GB/T 28428-2012 电气化铁路27.5kV和2×27.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备
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资料介绍
ICS 29. 280 S 81
中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准
GB/T 28428—2012
电气化铁路
27. 5 kV和 2×27. 5 kV 交流金属封闭开关设备和控制设备
27. 5 kV and2×27. 5 kV AC
metal-enclosed switchgearand controlgear
forelectrification railway
2012-06-29发布 2012-10-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会
发
布
GB/T 28428—2012
目 次
前言 Ⅴ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 2
4 使用条件 6
4. 1 正常使用条件 6
4. 2 特殊使用条件 6
5 额定值 8
5. 1 额定电压(Ur)及最高工作电压(Umax) 8
5. 2 额定绝缘水平 8
5. 3 额定频率(fr) 8
5. 4 额定电流和温升 8
5. 5 额定短时耐受电流(Ik) 11
5. 6 额定峰值耐受电流(Ip) 11
5. 7 额定短路持续时间(tk) 11
5. 8 合 、分闸装置和辅助 、控制回路的额定电源电压(Ua) 11
5. 9 合 、分闸装置和辅助回路的额定电源频率 11
5. 10 额定充气压力 11
6 设计和结构 11
6. 1 一般规定 11
6. 2 对开关设备和控制设备中气体的要求 11
6. 3 接地 12
6. 4 辅助设备和控制设备 12
6. 5 动力操作 12
6. 6 储能操作 12
6. 7 不依赖人力的操作 13
6. 8 脱扣器的操作 13
6. 9 铭牌 13
6. 10 联锁装置 14
6. 11 位置指示 15
6. 12 外壳的防护等级 15
6. 13 爬电距离 16
6. 14 气体和真空的密封 17
6. 15 易燃性 17
6. 16 电磁兼容性(EMC) 17
6. 17 腐蚀 17
Ⅰ
GB/T 28428—2012
6. 18 内部故障 17
6. 19 外壳 17
6. 20 隔室 18
6. 21 可移开部件 20
6. 22 对最小空气间隙的要求 20
7 型式试验 21
7. 1 概述 21
7. 2 绝缘试验 22
7. 3 回路电阻的测量 24
7. 4 温升试验 25
7. 5 短时耐受电流和峰值耐受电流试验 25
7. 6 防护等级检验 26
7. 7 密封试验 26
7. 8 电磁兼容性试验(EMC) 26
7. 9 辅助和控制回路的附加试验 26
7. 10 接地金属部件的电气连续性试验 26
7. 11 关合和开断能力的验证 26
7. 12 机械操作和机械特性测量试验 26
7. 13 充气隔室的压力耐受试验和气体状态测量 27
7. 14 非金属隔板和活门的试验 27
7. 15 内部电弧试验 28
8 出厂试验 28
8. 1 总则 28
8. 2 主回路的绝缘试验 28
8. 3 辅助和控制回路的绝缘试验 28
8. 4 主回路电阻的测量 29
8. 5 密封试验 29
8. 6 设计检查和外观检查 29
8. 7 机械操作和机械特性测量试验 29
8. 8 电气辅助装置的试验 29
8. 9 充气隔室的压力试验和气体状态测量 29
8. 10 局部放电测量 30
8. 11 现场安装后的试验 30
8. 12 现场充气后的气体状态测量 30
9 检验规则 30
9. 1 型式试验 30
9. 2 出厂试验 30
10 运输 、储存 、安装 、运行和维护规则 31
10. 1 运输 、储存和安装时的条件 31
10. 2 安装 31
10. 3 运行 32
Ⅱ
GB/T 28428—2012
10. 4 维护 32
11 安全性 32
11. 1 程序 32
11. 2 内部电弧方面 32
附录 A (规范性附录) 根据短时持续电流的热效应计算裸导体横截面积的方法 33
Ⅲ
GB/T 28428—2012
前 言
本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。
本标准由中华人民共和国铁道部提出 。
本标准由中铁电气化局集团有限公司归 口 。
本标准负责起草单位 : 中铁电气化勘测设计研究院有限公司 、中铁电气化局集团有限公司 。
本标准参加起草单位 :常州太平洋电力设备(集团)有限公司 、厦门 ABB开关有限公司 、四川电器集团有限公司 。
本标准主要起草人 :李汉卿 、程军 、王立天 、王作祥 、雷政 、黄晓波 、袁春萍 、黄协平 、兰拥军 。
Ⅴ
GB/T 28428—2012
电气化铁路
27. 5 kV和 2×27. 5 kV 交流金属封闭开关设备和控制设备
1 范围
本标准规定了电气化铁路 27. 5 kV 和 2× 27. 5 kV 交流金 属 封 闭 开 关 设 备 和 控 制 设 备 的 使 用 条件 ,额定值 , 设 计 和 结 构 , 型 式 试 验 , 出 厂 试 验 , 检 验 规 则 , 运 输 、储 存 、安 装 、运 行 和 维 护 规 则 , 安 全 性要求 。
本标准适用于具有空气绝缘和具有充气隔室 、设计压力不超过 0. 3 MPa(相对压力) 的户内金属封闭开关设备和控制设备 。
装于金属封闭开关设备和控制设备中的各元件按照各自标准的规定进行设计和试验 。
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/T 311. 2—2002 绝缘配合 第 2部分 :高压输变电设备的绝缘配合使用导则
GB/T 1408. 1—2006 绝缘材料电气强度试验方法 第 1 部分 : 工频下试验(IEC 60243-1: 1998, IDT)
GB 1985—2004 高压交流隔离开关和接地开关(IEC 62271-102:2002,MOD)
GB/T 2900. 1—2008 电工术语 基本术语
GB/T 2900. 20—1994 电工术语 高压开关设备[neqIEC 60050(IEV) :1984]
GB 3906—2006 3. 6 kV~ 40. 5 kV 交 流 金 属 封 闭 开 关 设 备 和 控 制 设 备(IEC 62271-200: 2003, MOD)
GB 4208—2008 外壳防护等级(IP代码)(IEC 60529:2001,IDT)
GB/T 4728. 1—2005 电气简图用图形符号 第 1部分 :一般要求(IEC 60617database,IDT)
GB/T 11021—2007 电气绝缘 耐热性分级(IEC 60085:2004IDT)
GB/T 11022—2011 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求(IEC 62271-1:2007MOD) GB/T 12022—2006 工业六氟化硫(IEC 376:1971;IEC 376A:1973;IEC 376B:1974,MOD)
GB/T 16927. 1—2011 高电压试 验 技 术 第 1 部 分 : 一 般 定 义 及 试 验 要 求(IEC 60060-1: 2006, MOD)
GB/T 16935. 1—2008 低压系统内设备的绝缘配合 第 1部分 :原理 、要求和试验
GB 17627. 1—1998 低 压 电 气 设 备 的 高 电 压 试 验 技 术 第 一 部 分 : 定 义 和 试 验 要 求 ( eqv IEC 1180-1:1992)
IEC 60073:2002 人-机接口 、标记和鉴别用的基本原理和安全原则以及指示设备和调节器的编码原理(Basic and safetyprinciplesforman-machineinterface,marking and identification—Codingprinci- ples for indicatorsand actuators)
IEC 62271-1:2007 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求(High-voltage switchgear and
1
GB/T 28428—2012
controlgear—Part1:Common specifications)
3 术语和定义
GB/T 2900. 1—2008、GB/T 2900. 20—1994界定的及以下术语和定义适用于本文件 。 3. 1
开关设备和控制设备 switchgearand controlgear
开关装置与相关控制 、测量 、保护和调节设备的组合 、以及与相关的辅件 、外壳和支持件及其内部连接所构成的设备的总称 。
3. 2
金属封闭开关设备和控制设备 metal-enclosed switchgearand controlgear
除外部连接外 ,全部装配完成并封闭在接地金属外壳内的开关设备和控制设备 。
3. 3
气体绝缘金属封闭开关设备和控制设备 gasinsulated switchgearand controlgear
全部或部分地采用 气 体 而 不 采 用 处 于 大 气 压 下 的 空 气 作 绝 缘 介 质 的 金 属 封 闭 开 关 设 备 和 控 制设备 。
3. 4
功能单元(总装的) functionalunit(ofan assembly)
金属封闭开关设备和控制设备的一部分 ,包括为满足单一功能的主回路和辅助回路的所有元件 。注 : 功能单元可以根据预定的功能来区分 ,例如进线单元 、出线单元等 。
3. 5
多层 multi-tier
两个或多个功能单元垂直布置在一个外壳内 。
3. 6
运输单元 transportunit
不需拆开便可以运输的金属封闭开关设备和控制设备的一部分 。
3. 7
外壳 enclosure
金属封闭开关设备和控制设备的一部分 ,它能够提供规定的防护等级 , 以保护内部设备不受外界影响 , 防止人员接近或触及带电部分 , 防止人员触及运动部分 。
3. 8
隔室 compartment
金属封闭开关设备和控制设备的一部分 ,除内部连接 、控制或通风所必要的开孔外 ,其余均封闭 。隔室分为四种类型 ,其中三种可以打开 ,称为可触及隔室 ;另一种不能打开 ,称为不可触及隔室 。
注 : 隔室可以按内部安装的主要元件来进一步划分 ,见 6. 20. 1。
3. 9
联锁控制的可触及隔室 interlock-controlled accessiblecompartment
内部装有高压部件 ,按制造厂的规定 ,可以打开进行正常操作和/或维护 ,触及受开关设备和控制设备总体设计控制的隔室 。
注 : 安装 、扩展和修理等不是正常的维护 。
3. 10
基于程序的可触及隔室 procedure-based accessiblecompartment
内部装有高压部件 ,按制造厂的规定 ,可以打开进行正常操作和/或维护 ,触及受适当的程序结合锁
2
GB/T 28428—2012
具控制的隔室 。
注 : 安装 、扩展和修理等不是正常的维护 。
3. 11
基于工具的可触及隔室 tool-based accessiblecompartment
内部装有高压部件 ,可以打开 ,但不是为了进行正常操作和维护 ,需要专用程序和工具才能打开的隔室 。
3. 12
不可触及隔室 unaccessiblecompartment
内部装有高压元件 ,不可以打开的隔室 。打开会破坏隔室的完整性 。 隔室有不可打开的明显警示 。
3. 13
隔板 partition
金属封闭开关设备和控制设备的一个部件 ,它将一个隔室与另一个隔室隔开 。
3. 14
隔板的等级 partition class
根据隔离带电部分所用的是金属隔板还是非金属隔板 ,将其分类如下 : 3. 14. 1
PM 级隔板 partition classPM
在打开的隔室和主回路的带电部件之间 ,金属封闭开关设备和控制设备具有的连续并接地的金属隔板和/或活门(如果适用时) 。
3. 14. 2
PI级隔板 partition classPI
在打开的隔室和主回路的带电部件之间 ,金属封闭开关设备和控制设备具有的一个或多个非金属隔板和/或活门 。
3. 15
活门 shutter
金属封闭开关设备和控制设备的一种部件 ,它具有两个可以转换的位置 ,一个位置是允许可移开部件的触头或隔离开关的动触头与固定触头接合 ,在另一个位置 ,它成为外壳或隔板的一部分 ,遮住固定触头 。
3. 16
分隔(导体的) segregation (ofconductors)
将接地的金属板插在导体之间的一种导体布置 ,这使得破坏性放电只能对地发生 。
注 : 分隔可以建立在导体之间 ,也可以建立在开关装置打开的触头之间 。
3. 17
套管 bushing
能使一根或多根导体穿过外壳或隔板并使导体与外壳或隔板绝缘的一种构件 ,包括固定用的附件 。
3. 18
元件 component
金属封闭开关设备和控制设备主回路和接地回路中 ,具有特定功能的基本部件(例如断路器 、隔离开关 、负荷开关 、熔断器 、互感器 、套管 、母线) 。
3. 19
主回路(总装的) main circuit(ofan assembly)
金属封闭开关设备和控制设备中传送电能回路中的所有导电部分 。
3
GB/T 28428—2012
3. 20
接地回路 earthing circuit
每个接地装置或接地点到设备用于与外部接地系统相连的端子间的连接 。
3. 21
辅助回路 auxiliary circuit
金属封闭开关设备 和 控 制 设 备 中 用 于 控 制 、测 量 、信 号 指 示 和 调 节 回 路(非 主 回 路) 的 所 有 导 电部分 。
注 : 金属封闭开关设备和控制设备的辅助回路包括开关装置的控制和辅助回路 。
3. 22
压力释放装置 pressurereliefdevice
用于限制充气隔室压力的装置 。
3. 23
相对压力 relativepressure
相对于标准大气压力 101. 3 kPa的压力 。
3. 24
充气隔室 gas-filled compartment
开关设备和控制设备的隔室 , 隔室内部的气体压力由下列的一种系统保持 :
a) 封闭压力系统 : 只能用人工连接到外部气源定期补气的空间 。
b) 密封压力系统 :在预定的使用寿命期内不需要对气体或真空作进一步地处理的空间 。
注 : 几个充气隔室相互间可以固定联接成一公共的气体系统(气密性装配) 。
3. 25
最低功能压力(充气隔室的) minimum functionalpressure(ofgas-filled compartment)
充气隔室的压力 ,把它折算到标准大气条件( +20 ℃ , 101. 3 kPa) 或密度下 ,可以用相对压力或绝对压力表示 ,大于或等于此压力时金属封闭开关设备和控制设备保持其额定特性 。
3. 26
设计压力(充气隔室的) design pressure(ofgas-filled compartment)
充气隔室内能长期承受的压力值 ,超过此压力 ,充气隔室会产生影响运行状态的变形 。
3. 27
设计温度(充气隔室的) design temperature(ofgas-filled compartment)
在运行条件下 ,充气隔室的气体所能达到的最高温度 。
3. 28
周围空气温 度 (金属 封 闭 开关设备和控 制设备 的) ambient air temperature (of metal-enclosed switchgearand controlgear)
在规定条件下测得的金属封闭开关设备和控制设备外壳周围的空气温度 。
3. 29
可移开部件 removablepart
金属封闭开关设备和控制设备中能够被完全移出并能被替换的连接到主回路的部件 , 即使功能单元的主回路带电也不例外 。
3. 30
可抽出部件 withdrawablepart
金属封闭开关设备和控制设备的可移开部件 ,它可以移到使打开的触头之间形成一个隔离断口或分离 ,此时仍与外壳保持机械联系 。
4
GB/T 28428—2012
3. 31
工作位置(接通位置) serviceposition (connected position)
为完成预定的功能 ,可移开部件处于完全接通的位置 。
3. 32
接地位置 earthingposition
可移开部件的位置或隔离开关的状态 。此时 ,开关装置的合闸操作 ,使主回路短路并接地 。
3. 33
试验位置(可抽出部件的) testposition (ofawithdrawablepart)
可抽出部件的位置 ,在此位置 ,主回路形成一个隔离断口或分隔 ,辅助回路是接通的 。
3. 34
隔离位置 disconnected position
可抽出部件的位置 。在此位置 ,可抽出部件与开关设备形成一个隔离断口或分离 ,但可抽出部件仍与外壳保持机械联系 。
注 : 在高压金属封闭开关设备和控制设备中 ,辅助回路可以不断开 。
3. 35
移开位置(可移开部件的) removed position (ofaremovablepart)
可移开部件的位置 ,可移开部件在外壳外面 ,且与外壳脱离了机械和电气联系 。
3. 36
运行连续性的丧失类别 lossofservicecontinuity category(LSC)
根据主回路隔室打开时其他隔室和/或功能单元是否可继续带电划分的设备类别 。
注 1: LSC类别描述了当需要触及主回路隔室时开关设备和控制设备可以继续带电运行的范围 。
注 2: LSC类别不规定开关设备和控制设备的可靠性类别 。
3. 37
LSC2类开关设备和控制设备 categoryLSC2switchgearand controlgear
有可触及隔室的金属封闭开关设备和控制设备 。
又可划分两个分类 :
LSC2B:打开功能单元的其他可触及隔室 ,该功能单元的电缆隔室仍旧可以带电的 LSC2类金属封闭开关设备和控制设备 。
LSC2A: 除 LSC2B外的 LSC2类金属封闭开关设备和控制设备 。
3. 38
LSC1类开关设备和控制设备 categoryLSC1switchgearand controlgear
除 LSC2类外的金属封闭开关设备和控制设备 。
3. 39
内部电弧级开关设备和控制设备(IAC) internalarcclassified switchgearand controlgear(IAC)
经试验验证能满足在内部电弧情况下保护人员规定要求的金属封闭开关设备和控制设备 。
3. 40
防护等级 degreeofprotection
外壳以及适用时的隔板或活门提供的 、防止接近危险部件 、防止固体外物进入和/或防止水的浸入 ,并由标准试验方法验证过的保护程度 。
3. 41
额定值 rated value
一般由制造厂对元件 、装置 、设备按规定的运行条件所指定的量值 。
注 : 具体额定值见第 5 章 。
5
GB/T 28428—2012
3. 42
破坏性放电 disruptivedischarge
在电场作用下伴随绝缘破坏而产生的一种现象 ,此时放电完全跨接了被试绝缘 ,使电极之间的电压降到零或接近于零 。
3. 43
相对漏气率(年漏气率) relativeleakagerate (leakagerateperyear)
单位时间的漏气量与充气隔室在额定气体密度时的总充气量之比值 。 以( %)/年表示 。
3. 44
单极断路器 single-polecircuitbreaker
仅与主回路一条导电路径相连的断路器 。
3. 45
双极断路器 double-polecircuitbreaker
与主回路两条导电路径相连的断路器 。
4 使用条件
4. 1 正常使用条件
a) 周围空气温度不超过 40 ℃ ,且在 24 h 内测得的平均值不超过 35 ℃ 。 最低周围空气温度对“-5户内 ”级为 -5 ℃ ,对“-15户内 ”级为 -15 ℃ ,对“-25户内 ”级为 -25 ℃ ;
b) 阳光辐射的影响可以忽略 ;
c) 海拔不超过 1 000 m ;
d) 周围空气没有明显地受到尘埃 、烟 、腐蚀性和/或可燃性气体 、蒸气或盐雾的污染 ;
e) 湿度条件如下 :
— 在 24h 内测得的相对湿度的平均值不超过 95% ;
— 在 24h 内测得的水蒸气压力的平均值不超过 2. 2 kPa;
— 月相对湿度平均值不超过 90% ;
— 月水蒸气压力平均值不超过 1. 8 kPa。
在这样的条件下偶而会出现凝露 。
注 1: 在高湿度期间温度急骤变化时可能出现凝露 。
注 2: 为耐受高湿度和凝露所产生的效应 ,例如绝缘击穿或金属件腐蚀 ,应使用为此条件设计和按此条件试验的开关设备 。
注 3: 可用特殊设计的建筑物或房间 ,变电站内采用适当的通风和加热或使用去湿装置 , 以防形成凝露 。
f) 来自开关设备和控制设备外部的振动或地动是可以忽略的 ;
g) 在二次系统中感应的电磁干扰的幅值不超过 1. 6 kV。
4. 2 特殊使用条件
当金属封闭开关设备和控制设备被应用在不同于 4. 1 中规定的正常使用条件时 ,用户的要求应参照以下规定步骤进行 。
4. 2. 1 海拔
对于安装在海拔高于 1 000 m 处的设备 ,外绝缘在标准参考大气条件下的绝缘水平应将使用场所要求的绝缘耐受电压乘以系数 Ka来确定 ,系数 Ka按图 1 选取 。在任一海拔处 , 内绝缘的绝缘特性是相同的 ,不需要采取特别的措施 。关于外绝缘和内绝缘 ,见 GB/T 311. 2—2002。
6
GB/T 28428—2012
对于低压辅助设备和控制设备 , 如 果 海 拔 低 于 2 000 m , 不 需 要 采 取 特 别 的 措 施 。 对 于 更 高 的 海拔 ,见 GB/T 16935. 1—2008。
注 1: 对于气体绝缘的金属封闭开关设备和控制设备 ,包括在安装完成后及运行状态下处于内绝缘定义下的承受电压的部件 ,绝缘水平不受海拔高度的影响 。
图 1 海拔修正因数
这些因数可用下式计算 :
Ka = em(H-1000)/8 150
式中 :
H — 海拔 ,单位为(m) ;
m — 为了简单起见 ,取下述值确定 :
地(缘)、,,0(0)冲.。电压 ,m= 1;
4. 2. 2 污秽
对于安装在污秽空气中且采用空气绝缘的设备 ,污秽等级宜按表 1选取 ,也可由用户与制造厂协商解决 。
表 1 污秽等级
外绝缘污秽等级
最小爬电比距mm/kV
0
12
Ⅰ
18
Ⅱ
22
7
GB/T 28428—2012
4. 2. 3 温度和湿度
对于安装在周围空气温度明显地超出 4. 1 中规定的正常使用条件的设备 ,优先选用的最低和最高温度的范围规定为 :
— 对严寒气候 , -50 ℃和 +40 ℃ ;
— 对酷热气候 , -5 ℃和 +50 ℃ 。
在湿热气候环境中的户内条件下 ,在 24h 内测得的相对湿度的平均值能达到 98% 。
当可能使用在不同于 4. 1规定的其他正常使用条件时 , 由用户与制造厂协商解决 。
5 额定值
5. 1 额定电压(Ur)及最高工作电压(Umax)
金属封闭开关设备和控制设备的额定电压及最高工作电压如表 2。
表 2 额定电压及最高工作电压
项 目
单 极
双 极
额定电压 Ur/kV(有效值)
27. 5
2× 27. 5
最高工作电压 Umax/kV(有效值)
29
2× 29
5. 2 额定绝缘水平
正常使用条件下设备额定绝缘水平见表 3。
表 3 额定绝缘水平
系统标称电压Uo
kV
系统短时最高
工作电压 Umax
kV
额定电压 Ur kV(有效值)
额定雷电冲击耐受电压(峰值)Up
kV(峰值)
额定 1 min工频耐受电压
(有效值)Ud
kV(有效值)
极对地
隔离断 口
极 间
极对地
隔离断 口
极间
25
29
27. 5
200
220
—
95
110
—
2× 25
2× 29
2× 27. 5
200
220
325
95
110
140
5. 3 额定频率(fr)
额定频率为 50 Hz。
5. 4 额定电流和温升
5. 4. 1 额定电流(Ir)
额定电流应从以下数值中选取 :
630A、1 000 A、1 250A、1 600A、2 000 A、2 500A、3 150A。
开关设备和控制设备的某些主回路(如母线 、馈出线等)可以有不同的额定电流值 。
8
GB/T 28428—2012
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