(高清版)GB∕T 38658-2020 3.6kV～40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備型式試驗有效性的延伸導則

控制設備型式試驗有效性的延伸導則Part307:GuidancefortheextensionofvalidityoftypetestsofACmetal國家市場監(jiān)督管理總局 I 1 14延伸判據(jù)的說明 3 34.2延伸判據(jù)的參數(shù) 34.3計算的運用 44.4型式試驗有效性延伸所需信息 55延伸判據(jù)的應用 5 5 6 7 8 95.6內部故障試驗 6型式試驗的有效性延伸 6.1概述 6.2試驗報告有效性延伸到其他功能單元(情況a) 6.3通過選擇試品確認一族(情況b) 6.4通過現(xiàn)有試驗報告確認總裝(情況c) 6.5設計修改的確認(情況d) 附錄A(資料性附錄)延伸判據(jù)的基本原理 附錄B(資料性附錄)型式試驗延伸有效性的示例 I本標準與IEC/TR62271-307:2015相比存在結構的調整。將IEC/TR62271-307:2●用修改采用國際標準的GB/T2900.20—2016●用修改采用國際標準的GB/T3906—2020代替了IEC6●用修改采用國際標準的GB/T11022—2011代替了IEC62271-1:2007及IEC62271-1: —刪除了IEC/TR62271-307:2015表7第5條關于導體的橫截面積的延伸判據(jù)。 Ⅱ11范圍本標準規(guī)定了3.6kV~40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備型式試驗有效性延伸的應用和本標準適用于GB/T3906—2020規(guī)定的額定電壓3.6kV～40.5kV的交流金屬封閉開關設備和本標準適用于將在具有一組確定額定值中的一個樣品上進行的型式試驗下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引GB/T2900.20—2016電工術語高壓開關設備和控制設備(IEC60050-441:1984,MOD)GB/T3906—20203.6kV～40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備(IECGB/T11022—2011高壓3術語和定義GB/T2900.20—2016、GB/T3906—2020和GB/T11022—2011界定的以及下述術語和定義適用于本文件。為了便于使用，以下重復列出了GB/T2定義。[GB/T2900.20—2016,定義3.1]2性能。試品testobject[GB/T2900.20—2016,定義9.28][GB/T2900.20—2016,定義9.29][GB/T2900.20—2016,定義9.30]3開關裝置的允許彈跳時間極間電氣間隙隔室中絕緣氣體壓力45但具有相同外部電場結構的元件。對于其他的高壓和低壓附件(像避雷器和加熱接受準則1極間電氣間隙2≥36表2(續(xù))接受準則4≥T4207,比較漏電起痕指數(shù))5帶電部件的表面粗糙度≤6導電部件的半徑≥不僅是帶電部件的半徑，也要考慮面對帶電部件的的半徑7≥如果受開關設備總裝的影響8隔離距離≥如果受開關設備總裝的影響9絕緣用最低功能壓力注1:沿著絕緣表面的電場分布也有很大影響。功能單元的載流能力取決于母線連接的設計以及相鄰功能單元的電流分布。由于標準(例如接受準則1≥2≥電流)不能排除時需要確認注13外殼/隔室尺寸(L、H、W)和≥外殼和隔室具有相同的結構注17表3(續(xù))接受準則4絕緣氣體的最低功能壓力≥5導體的電流密度≤6≤比較導體材料和截面積78連接/接頭處的接觸壓力9隔板和外殼的有效通風面積≥≤絕緣擋板的面積≤隔板具有相同的物理布置導體絕緣涂層的厚度≤涂層的熱導率和發(fā)散系數(shù)應相同≤≥涂層的發(fā)散系數(shù)應相同與導體接觸的絕緣材料的溫度≥注1:當導體穿過時，相比于低碳鋼等材料，外殼和隔板使用非鐵磁性材料會降低由交變磁場產生的熱量。注3:考慮防護等級(IP代碼)。注4:需考慮電流互感器一次和二次繞組的功耗。注5:母線涂層(如油漆)可以改善與周圍介質的熱交換。油漆的顏色對于熱輻射沒有重要影注6:外殼材質主要考慮材質本身的渦流發(fā)熱效應對于產品溫升造成的影 8接受準則11)聯(lián)鎖的機械聯(lián)動裝置的強度，包括活門≥不同≤21)觸點數(shù)量≤接觸件的設計，包括底座和涂層材料，以及動觸頭和靜觸頭的支撐件是相同的2)各觸頭的接觸力≤3)接觸面的粗糙度≤31)聯(lián)鎖的機械聯(lián)動裝置的強度≥≤4防止觸及操作裝置的聯(lián)鎖系統(tǒng)1)聯(lián)鎖的機械聯(lián)動裝置的強度≥2)正常操作力≤注：如果涉及聯(lián)鎖和操作軸的固定和安裝，有必要對隔室/外殼的強度進行評可用表5給出的判據(jù)，而不用考慮頻率值(50Hz/60接受準則1≥2電流路徑引起的電動力≤注13導體絕緣支撐件的機械強度≥4≤5≥導體的連接，具有相同或更大的夾緊力和接觸面積6相同7與導體接觸的絕緣材料的溫度8外殼/隔板/套管的機械強度≥9表5(續(xù))接受準則9相同注1:不同路徑的影響可通過電動力計算進行評注2:強度包括機械抗壓力、牽引力和彎曲負注4:接地回路：在某些設計中，導體可能包含部分金屬外殼作為接地回注5:導體包括主回路的連接以及接地回路直到接地端子的連接受準則1極間電氣間隙≥見注12≥3外殼/隔室容積≥4絕緣氣體最低功能壓力≥機械特性曲線在允許公差內5導體的橫截面積≥見注26開關裝置中連接路徑的電流引起的電動力≤7導體絕緣支撐件的機械強度≥見注38外殼/隔板/套管的機械強度≥見注39≤見注3注1:至于開關裝置內部的相間中心距離，型式試驗有效性的延伸可能按照相關元件標準進行處理。注2:可移開部件的觸頭不影響相關開關裝置的關合和開斷能力，因此不必考注3:假設機械強度已經通過短時和峰值耐受電流試驗得到了驗證。對于容性或其他接受準則1極間電氣間隙≤2相同3隔室凈容積≥4用，見注1≤5相同6相同GB/T3906—2020適用7相同見注28泄壓口面積≥隔室中泄壓口的位置和氣體流過的路徑相同如果使用泄壓通道，僅接受更大的橫截面積9泄壓口打開壓力≤打開釋放裝置(閘門)的元件的≤外殼和隔室的機械強度≥也包括隔板、套管和觀察窗的強度見注2和注3見注3門和蓋板的機械強度≥見注3外殼防護等級(IP代碼)≥注1:對于SF?絕緣的開關設備，充入與SF,額定充入壓力相同的空氣進行試驗(見GB/T3906—2020的7.106.3).注2:細節(jié)參考GB/T3906—2020的7.106.2的第一段。注3:強度的評估可能要求計算或有限元應力分析。評估要考慮到位置、強度和所有固定點(螺栓、鉸鏈和插銷)的數(shù)量。IAC試驗的額定值及安裝條件接受準則條件(見GB/T3906—2020)1≤2額定電弧故障持續(xù)時間≤3≤見注14進行的型式試驗5總裝到天花板的距離≥見注26總裝到側壁的距離≥7總裝到后壁的距離8具有相同可觸試驗涵蓋了戶外應用9可觸及的類型(A、B或C)可觸及的側面(F、L、R)(和理論上的LR、L、R)有墻壁的距離分別大于300mm和注1:根據(jù)GB/T3906—2020中B.4.2,試驗電壓可以是等于或低于額定電壓的任意電壓，電壓時進行的試驗，B.4.3規(guī)定了實際試驗電流需要滿足的條件。注2:在排氣管道將熱氣體排出房間的情況下判據(jù)不適用。在這種情況下試品和天花板之間的距離無關，僅與6.1概述族內的其他功能單元時(圖1);b)為每一個特性選擇試品，用最少的試品和型式試驗使其試驗結果制設備有效時(圖2);c)對同一族開關設備和控制設備有效的型式試驗報告進行分析，確定試驗結果對于未進行試驗的總裝具體特性是否有效時(圖3);圖1給出了如何按照下述步驟對給定的型式試驗報告進行有效性延伸：——第1步：檢查報告中關于試品的描述(功能單元或幾個功能單元的組合),并收集附加信息(例如參考圖紙);的型式試驗的延伸判據(jù)進行比較(例如工頻電壓耐受試驗的極間電氣間隙 如果可以明確地檢查族中一個功能單元或者多個功能單元組合的相6.3通過選擇試品確認一族(情況b)圖2給出了如何選擇一個試品使驗證整族的試驗數(shù)量減到最少。對于一族開關設備和控制設備的試品2FU1FU2FU3FU4F第二步實際總裝實際總裝FU2FU3FU4是試驗報告1試驗報告2試驗報告3第三步(資料性附錄)表2～表7列出的各設計參數(shù)有效性判據(jù)的定義，是基于成熟的技術和物理原理以及制造商和用理原理來設計開關設備和控制設備。如果對有效性判據(jù)有懷疑，則需要進伸，如計算。下面將根據(jù)這些技術和物理原理，并依此選擇延伸判據(jù)，如表2～表A.2絕緣試驗等宜予以考慮。下面給出了表2所示的各延伸判據(jù)(項目)的原理。A.2.2電氣間隙(項目1和項目2)極間和對地的電氣間隙與絕緣耐受直接相關。如果表2中列出的所有其他設計參數(shù)沒有改變或在安裝附加的接地裝置或試驗點可能減小相對地的電氣間隙，因此A.2.3絕緣支撐件和材料(項目3和項目4)增加提高了絕緣耐受能力。然而，絕緣耐受能力可能受到沿絕緣表面的電場A.2.4帶電部件(項目5和項目6)能力。該延伸判據(jù)也適用于其他處于高電勢的導體部件甚至接地部件。當其與帶電部件位置相對時，A.2.5觸頭開距和隔離距離(項目7和項目8)A.2.6絕緣用最低功能壓力(項目9)力下已經進行了試驗。與型式試驗過的開關設備和控制設備相比，更高A.3溫升試驗下面詳細列出了表3所列的影響開關設備和控制設備溫升的延伸判據(jù)(項目)以及相應有效性判據(jù)A.3.2各相導體的中心距(項目1)A.3.3相對地距離(項目2)A.3.6導體(項目5和項目6)覆蓋通風口的網眼或網格防護等級(IP代碼)的修改也可對散熱造成影響。較高的防護等級可導GB/T24276給出了進一步的參考以增強通風對溫升影響的理解。A.3.9元件的功耗(項目11)影響。這些元件具有有限電阻且會耐受流經他們的電流引起的I2R的熱損耗。具有較低I2R功耗的A.3.10絕緣擋板(項目12)A.3.11導體和外殼的絕緣涂層(項目13、項目14和項目15)由于熱阻的存在，導體和/或外殼使用的固體絕緣將會限制其向周圍介質散熱的能力。在另一方導體和外殼上的油漆或特殊涂層通過熱輻射增加向周圍的熱傳A.3.12與導體接觸的絕緣材料(項目16)A.4機械試驗A.4.1概述因為安全的原因(涉及接近操作界面以及插入或抽出可移開部件)可能要求設備不同元件之間的—防止進入聯(lián)鎖隔室；(人力操作)沒有不同，或不超過峰值能量消耗(電動操作)的50%。下面給出了更加詳細的包含在表4中各延伸判據(jù)(項目)的基本原理。A.4.2活門系統(tǒng)(項目1)a)對于機械聯(lián)動裝置，可以從較弱的系統(tǒng)向較強的系統(tǒng)延伸。設計的強度可以通過考慮使用的b)通常，較輕的質量易于挪動且在機械元件上作用的應力較低。較輕的質量可以通過減小與機A.4.3可移開部件的觸頭(項目2)就開關設備和控制設備中可移開部件的觸頭而言，重點關注連接和斷開操作過程中的機械行為。b)可移開部件插入時的摩擦隨著每個觸點接觸力的降低而減小。除了這種作用，A.4.4聯(lián)鎖系統(tǒng)(項目3和項目4)——聯(lián)鎖系統(tǒng)直接在開關裝置的傳動鏈上操作，它會和人力操作力或任何電動 —聯(lián)鎖系統(tǒng)防止接近開關裝置的操作鏈，通常其設計成可用手指驅動。這些接僅在對比系統(tǒng)基于相同技術原理時可嘗試聯(lián)鎖系統(tǒng)的有效性延伸。鎖定的機械聯(lián)動裝置的強度(也就是違反聯(lián)鎖條件的情況下)宜相同或更高。與項目1所述相同的情況下可以進行評估。如果施加的力矩或力被限制在一個較小的值(例如通過限制拉緊裝置或不同的手柄和通過較小的A.5.1概述對這些力的設計能力是由所有支撐件的強度決定的。此外，對于所有動觸頭和固定連接也是重要的。表5對主回路和接地回路都適用。接地回路宜考慮的主要是項目5和項目6。由于接地回路通常下面給出了更加詳細的包含在表5中各延伸判據(jù)(項目)的基本原理。A.5.2各相導體的中心距(項目1)和觸頭具有相同的設計(見項目5的條件),且導體路徑不產生高于經過型式試驗驗證的電動力的設計值(見項目2)。A.5.3導體(項目2、項目5和項目6)具有與初始形狀相同或更大的值，那么延伸有效性是有可能的。如果兩個導體之間的相互電磁力不是由導體的橫截面而是由它們的中心距決效應以及可能的電流密度效應，宜確保導體的橫截面與原開關設備A.5.4導體絕緣支撐件(項目3和項目4)A.5.5與導體接觸的絕緣材料(項目7)在短時電流期間短路電流會加熱導體。所有與導體接觸的支撐件或元件在它能力造成影響。例如外殼的壁厚宜相同或更厚，且使用相似A.5.7可移開部件的觸頭(項目9)在電流路徑上的可移開觸頭的任何設計修改都可能削減短路電流耐受能力，A.6關合和開斷試驗元件的關合和開斷性能是根據(jù)相關標準進行型式試驗的。本標準的范圍響絕緣性能的電位以及關合和開斷期間產生的熱氣體流。下面對表6中給出的各設計參數(shù)造成的影響下面給出了表6中各延伸判據(jù)(項目)更加詳細的基本原理。A.6.2極間電氣間隙和對地電氣間隙(項目1和項目2)A.6.3外殼和隔室體積(項目3)A.6.4絕緣氣體(項目4)A.6.5導體(項目5和項目6)A.6.6絕緣支撐件(項目7、項目8和項目9)通過滿足GB/T3906—2020中7.106.5所規(guī)定的有效性判據(jù)，驗證了金屬外殼的開關設備和控制意這些有效性判據(jù)不能和表7中的有效性判據(jù)混合使用。基于上述考慮，確定了表7中給出的延伸判據(jù)。其評估宜產生更有利的情況來滿足GB/T3906—2020的有效性判據(jù)。表7中所列所有延伸判據(jù)(項目)的基本原理在下述給出，這些原理用于一族開關A.7.2極間和極對地電氣間隙(項目1和項目2)同樣的原理可以用在極對地之間的電氣間隙。然而，當電弧對著外殼壁燃燒時(這是最通常的情穿隔室壁的可能性較高。當燒穿的區(qū)域不對GB/T3906—2020中7.106.5的第3和第4有效性判據(jù)造A.7.3隔室凈容積(項目3)受(見項目12和項目14)。某些特殊情況下，在最小和最大隔室下進行的試驗可以覆蓋中間尺寸的A.7.4絕緣氣體的額定壓力(項目4)壓力釋放裝置釋放出來的熱量相同。熱量由密度和溫度的乘積決定，同時也A.7.5起弧部位的材料(項目5、項目6和項目7)通常型式試驗時的起弧部位和方式按照GB/T3906—2020中料反應時釋放熱量，空氣和SF?在不同的材料上燃燒時的性能不同。因此導體的材料A.7.6壓力釋放開啟裝置(項目8、項目9和項目10)有效性判據(jù)2和有效性判據(jù)3的可能性越大。然而，較大的打開面積可能顯著改變熱氣的流出且可能影響開關設備和控制設備周圍指示器的點燃(有效性判據(jù)4)。因此表7中項目8宜限于判斷安裝了泄力通過所有打開泄壓翻板的元件(例如螺絲釘)的強度來確定。在這種情況下，使用項目10進行評估，A.7.7外殼和隔室(項目11、項目12、項目13和項目14)對簡單形狀進行驗證或復雜形狀進行數(shù)值計算評估其機械強度。表7的注2將目標放在所有固定點壁與薄壁相比減少了燒穿的可能?？紤]到如果外殼的剛度顯著增加，宜注意確外殼防護等級(IP代碼)是外殼上可能的小孔的尺寸。熱氣可從孔和縫隙中逸出且可能點燃放置更小，也就是相等或更高的IP代碼。假設隔室內的壓力峰值由釋放裝置的區(qū)域決定。如果外殼內與A.8.1概述下面給出了表8中列出的每個延伸判據(jù)(項目)的解釋，它們適用于開關設備和控制設備總裝的額A.8.2內部故障額定電流和持續(xù)時間(項目1和項目2)A.8.3額定電壓(項目3)流峰值不能小于預期值的90%,電弧能量不依賴于額定電壓。通過GB/T3906—2020中B.4.2中的對實際試驗電流的規(guī)定(也可見表8的注1),以確保滿足該條件。100%預期電流峰值和電弧過早熄滅的要求宜確保得到滿足。A.8.4額定頻率(項目4)A.8.5總裝的布置(項目5、項目6和項目7)GB/T3906—2020中B.1規(guī)定了到天花板的最小距離，總裝開關設備和天花板(等效與側墻和后A.8.6戶內或戶外安裝(項目8)A.8.7可觸及類型(項目9)觸及類型A的試驗更靠近開關設備和控制設備的地方。就關心的GB/T3906—2020的第4個有效性A.8.8可觸及的面(項目10)對于可觸及類型A和B,根據(jù)等級FLR進行的試驗包含等級F、FR和FL,因此也包含它們只要開(資料性附錄)B.1概述孔的電纜接頭替代一個孔的標準接頭(圖B.1)。加了(見表B.1中的項目1和項目3)。靠外的電纜終端和隔室壁之間的電氣間隙不變。電纜終端和功能單元底板之間的距離減小了，但仍然滿足GB/T311.1—2012中表A.1要求的最小絕緣距離(見表前相同。如果之前已經對用兩個螺栓安裝的終端電纜接頭進行了試驗，表B.1關于功能單元絕緣耐受性能的延伸判據(jù)確認電纜隔室的設計參數(shù)接收準則1極間電氣間隙≥相同Y2不適用3≥Y4≥相同Y5帶電部件的表面粗糙度≤相同Y6導電部件的半徑≥相同Y7不適用8隔離距離不適用9絕緣用最低功能壓力≥不適用·此項不適用延伸判據(jù)，但仍比對地電氣間隙的最低要求要高。B.3增加電流互感器的AIS立柱母線功能單元的設計修改在開發(fā)了一族空氣絕緣開關設備后，要求在立柱母線功能單元(FU)中嵌入電流互感器。通常，這些電流互感器安裝在輸入饋線FU中。為了實施，立柱母線FU的垂直銅排被切掉且嵌入電流互感器(圖B.2)。原先的立柱母線FU進行了完整的型式試驗。新設計的型式試驗有效性延伸用短時電流試驗證明。圖B.2空氣絕緣開關設備的立柱母線功能單元中增加的塊式電流互感器接收準則1≥相同Y2電流通過產生的電動力≤相同Y3≥Y4≤更小Y5導體截面積≥相同Y6相同相同Y7與導體相接觸的絕緣材料的溫度等級≥Y8外殼/隔板/套管的強度≥相同Y9相同不適用鑰匙鎖是作為防止接近運行界面的聯(lián)鎖系統(tǒng)來操作的，在這種情況下可以接近可移開式斷路器。根據(jù)表4的項目4,鎖定的機械聯(lián)動裝置的強度宜等于或高于經過型式試驗的試品中的強度。因為強度未知，所以該延伸判據(jù)不能確認且宜依據(jù)GB/T3906—2020進行25次重復操作的試驗。因為新的單元(SF?絕緣),在兩個電纜連接隔室中的電纜終端間的距離變化了45mm。這兩個功能單元的寬度從315mm增加到500mm(見圖B.4)。新開關設備和控制設備的所有其他設計參數(shù)等于已有的RMU表3進行了評估。圖A—AA—A接收準則1≥Y2≥Y3外殼/隔室的尺寸(長、寬、高)和體積≥Y4絕緣氣體的最小壓力≥Y5導體的載流密度≤Y6≤Y7Y8連接/接頭的接觸壓力≥Y9≥Y隔板和外殼的有效通風面積≥不適用≤Y絕緣擋板的面積≤不適用導體絕緣涂層的厚度≤Y外殼用于熱傳遞的涂層總面積≥不適用與導體接觸的絕緣材料的溫度等級≥Y伸至同族開關設備和控制設備中裝配有另外或較少裝置的其他功能單元。圖B.5a)和B.5b)顯示了這斷路器隔室和兩個組成雙母線饋線單元的隔室。根據(jù)圖B.5b)的功能單元是使用母線隔室之一的母聯(lián)由于兩個功能