1 适用范围

 

　　本标准适用于额定电压10kV，频率50Hz的户外三相交流系统中的自动分段器(开关订货用)，以下简称分段器。

 

　　本标准不适用于有火灾、爆炸、化学腐蚀危险及剧烈震动的场所。超出本标准要求的，由使用部门和制造厂协商解决。

 

 

2 参考及引用的主要标准

 

　　GB311.1～GB311.6　　高压输变电设备的绝缘配合

 

　　　　　　　　　　　　 高电压试验技术

 

　　GB1497 低压电器基本标准

 

　　GB2706 交流高压电器动、热稳定试验方法

 

　　GB763 交流高压电器在长期工作时的发热

 

　　GB3309 高压开关设备常温下的机械试验

 

　　GB3804 交流高压负荷开关

 

　　GB5582 高压电力设备外绝缘污秽等级

 

　　GB8905 六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则

 

　　DL402 交流高压断路器订货技术条件

 

　　ANSI/IEEEC37、63—1984 交流自动分段器技术条件

 

　　GB2423 电工电子产品基本环境试验规程

 

　　SD317 10kV交流自动重合器技术条件

 

　　GB6162 静态继电器及保护装置的电气干扰试验

 

 

3 名词术语

 

3.1 分段器

 

　　是一种能够记忆线路故障电流出现的次数，并完成整定的次数后在无电压或无电流下自动分闸的开关设备。某些分段器具有关合短路电流及开断与关合负荷电流的能力，但无开断短路电流能力。

 

3.2 跌落式分段器

 

　　是一种外形与跌落式熔断器相似，但具有计数和自动分闸功能的开关设备。

 

3.3 记忆时间

 

　　分段器能够记住故障电流出现次数的时间。

 

3.4 复位时间

 

　　分段器每次计数后，恢复到计数前初始状态所需要的时间。

 

 

 

图1 累积时间示图

 

F₁，F₂，F₃-分别为第1，2，3次故障电流的持续时间；

 

R₁，R₂-保护设备的重合闸无电流间隔时间；

 

TAT=R₁+R₂+F₂+F₃

 

 

3.5 额定启动电流

 

　　能启动分段器计数器计数的电流。液压分段器启动电流是启动线圈额定电流的160%，电子控制计数器的启动电流是可调的。

 

3.6 累积时间

 

　　从第一次计数电流消失至分段器完成整定的计数次数后总的时间，用TAT表示，见图1。

 

3.7 循环操作

 

　　指分段器从第一次计数至完成整定的次数后自动分闸闭锁的顺序操作。

 

 

4 使用环境条件

 

4.1 周围空气温度：

 

　　上限+40℃；

 

　　下限-35℃或-45℃。

 

　　日温差：日变化范围25℃或32℃。

 

4.2 海拔：

 

　　1000m及以下地区；

 

　　1000～3000m地区；

 

　　3000m以上地区个别考虑。

 

4.3 风速：35m/s。

 

4.4 外绝缘污秽等级：外绝缘爬电比距和污秽等级见表1。

 

 

表1 外绝缘爬电比距和污秽等级

 

 

4.5 覆冰：分段器的覆冰厚度一般地区不超过1mm，重冰区分10、20mm两种。

 

4.6 地震烈度：不超过8度。

 

 

5 额定参数及技术要求

 

　　额定电压和最高电压；

 

　　额定绝缘水平；

 

　　额定频率；

 

　　额定电流；

 

　　开断与关合负荷电流额定值(如有此功能)；

 

　　额定短路关合电流(如有此功能)；

 

　　额定动稳定电流；

 

　　额定热稳定电流及持续时间；

 

　　额定启动电流；

 

　　额定计数次数及记忆时间；

 

　　额定开断电容电流(如有此功能)；

 

　　额定开断电感电流(如有此功能)；

 

　　额定控制电压(如有此功能)。

 

5.1 额定电压、最高电压和额定绝缘水平见表2。

 

 

表2 额定电压、最高电压和额定绝缘水平

 

 

5.2 SF₆分段器在0Pa(零表压)下应能耐受最高电压5min。

 

5.3 控制回路工频耐压为2kV、1min。

 

5.4 额定电流为50、100、200、400A。

 

5.5 最大开断负荷电流为1.3倍额定电流。

 

5.6 额定热稳定电流及持续时间：额定热稳定电流为3.15、6.3、8、10、12.5、16kA；额定热稳定电流持续时间为2、4s。

 

5.7 额定短路关合电流：额定短路关合电流峰值为额定热稳定电流的2.5倍。

 

5.8 额定动稳定电流：额定动稳定电流峰值为额定热稳定电流的2.5倍。

 

5.9 额定启动电流：

 

5.9.1 液压式分段器的额定启动电流是启动线圈额定电流的160%，允许误差±10%。

 

5.9.2 电子式分段器的额定启动电流可调范围为额定电流的160%、200%，允许误差±10%。

 

5.10 计数次数和记忆时间：

 

5.10.1 计数次数一般为3次，并根据需要可调节为1或2次。跌落式分段器计数次数为2次。

 

5.10.2 液压式分段器每次计数的记忆时间不小于50s。

 

5.10.3 电子式分段器每次计数的记忆时间是可调的，分别为15、40、60、120s，各档允许误差±10%。

 

5.11 额定控制电压：额定控制电压(若有此应用时)见表3。

 

 

表3 额定控制电压

 

 

5.12 过负荷电流：分段器没有标准的过负荷电流能力，但制造厂应提供分段器允许的过负荷范围及其运行特性。

 

 

6 结构与设计

 

6.1 分段器型号含义如下，分类见表4。

 

 

 

 

6.2 分段器应考虑凝露，雨、温度骤变及日照的影响。

 

6.3 分段器的外壳应有防锈措施。接地点的接触面积应满足要求，接地螺钉的直径不得小于M12。接地点应标有“接地”字样或其他接地符号。应设有易于在地面观察和判断合、分位置的机械指示。对已储能的机构应以白底红字注明“储能”，已释能的机构应以白底黑字注明“释能”。

 

 

表4 分段器的分类

 

 

6.4 分段器的排逸孔或排油阀应便于排油(气)。在排放油(气)时，应不影响设备的电气性能。排出油(气)的方向应不危及电气设备及人身的安全，排逸孔应能防止潮

 

气和异物进入。

 

6.5 同一型号的分段器各部件及安装尺寸应一致，易损件应具有互换性和易于更换。

 

6.6 分段器的接线端子应能承受沿导线水平方向250N的静拉力。

 

6.7 分段器箱体上部应设有便于起吊用的吊环或吊钩，其位置的设置应使提吊分段器时保持水平，并避免吊绳与其他部件(套管、操作手柄)等之间有摩擦接触。箱体应能方便地移开，便于检修。

 

6.8 制造厂应根据用户要求提供分段器安装和检修用的专用工具、备品备件及安装的固定支撑件。

 

6.9 电子式分段器的控制部分应有防雨、防潮、抗干扰措施。电子装置按电子产品有关标准和要求进行试验。

 

6.10 带有动作计数器的分段器，应能记录并显示分段器分闸动作总次数。在正常工作状态下，计数器应便于观察。

 

6.11 采用手力操动的分段器(除跌落式)必须具有合、分的贮能机构，使其能进行快速合、分，且操作速度不受体力的影响。分段器及操动机构应有保持合闸位置、

 

分闸位置的能力。跌落式分段器的跌落动作要求与跌落式熔断器相同。

 

6.12 分段器控制装置在正常工作状态下也可以独立安装。

 

6.13 采用附加电源操作的分段器的操动机构内，应装设一定对数的辅助开关和必要的控制保护装置。

 

6.14 辅助开关及辅助回路应能通过10A的持续电流，其温升不应超过规定值。

 

6.15 操动机构的线圈应能耐受2.5倍的额定电压(直流线圈)和3.5倍额定电压(交流线圈)耐压试验1min。

 

6.16 油分段器：

 

6.16.1 应有便于注、排油(包括取油样)的装置。应设有易于在地面观察油面位置的指示器，并给出允许的最高、最低的油面位置。

 

6.16.2 液压式计数器应给出额定电流的百分数和油温升与记忆时间的关系，还要给出油温与上级保护开关设备的记忆时间与累积时间配合曲线。

 

6.17 SF₆分段器：

 

6.17.1 应有便于监测气体压力和充、放气体的装置，以及给出能正常工作的最低气压。制造厂应能根据用户要求随产品提供气体的回收、检漏、微水测试的附件。

 

6.17.2 气体年漏气率不大于1%。当有困难时应与用户协商，但不得大于2%。

 

6.17.3 气体的水份含量允许值：交接验收值不大于150ppm(体积比)；运行允许值不大于300ppm(体积比)。

 

6.17.4 制造厂应给出气体温度与密度的关系曲线。

 

6.18 跌落式分段器：

 

6.18.1 跌落管为壁厚不小于1mm的铜管，两端应有可靠的电气接头。

 

6.18.2 安装在跌落管中的电子控制板应密封。

 

6.18.3 跌落式分段器的动静触头必须在上级开关开断后，在无电流时分离。

 

6.18.4 使用的电流互感器应满足装配要求，并与控制板有可靠的电气连接。

 

6.18.5 记忆和复位时间应符合产品技术条件的规定。

 

6.19 真空分段器。真空开关管(即真空灭弧室)应符合产品技术要求和DL403—91《10～35kV户内高压、真空断路器订货技术条件》，其他要求应符合本条件的规定。

 

6.20 当失压脱扣的分段器电压下降或失电后，必须能可靠地延时在无电流后才允许分闸。

 

 

7 型式试验

 

7.1 总则：型式试验为鉴定某一产品是否符合标准并能否生产而进行的试验。受试分段器的部件应与产品技术条件及图纸相符，各项试验结果均应记录在报告中。

 

7.2 型式试验的内容：

 

　　机械试验；

 

　　绝缘试验；

 

　　含水量和漏气量测定(仅用于SF₆型)；

 

　　开断与关合负荷电流试验(如有此功能时)；

 

　　温升试验；

 

　　额定短路关合电流试验；

 

　　动、热稳定试验；

 

　　额定启动电流试验；

 

　　计数次数和记忆时间试验；

 

　　控制装置的试验；

 

　　防雨试验；

 

　　密封试验；

 

　　额定电感电流开断试验；

 

　　额定电容电流开断试验。

 

7.3 在下列情况下分段器应作型式试验：

 

7.3.1 新研制或转厂生产的产品应作全部型式试验。

 

7.3.2 当产品在设计、工艺及使用材料作重要改变后应进行相应的型式试验。

 

7.3.3 经常生产的产品每隔8年进行下列项目的型式试验：

 

　　绝缘试验；

 

　　机械试验；

 

　　动、热稳定试验；

 

　　额定启动电流试验；

 

　　计数次数和记忆时间试验。

 

7.3.4 分段器的型式试验可以在两台试品上分别进行，也可在同一台试品上进行，其中，机械试验，温升，动、热稳定试验应在同一台试品上进行，其余试验项目根据制造厂要求可在另一台试品上进行。

 

7.4 被试品的安装位置及控制装置应与运行条件相同，并联同一起进行型式试验。

 

7.5 机械试验：

 

7.5.1 机械特性试验。分段器的机械特性(分、合闸时间，同期，速度，行程，超程)应符合产品技术条件的规定，有脱扣操作的其特性应符合6.20条及产品技术条

 

件的规定。

 

7.5.2 机械稳定性试验。分段器至少应按表5规定的次数进行机械稳定性试验，试验过程中不得出现拒动，不得对试品进行任何调整，但可对运动部件进行润滑。试验后各部件不得变形和损坏，不应漏油(气)，出厂试验项目应符合技术条件的要求。

 

　　分段器既可手动又能自动操作的，应按自动操作方式进行机械稳定性试验。

 

 

表5 各类分段器机械稳定性试验次数

 

注：“合、分”操作为1次。

 

 

7.6 温升试验：温升试验在机械稳定性试验前后各进行一次。温升试验前后直流电阻值相差不得大于试验前数值的20%，试验方法和要求按GB763进行。

 

7.7 绝缘试验：

 

7.7.1 工频和冲击试验方法按GB311.2～GB311.6的规定进行，试验电压值见表2的规定。

 

7.7.2 操动机构及控制回路绝缘试验方法按GB1497进行(电子元器件除外)，试验电压值应符合5.3和6.15条的规定。

 

7.8 含水量和漏气量测定：SF₆分段器的含水量和漏气量的试验方法按GB8905进行，其结果应符合6.17.2条和6.17.3条规定。

 

7.9 额定关合短路电流和开断与关合负荷电流额定值的试验：

 

7.9.1 试品准备：

 

7.9.1.1 试验时分段器应连同控制设备一起进行。

 

7.9.1.2 试验前，检查试品的操作性能，应符合产品技术条件的规定。自动操作的分段器的控制电源(如有要求)应处在规定的下限值，试验中不得进行任何调整。

 

7.9.1.3 三相联动的分段器应进行三相试验。单相操作的分段器可进行单相等值试验。

 

7.9.2 试验频率：试验应在额定频率下进行，允许误差为±5%。

 

7.9.3 试验电压：试验应在最高电压下进行，允许偏差-10%。

 

7.9.4 开断与关合负荷电流试验回路的阻抗Z由电抗和电阻并联或串联组成，其中至少有0.1Z是由串联的电抗和电阻组成，其余0.9Z的组成方式(串或并)不限。回路的功率因素cosφ为0.65～0.75。

 

7.9.5 分段器开断的负荷电流应为对称波形，因此在开断时应加时延，使瞬态电流已衰减至可以忽视的程度，例如在120ms以上，才能使触头分离。三相电流的平

 

均值与各相电流值之差不应大于平均值的10%，表6试验方式1中0.05I_e开断与关合负荷电流值允许误差为该规定值的±20%。

 

 

表6 分段器试验电流及试验次数

 

注：I_e—额定电流。

 

 

7.9.6 在开断负荷电流后，分段器断口应能持续承受工频电压3min。

 

7.9.7 关合额定短路关合电流试验次数按表6规定的次数进行。

 

7.9.8 三相关合短路电流以第一周波的最大一相数值表示，试验中至少有一次一相关合电流不低于额定值。

 

　　若由于预击穿使实际额定短路关合电流值难以控制，但应保证试验回路的短路电流最大预期峰值不低于额定短路关合电流值方为有效(未经制造厂同意，不应超过电流额定值10%)。

 

7.9.9 在试验过程中，分段器中的油或气应从专设的排逸孔逸出，不应引起分段器外闪，不允许喷火。

 

7.10 动、热稳定试验：

 

7.10.1 动、热稳定试验方法按GB2706的规定进行。

 

7.10.2 额定动、热稳定电流和热稳定电流持续时间分别按5.6、5.8条选取，试验结果应符合标准规定。

 

7.11 额定启动电流试验、计数次数和记忆时间试验(可与机械试验同时进行)。

 

7.11.1 分段器额定启动电流应符合5.9条规定。

 

7.11.2 采用低压电源，试验电流应小于90%额定启动电流，分段器计数器分别整定为2、3次计数。合闸5次，分段器计数器应不计数。然后增大启动电流大于110%额定启动电流，合闸10次，计数器应可靠计数。总累积时间应小于计数器的记忆时间。两次操作循环的时间间隔应保证计数器恢复到初始状态。在电流未被切除或未完成整定的计数次数时，分段器不得分闸。

 

　　如有条件，分段器应在设计的最低温度下，重复上述试验。

 

7.11.3 用低压电源，进行50次的循环操作。

 

　　在电流大于60%额定热稳定电流下进行10次循环操作，其中2、3次计数后分闸各5次。

 

　　电流大于额定启动电流时进行40次的循环操作，其中2、3次计数后分闸各20次。

 

7.11.4 在额定电压下，分别用大于额定启动电流和大于60%的额定热稳定电流进行。2次(或3次)计数的循环操作1次。

 

　　试验期间，累积时间应小于分段器的记忆时间。分段器在完成规定的计数次数后，在无电流下自动分闸闭锁。

 

7.11.5 有失压脱扣的分段器，以对称的高、低压电源进行2或3次计数的循环操作，试验次数按7.11.3、7.11.4条进行。

 

7.11.6 以失压脱扣的分段器用低压电源，当整定为2、3次失压的循环操作试验10次，失压时间小于复位时间，分段器能可靠分闸。

 

7.11.7 用低压电源使分段器计数器整定在2次或3次计数，通以大于额定启动电流，使计数器计数为1次或2次，在分段器的记忆时间内，使分段器的计数器再计数一次，分段器应能完成整定的计数次数，在无电流时自动分闸。

 

7.12 控制装置试验：

 

7.12.1 控制装置耐受冲击能力的试验应与分段器同时进行，试验方法按《静态继电器及保护装置的电气干扰试验》GB6162—85的规定进行。

 

7.12.2 控制回路中的电子元件试验按GB2423的有关规定进行。

 

7.13 防雨试验：分段器和控制箱处在实际安装位置从最不利的方向淋雨，雨滴与平面成45°，雨量3～10mm/min，试验期间应进行“合分”操作试验10次；淋雨24h后，分段器内部不应有进水的痕迹。对绝缘件按7.7.1条进行工频耐压试验。

 

7.14 密封试验：油分段器、SF₆分段器在完成规定的机械稳定性试验后放置24h不得有渗油(用涂白粉法检查)和漏气现象。SF₆气体的检漏和水份的测定按GB8905的规定进行。

 

7.15 开断电感电流试验：具有开断与关合负荷能力的分段器应进行开断25～3150kVA的变压器的空载电流20次。试验时的最高暂态过电压(相对地)不得超过2.5倍，否则应采取限压措施。

 

7.16 开断电容电流试验：具有开断与关合负荷能力的分段器应能开断6A的电容电流20次。试验时不发生重击穿。

 

　　注：受试验条件所限，可与用户协商在现场进行7.15、7.16条的试验。

 

7.17 包装质量检验：包装质量检验(真空)；汽车运输试验：200km路程，三级路面，将包装好的控制器放在运输汽车上，在三级路面以30～40km/h连续行驶200km，试运后产品及包装应完好，不得损坏。

 

 

8 出厂试验

 

8.1 每台分段器都必须经质量检验部门的检验合格后才允许出厂，并附有产品的检查报告单及质量合格文件。

 

8.2 每台分段器出厂检查及试验项目包括如下内容：

 

8.2.1 结构、外观检查。按产品正式图样和技术要求进行。

 

8.2.2 机构特性试验按7.5.1条进行。

 

8.2.3 机械操作试验按以下要求进行：

 

　　a.对手力合闸操作的分段器进行合、分操作10次。

 

　　b.对失压脱扣的分段器以低压操作电源进行合、分操作10次。

 

　　c.配有控制装置的分段器应联动操作10次。

 

8.2.4 绝缘试验：

 

　　按7.7.1条进行干耐压试验。

 

　　按7.7.2条进行控制回路的耐压试验。

 

8.2.5 测量主回路电阻，试验方法按GB763进行。

 

8.2.6 SF₆和油分段器，在充有 SF₆气体或油静放24h后，用检漏仪检查 SF₆泄漏量，试验方法按GB8905进行，检查油分段器外表不应有渗漏油的痕迹。

 

8.2.7 额定启动电流计数次数、记忆时间按7.11条用低压电源进行试验，各种试验次数均为5次。

 

 

9 标志、包装、运输和保管

 

9.1 标志

 

　　每台出厂的分段器上均有铭牌标志，并注明以下内容：

 

　　制造厂名称或商标。

 

　　分段器的型号、名称。

 

　　额定电压(kV)。

 

　　额定电流(A)。

 

　　额定关合电流(kA，跌落式分段器除外)。

 

　　计数次数。

 

　　额定启动电流。

 

　　启动线圈额定电流。

 

　　油重、总重。

 

　　最高、最低工作气压。

 

　　额定控制电压、电源性质(交流、直流)及数值。

 

　　操动机构线圈的额定电压和额定电流以及电源的性质(交流、直流)。

 

　　出厂编号。

 

　　制造年月。

 

9.2 包装、运输、保管

 

9.2.1 分段器应有包装规范，并能保护分段器各部件在运输过程中不致遭到脏污、损坏、变形、丢失及受潮，对其中的绝缘部份和有机绝缘材料应特别加以保护。

 

外露表面应有防腐的措施。

 

9.2.2 分段器内部与大气直接连通的孔口，在运输时应完全密封。

 

9.2.3 整体和分装的产品包装应便于运输及装卸。

 

9.2.4 每台分段器的包装箱内应附有产品合格证明书、安装使用说明书、装箱单和出厂试验报告。

 

9.2.5 分段器的包装箱内应提供必要的检修用的专用工具及备件，随同产品同时发运。

 

9.2.6 分段器包装箱上应有在运输、贮存过程中必须注意事项的明显标志。

 

 

 

　　附加说明：

 

　　本标准由能源部高压开关厂设备标准化技术委员会提出。

 

　　本标准由电力科学研究院高压开关研究所负责起草。

 

　　主要起草人：徐腊元、顾霓鸿、向世隆、张重乐、曹荣江。