这显示，我国标准既充分引用了国际上的一般规定，也反映了本国的研究水平。 本标准由中国电力科学研究院高压开关研究所提出。 本标准由电力行业高压开关设备标准化技术委员会归口。 本标准修订工作组单位及成员如下： 负责单位：中国电力科学研究院高压开关研究所 曹荣江、顾霓鸿、袁大陆、盛 勇 参加单位：中国电力企业联合会 姚抚城 华北电管局 祝鸿绪 华东电管局 刘兆林 河北省电力局 李志鹏 湖北省电力试验研究所 冯永华 吉林省电力试验研究所 万家震 清华大学 徐国政 北京开关厂 钱予圭、卢国平 福州第一开关厂 周 鼎 天水长城开关厂 胡 亮 东北电管局 于 波 广东省电力局 朱根良 本标准起草人：曹荣江、顾霓鸿。 本标准由电力行业高压开关设备标准化技术委员会秘书处负责解释。 IEC 前 言 1)IEC在技术问题上的正式决议或协议，是由各技术委员会代表了对这些问题特别关切的所有国家委员会提出的，它们尽可能地表达出对所涉及的问题在国际上的一致意见。 2)这些决议或协议以推荐标准的形式供国际上使用，并在此意义上为各国家委员会所接受。 3)为了促进国际上的统一，IEC希望所有国家委员会在其本国条件许可范围内，采用IEC推荐标准的内容作为他们的国家规则。IEC推荐标准和相应的国家规则之间的任何分歧，应尽可能在国家规则中明确指出。 序 本标准由IEC17(开关设备和控制设备)技术委员会下设的17A(高压开关设备和控制设备)分委员会起草。 本文为IEC56出版物的第四版，它取代IEC561，562，563，564，564A，565和566出版物以及它们的各项修订。 本标准的内容是以下列文件为基础的：六 个 月 法 表 决 报 告 六 个 月 法 表 决 报 告 17A(CO)145 17A(CO)149 17A(CO)175 17A(CO)185+A 17A(CO)155 17A(CO)169 17A(CO)176， 17A(CO)186+A 17A(CO)156 17A(CO)170 17A(CO)177 17A(CO)187+A 17A(CO)157 17A(CO)171 17A(CO)178 17A(CO)188 17A(CO)159+A 17A(CO)172 17A(CO)179 17A(CO)190 17A(CO)160 17A(CO)167 17A(CO)180 17A(CO)191 17A(CO)161 17A(CO)165 17A(CO)181 17A(CO)192 17A(CO)173 17A(CO)183+A 17A(CO)195 17A(CO)201 17A(CO)174 17A(CO)184+A 17A/467/FDIS 17A/480/RVD 更详细的资料可以在上列文件中指出的相应表决报告中找到。 增补的条款均从序号101编起，附录及其插图命名为AA，BB等。 第一篇 使用条件、定义、额定值、结构和设计1 范围与引用标准1.1 范围 本标准适用于设计安装在户内或户外并运行在频率为50Hz、标称电压6kV500kV系统的交流断路器1。 采用说明： 1IEC规定为60Hz，1000V以上。根据我国情况，改为50Hz，6kV500kV。 2新加。 它仅适用于三相系统中的三极断路器和单相系统中的单极断路器。 本标准也适用于断路器的操动机构及其辅助设备。然而，本标准不包括直接依靠人力操动机构合闸的断路器，因为它不能确保关合额定短路关合电流，从安全上考虑，依靠人力操作方式或许是应该反对的。 本标准不包括电力牵引设备的移动电站中的断路器。 注 1 验证各种不正常条件下的性能试验应遵循制造厂和用户之间的协议。 2 超出本标准的要求由用户和制造厂协商。凡气体绝缘金属封闭开关设备、SF6断路器、真空断路器、厂用电和发电机断路器等有超过本标准的要求时，在相应的专门标准中另行规定2。1.2 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 GB311.11997 高压输变电设备的绝缘配合 GB/T2900.2094 电工术语 高压开关设备 BG44731996 交流高压断路器的合成试验 GB4585.291 交流系统用高压绝缘子人工污秽试验方法 固体层法 GB735487 局部放电测量 GB76741996 72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备 DL/T40391 1035kV户内高压真空断路器订货技术条件 DL/T48692 交流高压隔离开关订货技术条件 DL/T5931996 高压开关设备的共用订货技术条件 DL/T6151997 交流高压断路器参数选用导则 IEC50(441)1984 电工术语 高压开关设备和熔断器 采用说明： 1我国环境条件与IEC 694的一般规定略不同。 2根据IEC前言序规定，增补的条款均从序号101编起。 3术语中尽可能引用中国标准GB/T 2900.2094。 2 正常和特殊使用条件 见电力行业标准DL/T 5931996第3章规定1。 3 定义 本条款参照了GB/T 2900.2094(以下简称，“2900.20”)和IEC 50 (441)1984(以下简称“441”)。 对本标准来说，适用的定义如下。3.1012 通用术语33.101.1 高压开关设备和控制设备 High-voltage switchgear and controlgear (2900.20 3.2) 3.101.2 户内高压开关设备和控制设备 Indoor high-voltage switchgear and controlgear(2900.20 3.3) 3.101.3 户外高压开关设备和控制设备 Outdoor high-voltage switchgear and controlgear(2900.20 3.4) 3.101.4 短路电流 Short-circuit current (2900.20 2.9) 3.101.5 中性点绝缘系统 Isolated neutral system 除了经极高阻抗的指示、测量或保护装置接地之外，不与地连接的系统。3.101.6 谐振接地系统 Resonant earthed system；经消弧线圈接地系统 System earthed through an arc-suppression coil 中性点经电抗器接地的系统，该电抗值为，当单相对地故障时通过电抗器的工频感性电流基本上抵消了接地故障电流的工频容性分量。 注：系统谐振接地时，故障处的剩余电流被限制到大气中故障电弧通常能自灭的程度。3.101.7 中性点直接接地系统 Earthed neutral system 中性点直接接地系统，直接或者经足够低值的电阻或电抗接地，以显著地减少瞬态振荡并改善接地故障保护的选择性。3.101.8 接地故障因数 Earth fault factor 在三相系统的选定地点(通常是设备的安装点)以及对于给定的系统结构，接地故障(在一相或多相的任一点发生的)时健全相最高相对地工频电压有效值与无故障时在该选定地点获得的相对地工频电压有效值之比。 注 1 该系统为纯数值比(大于1)，它概括地表征了从上述地点观察到的系统的接地条件，而与选定地点的实际运行电压值无关。该“接地故障系数”是 和过去曾使用过的“接地系数”之积。 2 接地故障系数是以从选定地点观察到的系统的相序阻抗分量来计算的，对旋转电机则采用次瞬变电抗。 3 对于所有已在运行的系统结构，如果零序电抗小于正序电抗的3倍以及零序电阻不超过正序电抗，则接地故障系数将不超过1.4。3.101.9 周围空气温度 Ambient air temperature (2900.20 2.39) 3.101.10 温升(断路器部件的) Temperature rise (of a part of a circuit breaker) 部件温度和周围空气温度之差。3.101.11 单个电容器组 single capacitor bank 一组并联的电容器组，当其投入时涌流被电源系统的电感及其电容所限制，没有靠近到足以显著增加涌流的其他电容器并联在系统中。3.101.12 多个(并联)电容器组(背对背电容器组) Multiple (parallel) capacitor bank (back-to-back capacitor bank) 一组并联的电容器或电容器组合，它的各个单元可独立地投入或退出电源系统，已经接入电源的电容器会显著地增加该单元的涌流。3.101.13 过电压(系统中) Overvoltage (in a system) 相对地或相间电压，其峰值超过开关设备额定电压相应的峰值。3.101.14 失步条件 Out-of -phase conditions 分处在断路器两侧电力系统之间失去或缺乏同步的不正常回路条件。在该条件下，在断路器操作瞬间，代表两侧电压的旋转矢量间的相位角超过了正常值，并且可能达到180(反相) 。3.101.15 失步(作为特性参数的前缀) Out-of-phase (as prefix to a characteristic quantity) 一种限定术语，表示特性参数适用于断路器在失步条件下的操作。3.101.16 单元试验 Unit test 在一个或一组关合或开断单元上进行的试验，其关合电流或开断电流为断路器整极试验的规定值，而其外施电压或恢复电压为断路器整极试验规定值的适当部分。3.101.17 半波 Loop 由两个连续的电流零点所包含的电流波部分。 注：大半波与小半波之间的区别，取决于两个连续的电流零点之间的时间间隔，比电流交流分量的半周期长些或短些。3.101.18 近区故障 Short-line fault 在架空线上离断路器端子距离短，但有明显影响处的短路。 注：通常这一距离不超过几公里。3.101.19 功率因数(回路的) Power factor(of a circuit) 想象成电感和电阻串联的等效回路，在工频下的电阻与阻抗之比。3.101.20 外绝缘 External insulation 空气间隙和设备的固体绝缘的外露表面，它们承受电压的作用并受大气以及其他外界条件的影响(诸如污秽、潮湿、兽虫害等)。3.101.21 内绝缘 Internal insulation 设备内部的固体、液体或气体绝缘部分，它不受大气和其他外界条件的影响。3.101.22 自恢复绝缘 Self-restoring insulation 破坏性放电后，能完全恢复其绝缘性能的绝缘。3.101.23 非自恢复绝缘 Non-self-restoring insulation 破坏性放电后，丧失或不能完全恢复其绝缘性能的绝缘。3.101.24 破坏性放电 Disruptive discharge 在电压作用下与绝缘失效有关的现象，在试验中，放电全部桥接了绝缘，电极间的电压降低到零或接近零。 注 1 本术语适用于固体、液体和气体介质及其组合体中的放电。 2 固体介质中的破坏性放电导致绝缘强度的永久丧失(非自恢复绝缘)；在液体或气体介质中，其绝缘强度丧失可能只是暂时的(自恢复绝缘)。 3 当破坏性放电发生在气体或液体介质中时，使用术语“火花放电”(Spark over) 。当破坏性放电发生处在气体或液体介质中的固体绝缘表面时，使用术语“闪络”(flash over)。当破坏性放电穿过固体绝缘发生时，使用术语“击穿”(Puncture)。3.102 开关 Switching devices3.102.1 开关 Switching device (441 14-01) 3.102.2 机械开关 Mechanical switching device (441 14-02) 3.102.3 断路器 Circuit-breaker (2900.20 3.13) 3.102.4 外壳接地断路器 Dead tank circuit-breaker (2900.20 3.14) 3.102.5 外壳带电断路器 Live tank circuit-breaker (2900.20 3.15) 3.102.6 油断路器 Oil circuit-breaker (2900.20 3.17) 3.102.7 真空断路器 Vacuum circuit-breaker (2900.20 3.21) 3.102.8 磁吹断路器 Magnetic blow-out circuit-breaker (2900.20 3.19) 3.102.9 SF6断路器 Sulphur hexafluoride circuit-breaker (2900.20 3.20) 3.102.10 压缩空气断路器 Air-blast circuit-breaker (2900.20 3.16) 3.102.11 无重击穿断路器 Restrike-free circuit-breaker 在容性电流开断过程中无重击穿的断路器。 注：由于重击穿具有统计特性，当经过本标准试验证明为无重击穿断路器时，在运行中也仍然有重击穿的可能。3.102.12 E1级断路器1 Circuit-breakers class E1 不属于3.102.13中E2级断路器之外者。3.102.13 E2级断路器2 Circuit-breakers class E2 主回路灭弧元件在其使用期中不需要维护，而其余部件维护工作量为最少的断路器。 注 1 维护工作量为最少，指的是诸如润滑、更换气体、以及清除外表面等。 2 本条规定只适用于额定电压在40.5kV及以下的断路器。 采用说明： 1根据IEC 56第3号修订件增加的。 2根据IEC56第3号修订件增加的。3.103 断路器的部件3.103.1 极 Pole (2900.20 2.23) 3.103.2 主回路 Main circuit (2900.20 2.24) 3.103.3 控制回路 Control circuit (2900.20 2.25) 3.103.4 辅助回路 Auxiliary circuit (2900.20 2.26) 3.103.5 触头 Contact (2900.20 4.1) 3.103.6 触片 Contact piece (441 15-06) 3.103.7 主触头 Main contact (2900.20 4.4) 3.103.8 弧触头 Arcing contact (2900.20 4.5) 3.103.9 控制触头 Control contact (2900.20 4.6) 3.103.10 辅助触头 Auxiliary contact (2900.20 4.7) 3.103.11 辅助开关 Auxiliary switch (2900.20 4.28) 3.103.12 “a”触头，接通触头 “a”contact，make contact (2900.20 4.8) 3.103.13 “b”触头，分断触头 “b”contact，break contact (2900.20 4.9) 3.103.14 滑动触头 Sliding contact (2900.20 4.11) 3.103.15 滚动触头 Rolling contact (2900.20 4.12) 3.103.16 脱扣器 Release (2900.20 4.29) 3.103.17 灭弧室 Arc extinguishing device (2900.20 4.15) 3.103.18 位置指示装置(指示器) Position indicating device (indicator) (2900.20 4.40) 3.103.19 连接(螺栓或等效的) Connection(bolted or the equivalent) 两个或更多的导体用螺钉、螺栓或等效的方法紧固在一起以保证回路的持久连通性。3.103.20 端子 Terminal 用来连接断路器与外部导体的一种组件。3.103.21 (关合或开断)单元 (Making or breaking) unit 断路器的一种部件，它本身的作用就象断路器，它和一个或多个相同的并同时操作的关合或开断单元串联构成完整的断路器。 注 1 关合单元和开断单元可以是分开的或组合的。每一单元可以有几个触头。 2 控制各单元间电压分布的方法可各不相同。3.103.22 积木式组件(断路器一极的) Module (of a pole of a circuit-breaker) 通常由关合或开断单元、支柱绝缘子和机械零件组成的一种装配，并且与其他相同的装配作机械和电气的连接，以构成断路器的一极。3.104 操作3.104.1 操作 Operation (2900.20 5.1) 3.104.2 操作循环 Operating cycle (2900.20 5.5) 3.104.3 操作顺序 Operating sequence (2900.20 5.6) 3.104.4 合闸操作 Closing operation (2900.20 5.3) 3.104.5 分闸操作 Opening operation (2900.20 5.2) 3.104.6 自动重合闸 Auto-reclosing (2900.20 5.7) 3.104.7 正向分闸操作 Positive opening operation (441 16-11) 3.104.8 正向驱动操作 Positively driven operation (441 16-12) 3.104.9 与人力有关的操作 Dependent manual operation (2900.20 5.9) 3.104.10 动力操作 Dependent power operation (2900.20 5.10) 3.104.11 贮能操作 Stored energy operation 借助于开关操作前贮存在机构本身的足够完成预定条件下所规定操作循环的能量而进行的一种操作。3.104.12 与人力无关的操作 Independent manual operation (2900.20 5.12)3.104.13 合闸位置 Closed position (2900.20 5.32)3.104.14 分闸位置 Open position (2900.20 5.33)3.104.15 固定脱扣断路器 Fixed trip circuit-breaker (2900.20 4.47)3.104.16 自由脱扣断路器 Trip-free circuit-breaker (2900.20 4.48)3.104.17 瞬时脱扣 Instantaneous release (2900. 20 4.31)3.104.18 关合电流脱扣器 Making-current release 在合闸操作中，如果关合电流超过预定值，允许断路器无任何故障时延地分闸，而断路器在合闸位置时就不动作的一种脱扣器。3.104.19 过电流脱扣器 Over-current release (2900.20 4.30) 3.104.20 定时限过电流脱扣器 Definite time-delay over-current release (2900.20 4.32)3.104.21 反时限过电流脱扣器 Inverse time-delay over-current release (2900.20 4.33)3.104.22 直接过电流脱扣器 Direct over-current release (2900.20 4.34)3.104.23 间接过电流脱扣器 Indirect over-current release (2900.20 4.35)3.104.24 分励脱扣器 Shunt release (2900.20 4.38)3.104.25 欠电压脱扣器 Under-voltage release (2900.20-4.39)3.104.26 反向电流脱扣器(仅用于直流) Reverse current release (d.c.only)3.104.27 动作电流(过电流脱扣器的) Operating current (of an over-current release)3.104.28 电流整定值(过电流脱扣器的) Current setting (of an over-current release)3.104.29 电流整定范围(过电流脱扣器的) Current setting range (of an over-current release)3.104.30 防跳跃装置 Anti-pumping device (2900.20-4.24)3.104.31 联锁装置 Interlocking device (2900.20-4.25)3.104.32 带防止合闸闭锁的断路器 Circuit-breaker with lock-out preventing closing3.105 断路器的特性参数 注 1 图1图7解释了本条的某些定义。 2 时间参量(见3.105.323.105.46的定义)用毫秒或周波数表示。当用周波数表示时，应在括号内说明工频频率。 3 在断路器装有分、合闸电阻的情况下，如果合适，把开、合主电流的触头时间参量同开、合电流受分、合闸电阻限制的触头的时间参量加以区别。 4 除非另有规定，时间参量系指开合主电流的触头而言。3.105.1 额定值 Rated value 一般为制造厂对一种组件、装置或设备按规定的运行条件所指定的一种特性参数的值。3.105.2 预期电流(回路的并对断路器而言的) Prospective current (of a circuit and with respect to a circuit-breaker) (2900.20-6.6) 3.105.3 预期峰值电流 Prospective peak current 在电流出现后的瞬态过程中预期电流第一个大半波的峰值。 注：本定义假定用理想断路器关合电流，即断路器各极端子间的阻抗从无穷大同时瞬变到零。一极与另一极的峰值可以不同，它取决于电流出现瞬间对应的各极端子间的电压波形。3.105.4 峰值电流 Peak current 在电流出现后的瞬态过程中电流第一个大半波的峰值。3.105.5 预期对称电流(交流回路的) Prospective symmetrical current(of an a.c.circuit)U1首开极端子间的电压；I1首开极电流；U2，U3另两极端子间的电压；I2，I3另两极的电流；C合闸指令，即合闸回路端子间的电压；O分闸指令，即分闸脱扣器端子间的电压；t1合闸操作的起始瞬间；t2主回路开始通过电流的瞬间；t3所有极都有电流的瞬间；t4分闸脱扣器带电的瞬间；t5所有极的弧触头都已分离的瞬间(或起弧的瞬间)；t6所有极中最后灭弧的瞬间；t7最后开断极上瞬态电压现象已消失的瞬间； a(峰值)关合电流；b开断电流；c交流分量的峰值；d直流分量；e外施电压；f恢复电压；g瞬态恢复电压(重击穿电压)；h工频恢复电压；j分闸时间；k燃弧时间；l开断时间；m关合时间；n大半波；p小半波图1 三相短路CO循环的典型示波图 图2 不带分合闸电阻的断路器，O和C操作 图3 不带分、合闸电阻的断路器，CO循环图4 不带分、合闸电阻的断路器，重合闸(自动重合闸)图5 带分、合闸电阻的断路器，O和C操作图6 带分、合闸电阻的断路器，CO循环 图7 带分、合闸电阻的断路器，重合闸(自动重合闸)3.105.6 最大预期峰值电流(交流回路的) Maximum prospective peak current (of an a.c.circuit) (2900.20 6.8) 3.105.7 预期关合电流(对于断路器一极的) Prospective making current(for a pole of a circuit-breaker) (441 17-05) 3.105.8 (峰值)关合电流 (Peak) making current 关合操作时，在电流出现后的瞬态过程中，流过断路器一极的电流的第一个大半波的峰值。 注 1 一极与另一极以及一次操作与另一次操作的峰值可以不同，因为它取决于电流出现瞬间对应的外施电压波形。 2 除非另有规定，在多相回路中，单一的(峰值)关合电流值系指任意相中的最大值。3.105.9 预期开断电流(对于断路器一极的) Prospective breaking current (of a pole of a circuit-breaker) 开断过程中，在对应于电弧起始瞬间求得的预期电流。3.105.10 开断电流 Breaking current (2900.20 6.17) 3.105.11 临界(开断)电流 Critical (breaking) current 比额定短路开断电流小的开断电流值，在该电流值下，其燃弧时间最长，且比之额定短路开断电流下有明显增长。3.105.12 开断能力 Breaking capacity (441 17-08) 3.105.13 线路充电(空载线路)开断能力 Line-charging (line off-load) breaking capacity 在规定的使用和性能条件中，包含了开断空载运行的架空线的工况的一种开断能力。3.105.14 电缆充电(空载电缆)开断能力 Cable-charging (cable off-load) breaking capacity 在规定的使用和性能条件中，包含了开断空载运行的电缆的工况时的一种开断能力。3.105.15 电容器组开断能力 Capacitor bank breaking capacity 在规定的使用和性能条件中，包含了开断电容器组的工况的一种开断能力。3.105.16 关合能力 Making capacity (2900.20 7.14) 3.105.17 失步(关合或开断)能力 Out-of-phase(making or breaking) capacity 在规定的使用和性能条件中，包含了断路器两侧电网间失去或缺乏同步的工况时的一种关合或开断能力。3.105.18 短路关合能力 Short-circuit making capacity (2900. 20 5.18) 3.105.19 短路开断能力 Short-circuit breaking capacity (2900.20 5.17) 3.105.20 短时耐受电流 Short-time withstand current (2900.20 7.19) 3.105.21 峰值耐受电流 Peak withstand current (2900.20 7.20) 3.105.22 外施电压 Applied voltage (2900.20 6.13) 3.105.23 恢复电压 Recovery voltage (2900.20 6.30) 3.105.24 瞬态恢复电压(TRV) Transient recovery voltage (TRV) (441 17-26) 3.105.25 预期瞬态恢复电压(回