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24kV环网柜技术规范

16
2020年4月19日
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24kV环网柜技术规范

目 录

1 规范性引用文件 1
2 技术参数及要求 1
3　标准技术参数 4
4　使用环境条件表 9
5 试验 10

24kV环网柜技术规范
1 规范性引用文件
下列标准所包含的有关条文，经过引用而构成为本技术条件的条文。所有标准都会被修订，使用本技术条件的各方应探讨采用下列标准最新版本的可能性。
GB 16926 交流高压负荷开关—熔断器组合电器
GB 3804 3.6kV～40.5kV高压交流负荷开关
GB 3906 3.6kV~40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备
GB/T 11022 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求
GB 4208 外壳防护等级（IP代码）
IEC 420 高压交流负荷开关—熔断器的组合电器
IEC 298 1kV以上52kV及以下交流金属封闭开关设备和控制设备
GB 1984 高压交流断路器
DL/T 728 气体绝缘金属封闭开关设备订货技术导则
DL/T 615 交流高压断路器参数选用导则
DL/T 402 交流高压断路器订货技术条件
GB 1207　　 电磁式电压互感器
GB 1208 电流互感器
GB 11032　　交流无间隙金属氧化物避雷器
GB1094.11 电力变压器第11部分：干式变压器
DL/T 555 气体绝缘金属封闭开关设备现场耐压及绝缘试验导则
DL/T 593 高压开关设备的共用订货技术导则
江苏省电力公司 苏电生〔 〕1577号 《输变电设备交接和状态检修试验规程》
2 技术参数及要求
2.1 技术要求：
2.1.1环网柜采用SF6绝缘，电压互感器柜和所变柜可采用空气绝缘。柜内断路器可采用真空断路器或SF6断路器，负荷开关采用三工位SF6负荷开关，并应与型式试验报告相吻合。负荷开关电气寿命应达到E3级，断路器电气寿命应达到E2级。
2.1.2环网柜气包内SF6的相对压力不应超过1.4bar。气包应选用机器人激光焊接工艺，保证密封性能，气包防护等级IP67。整个充气壳体应当满足IEC 60298中规定的“密闭压力系统”的要求，年漏气不大于0.5%，30年免维护，且不需要重新充气。
2.1.3环网柜应具备完善的五防联锁功能。
2.1.4 结构型式：全绝缘金属封闭式。电缆接头至电缆引入处（孔或固定箍）距离≥370mm，柜内套管、支持绝缘件采用阻燃材料，其爬电比距须满足标准要求。
2.1.5母线系统: 采用铜母线，接合处应有防止电场集中和局部放电的措施（如安装均压罩等）。SF6环网柜整个长度延伸方向应有专用接地汇流母线,母线采用铜质, 截面的选择应保证能够耐受IEC 60298中推荐的额定短时耐受电流值。
2.1.6温升：主回路在额定电流和额定频率下的温升，除应遵守GB/T 1102的规定外，柜内各组件的温升值不得超过该组件的相应标准的规定，可触及的外壳和盖板的温升不得超过30K。
2.1.7应采用具有验电功能的带电指示器(带辅助接点), 方便更换, 并能够外接二次核相仪。
2.1.8环网柜铭牌标识清晰。内部安装的高压电器组件，如：断路器、SF6负荷开关、熔断器、互感器、避雷器等，均应具有耐久而清晰的铭牌，铭牌应安装在运行或检修时易于观察的位置。
2.1.9环网柜应具有与操作机构配套的二次回路。供方应提供环网柜中相应的二次设备。操作机构的控制、信号电路及原件应能承受工频试验电压2kV/1min。
2.1.10柜内负荷开关及断路器均应按电动要求配置，并具备手动操作功能。预留遥控、遥测、遥信接口,以适应远方监控需要。另外, 还应具有短路故障指示器，满足相间短路、单相故障接地指示要求，并具有开关量输出功能。
2.1.11环网柜内端子要求使用防尘阻燃型产品。
2.1.12 CT的二次电线截面为铜芯2.5平方毫米, 回路中安装电流测试盒。电压、控制电线截面为铜芯1.5平方毫米。
2.1.13环网柜前部应设有观察，观察窗采用机械强度与柜体相近的耐火透明材料制成，并应与高压导电体保持足够绝缘强度的净空距离。
2.1.14电力电缆隔室与电缆沟连接处应设置防止小动物进入的措施。应保证所有柜型电缆沟的宽度尺寸一致，保证所有柜型的固定基础框架在一条直线上，以方便土建施工。
2.1.15断路器/隔离开关的操作机构应方便操作，前面板上具有直观的位置指示。三工位开关的接地开关和断路器/隔离开关应具有分别的操作手柄插孔。
2.1.17电压互感器、电流互感器采用环氧树脂真空浇铸，所有端子及紧固件应有足够的机械强度和良好的导电接触，有可靠的防腐镀层。二次出线端子螺杆应用铜制成，直径不得小于8mm。1.2 Um下的局部放电水平≤ 20pC ，1.2 Um/√3下的局部放电水平≤ 10pC。电压互感器在190%和100%额定电压下的励磁电流比不大于7。
2.1.18 所变柜内变压器采用单相干式，接线组别为I/I，容量15kVA。变压器同时应满足GB1092.11标准之要求。
2.1.19 应按回路配置面板式故障指示器。
2.1.20 对于内部故障，各功能单元应做燃弧试验并满足下列要求：
a）环网柜应能防止因本身缺陷、异常或误操作导致的内电弧伤及工作人员，并能限制电弧的燃烧时间和延烧范围，保证不将故障扩展到相邻柜体。
b）应采取防止人为造成内部故障的措施，还应考虑到由于内部组件的故障引起隔室内过压及压力释放装置喷出气体的影响，柜体的设计应确保压力释放喷出的气体不危及工作人员的安全。
c）如果怀疑所采取的措施不能有效防止内电弧，制造厂应提供补充说明和进行必要的试验，以验证防护措施符合已商定的要求。
2.1.21环网柜全部连接线、套管、端子牌、隔板、活门、绝缘件等所有附件应为耐火阻燃。
2.1.22环网柜前部应设有观察窗，观察窗应采用机械强度与外壳相近的耐火透明材料制成，并应与高压导电体保持有足够绝缘强度的净空距离。
2.1.23环网柜应具备低气压分合闸闭锁功能。
2.1.24 开关及操作机构的安装尺寸应统一，相同部件、易损件和备品、备件应具互换性。
2.1.25 环网柜二次回路应实现就地、远方、试验的使用位置功能。
2.1.26 配套提供相应规格20kV预制式电缆终端及操作工具，电缆附件应按JB/T 8144.1及GB/T 12706.4的规定，并满足以下条件。
2.1.26.1 进出线电缆三相水平排列。采用20kV全屏蔽、全绝缘可触摸电缆终端，电缆应可靠固定，保证终端不受除重力以外的其它外力作用。
2.1.26.2 电缆终端应采用硅橡胶、三元乙丙橡胶或其它性能更优的绝缘材料，电缆终端应采用内外层屏蔽、可触摸、预制式、可插拔、全绝缘及全密封结构。电缆附件应满足标称电压18/24kV(U0=18kV)电缆的配合使用要求，每一只电缆头外壳应可靠接地。暂时未接入电缆的电缆终端应装设绝缘封帽，绝缘封帽应可靠接地。
2.2 一般结构要求：
2.2.1环网柜的外壳必须为覆铝锌钢板（除通风、排气口、观察窗外），钢板厚度不小于2mm，有足够的机械和耐火强度。
2.2.2环网柜除达到本技术规范书第3.3条的要求外，主回路的一切组件均安装在金属柜壳内，柜壳的防护等级应满足IP4X的要求；打开前门后应满足IP2X的要求。
2.2.3 供起吊用的吊环位置，应使悬吊中的开关设备保持水平，吊链与任何部件之间不得有摩擦接触，避免在吊装过程中划伤箱体表面喷涂层。
2.2.4 沿所有充气式环网柜的整个长度延伸方向，应设有专用的接地汇流母线，如果是铜质的，其电流密度在规定的接地故障时，不应超过200A／mm2，但最小截面不得小于30mm2，该接地导体应设有与接地网相连的固定连接端子，而且有明显的接地标志。如果接地导体不是铜质的，也应满足铭牌规定的峰值耐受电和短时耐受电流的要求。壳体接地点的接触面积应满足要求，接地螺钉的直径不得小于12mm，接地点应标有“接地”字样或其它接地符号。
2.2.5 各柜内主母线选用铜质材料，主母线在经过两个相邻的负荷开关柜时，开关柜隔板应采用防涡流隔磁材料，并应有分相的绝缘穿孔安装母线套管；母线分段柜内分支引线截面与主母线相同；主母线及分支母线（含连接部分）外表面宜采用有机绝缘，即母线小室及电缆小室内母线不得有裸露部分（电缆接线端子除外）。其绝缘材料需提供耐压和老化试验报告。
2.2.6 气体的密封
2.2.6.1 绝缘介质为SF6的环网柜，柜内一次带电部分均应密封在充有SF6气体的不锈钢气箱中；灭弧介质为SF6的环网柜，开关本体应密封在充有SF6气体的不锈钢气箱中。
2.2.6.2 每个独立的SF6气室一般应装设能显示内部气压的装置，该装置应能够明确显示设备安全运行的气压范围。
2.2.6.3每个SF6封闭气室应有标志，其中包括制造厂厂名及商标、产品型号、制造日期、出厂编号。
2.3 户外环网柜外箱体要求
2.3.1 外箱体应采用厚度≥2mm、性能不低于S304不锈钢材料，外壳应有足够的机械强度，在起吊、运输和安装时不应变形或损伤。
2.3.2 金属材质外箱体应采取防腐涂覆工艺处理，涂层均匀、厚度一致，涂层应有牢固的附着力，保证20年不可出现明显可见锈斑，箱体外壳具有防贴小广告功能。
2.3.3 外箱体颜色应与周围环境相协调，不锈钢材质宜选用国网绿，箱壳表面应有明显的反光警示标志，保证 不褪色。
2.3.4 外箱体应设置明显的标志，如设备名称、有电危险等。标志和标识的制作应符合GDW 742的规定。
2.3.5 外箱体顶盖的倾斜度应不小于10°，并应装设防雨檐。门开启角度应大于105°，并设定位装置；装设暗锁，并设外挂锁孔。门锁具有防盗、防锈及防堵功能。
2.3.6 外箱体应设有足够的自然通风口和隔热措施，保证在2.1规定的条件下运行时，所有电器设备的温升不超过其允许值，而且不得因此降低环网柜的外箱体防护等级。
2.3.7 外箱体底部应配备4根可伸缩式起吊销，起吊销应能承载整台设备的重量。
2.3.8户外环网柜应设有独立的配电自动化单元安装空间，按DTU遮蔽立式放置，预留宽度空间不低于600mm，箱内DTU终端具体要求详见“配电自动化终端技术规范”。
3　标准技术参数
技术参数特性表是对采购设备的基础技术参数要求，供货方应对技术参数特性表中标准参数值进行响应。24kV环网柜技术参数特性见表1。
表1　技术参数特性表
序号
名 称
单位
标准参数值
一
环网柜共用参数
1
额定电压
kV
24
2
绝缘介质

空气/SF6
3
灭弧介质

真空/SF6
4
额定频率
Hz
50
5
额定电流
A
630（负荷开关-熔断器组合柜为63A）
6
温升试验

1.1Ir
7
额定工频1min耐受电压（相间及对相地）
kV
65
8
额定工频1min耐受电压（隔离断口）
kV
79
9
额定雷电冲击耐受电压峰值（1.2∕50ms）（相间及相对地）
kV
125
10
额定雷电冲击耐受电压峰值（1.2∕50ms）（隔离断口）
kV
145
11
额定短路开断电流
kA
20 /（熔断器31.5)
12
额定短时耐受电流及持续时间
kA/s
20/4
13
额定峰值耐受电流
kA
50
14
关合额定短路电流能力
次
2
15
内燃弧耐受电流及时间
kA/s
20/0.5
16
额定有功负载电流开断次数
次
200
17
辅助和控制回路短时工频耐受电压
kV
2

18
供电电源
控制回路
V
DC110V

辅助回路
V
AC 220
19
使用寿命
年
≥30

20
设备尺寸
单台环网柜外形尺寸（长宽高）
mm
/

设备最大运输尺寸（长宽高）
/
21
外壳防护等级

IP4X
22
相间及相对地净距（带电体对门）
mm
≥180（210）
23
SF6气体额定压力（20℃表压）（充气柜适用）
MPa

25
SF6气体年漏气率

≤0.5%
26
操动机构型式或型号

电动，并具备手动操作功能

操动机构辅助接点

6常开6常闭
二
断路器参数

1
型号

/
2
灭弧室类型

真空或SF6
3
额定电流
A
630
4
主回路电阻
μΩ
100
5
额定工频1min耐受电压
相间及相对地
kV
65
断口
79
额定雷电冲击耐受电压峰值（1.2∕50ms）
相间及相对地
kV
125
断口
145
6
额定短路开断电流
交流分量有效值
kA
20
时间常数
ms
45
开断次数
次
≥20(真空)
首相开断系数

1.5
7
额定短路关合电流
kA
50
8
额定短时耐受电流/持续时间
kA/s
20/4
9
额定峰值耐受电流
kA
50
10
断路器开断时间
ms
£60
11
断路器合闸弹跳时间
ms
£2
12
断路器分闸时间
ms
£45
13
断路器合闸时间
ms
£70
14
断路器分、合闸平均速度
分闸速度
m∕s
≤45
合闸速度
≤70
15
机械稳定性
次
≥5000
16
额定操作顺序

O–0.3s–CO–180s–CO
17
辅助和控制回路短时工频耐受电压
kV
2
18
异相接地故障开断试验
试验电流
kA
17.32
试验电压
kV
24
19
容性电流开合试验
试验电流
A
电缆：25

试验电压
kV
1.4×24/

C1级：
CC1：24×O， CC2：24×CO；BC1：24×O，
BC2：24×CO

C1级
三
负荷开关参数

1
额定电流
A
630
2
额定工频1min耐受电压
相间及相对地
kV
65
断口
79
额定雷电冲击耐受电压峰值（1.2∕50ms）
相间及相对地
125
断口
145
3
额定短时耐受电流及持续时间
kA/s
20/4
4
额定峰值耐受电流
kA
50
5
关合额定短路电流能力
次
2
6
机械稳定性
次
≥5000
7
额定电缆充电开断电流
A
≥16
8
切空载变压器电流
A
15
四
负荷开关-熔断器组合电器参数

1
额定电流
A
63A
2
熔断器额定短路开断电流
kA
31.5
3
转移电流（撞击器触发）
A
1400
4
交接电流（脱扣器触发）
A
1400
五
隔离开关参数（如果有）

1
额定电流
A
630
2
主回路电阻
μΩ
100
3
额定工频1min耐受电压
相间及相对地
kV
65
断口
79
额定雷电冲击耐受电压峰值（1.2∕50ms）
相间及相对地
kV
125
断口
145
4
额定短时耐受电流及持续时间
kA/s
20/4
5
额定峰值耐受电流
kA
50
6
机械稳定性
次
≥3000
六
接地开关参数

1
额定短时耐受电流及持续时间
kA/s
20/2
2
额定峰值耐受电流
kA
50
3
额定短路关合电流
kA
50
4
额定短路关合电流次数
次
2
5
机械稳定性
次
≥3000
七
电流互感器参数

1
型式或型号

电磁式
2
负荷开关柜
额定电流比

项目单位提供
额定负荷

10VA
准确级

0.5
3
断路器柜
额定电流比

项目单位提供
额定负荷

10VA
准确级

0.5/5P20
八
电压互感器及熔断器参数

1
型式或型号

电磁式
2
额定电压比

20/0.1（户内环网柜）
20/0.1/0.22（户外环网柜）
3
准确级

0.5/0.2
4
接线级别

V/V
5
额定容量
VA
50VA（户内环网柜）
50/1000VA（户外环网柜）
6
三相不平衡度
V
1
7
低压绕组1min工频耐压
kV
2
8
额定电压因数

1.2倍连续，1.9倍8h
9
熔断器型式

/
10
熔断器的额定电流
A
2A
11
熔断器的额定短路开断电流
kA
31．5kA
九
避雷器参数

1
型式

复合绝缘金属氧化物避雷器
2
额定电压
kV
34
3
持续运行电压
kV
27.2
4
标称放电电流
kA
5（峰值）
5
陡波冲击电流下残压峰值（5kA，1/3μs）
kV
≤95
6
雷电冲击电流下残压峰值（5kA，8/20μs）
kV
≤85
7
操作冲击电流下残压峰值（250A，30/60μs）
kV
≤75
8
直流1mA参考电压
kV
≥48
9
75％直流1mA参考电压下的泄漏电流
μA
供货方提供
10
工频参考电压（有效值）
kV
供货方提供
11
工频参考电流（峰值）
mA
供货方提供
12
持续电流
全电流

0.8
阻性电流

150
13
长持续时间冲击耐受电流
A
400（峰值）
14
4/10μs大冲击耐受电流
kA
65（峰值）
15
动作负载

供货方提供
16
工频电压耐受时间特性

供货方提供
17
千伏额定电压吸收能力
kJ/kV
供货方提供
18
压力释放能力
kA/s
25/0.2
十
所用变压器参数

1
型式

单相，干式
2
电压比
kV
20/0.22
2
容量
kVA
15
4
联接组别

I/I
十一
母线参数

1
材质

铜
2
额定电流
A
630
3
额定短时耐受电流及持续时间
kA/s
20/4
4
额定峰值耐受电流
kA
50
5
导体截面
mm2
与环网柜型式试验报告中产品的导体截面、材质一致
十一
直流电源参数（户外环网柜）
1
输入电压
V
AC220
2
输出电压
V
DC48
3
直流输出回路

10A，12回
4
蓄电池容量
Ah
20
5
充电模块
A
2×5
4　使用环境条件表
使用环境条件表见表2，特殊环境要求根据项目情况进行编制。
表2　使用环境条件表
序号
名　　称
单位
项目需求值
1
周围空气温度
最高气温
℃
+45
最低气温
-25
最大日温差
K
30
2
海拔
m
≤1000
3
太阳辐射强度
W/cm2
0.1
4
污秽等级

IV
5
覆冰厚度
mm
10
6
湿度
日相对湿度平均值
%
≤95
月相对湿度平均值
≤90
7
耐受地震能力
水平加速度
m/s2
0.2g
垂直加速度
m/s2
1.5
9
由于主回路中的开合操作在辅助和控制
回路上所感应的共模电压的幅值
kV
≤1.6
注：表中“项目需求值”为正常使用条件，超出此值时为特殊使用条件，项目单位可根据工程实际使用条件进行修改。
5 试验
环网柜应按照有关国家标准和行业标准规定的项目、方法进行试验,而且各项试验结果应符合本技术规范书的要求。
5.1 型式试验
5.1.1 绝缘试验，包括雷电和操作冲击试验；1min工频耐压试验；控制回路的1min工频耐压试验。
5.1.2 机械试验，机械操作试验；常温下机械定性试验。
5.1.3 主回路电阻测量。
5.1.4 短时耐受电流和峰值耐受电流试验。
5.1.5 长期工作时的发热试验（温升试验）。
5.1.6 端部短路条件下的开断与关合试验。
5.1.7 其它条件下的开断与关合试验。
5.1.8 容性电流开合试验，包括空载架空线路；空载、电缆的开合试验。
5.1.9 对SF6环网柜进行气体密封试验 (年漏气不大于0.5%)。
5.1.10 内燃弧耐受试验。
5.1.11用户需要的协商试验项目。
5.2 出厂试验
5.2.1 主回路的工频耐压试验。
5.2.2 辅助回路和控制回路的工频耐压试验。
5.2.3 测量主回路电阻。
5.2.4 机械性能、机械操作及机械防止误操作装置或电气连锁装置功能的试验 。
5.2.5 仪表、继电器元件校验及接线正确性检定。
5.3 现场试验
按江苏省电力公司“输变电设备交接和状态检修试验规程”相关项目和标准。