用于高低压电路的GIS汇控柜规范

1用于高低压电路的GIS汇控柜的通用规范本文件规定了用于高低压电路的GIS汇控柜的分类和型号、使用条件、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存。本文件适用于用于高低压电路的GIS汇控柜。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T4208外壳防护等级（IP代码）GB/T2423.24环境试验第2部分：试验方法试验S：模拟地面上的太阳辐射及太阳辐射试验和气候老化试验导则GB/T18663.3电子设备机械结构公制系列和英制系列的试验第3部分：机柜和插箱的电磁屏蔽性能试验Q/GDW734智能高压设备组件柜技术条件3术语和定义Q/GDW734中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1智能组件柜intelligentcomponentcabinet智能组件用柜体，为智能组件各IED、网络通信设备等提供雨水、尘土、酸雾、电磁骚扰等的防护及智能组件的电源、电气接口，并提供温、湿度控制、照明等设施，保证智能组件的安全运行。3.2电源级差配合protectioncooperationofpowersource智能组件柜电源总断路器与柜内智能组件等各用电装置的电源断路器之间的保护动作顺序。4分类和型号4.1按电压等级分类4.1.1高压GIS汇控柜：适用于110kV及以上电压等级的电力系统。4.1.2中压GIS汇控柜：通常用于35kV至66kV电压等级。4.1.3低压GIS汇控柜：一般为10kV及以下电压等级。4.2按功能分类24.2.1控制型汇控柜：主要用于对GIS设备的操作控制，如分合闸控制、刀闸操作等。4.2.2保护型汇控柜：侧重于对电力系统的保护，包括过流保护、短路保护、接地保护等。4.2.3测控型汇控柜：兼具控制和测量功能，能够实现对电气参数的监测和控制指令的执行。4.3按安装位置分类4.3.1户内型GIS汇控柜：安装在室内的变电站或配电室中，防护等级相对较高。4.3.2户外型GIS汇控柜：适用于户外环境，具有更好的耐候性和防护性能。4.4按柜体结构分类4.4.1固定式汇控柜：柜体结构固定，内部元件布局较为紧凑。4.4.2抽屉式汇控柜：部分元件采用抽屉式安装，便于维护和更换。5使用条件5.1正常使用环境条件5.1.1环境温度GIS汇控柜应能在-5℃至+40℃的环境温度范围内正常工作。在储存和运输过程中，允许的环境温度范围为-25℃至55℃。5.1.2相对湿度在24小时内平均相对湿度不超过95%，在一个月内平均相对湿度不超过90%，且在温度较低时允许有较高的相对湿度（如在20℃时，相对湿度可达95%）。5.1.3海拔不超过1000米，对于安装在海拔超过1000米的地区，应根据相关标准进行降容或采取特殊的绝缘处理措施。5.1.4地震烈度不超过8度，若安装地点的地震烈度超过8度，应采取特殊的抗震加固措施。5.1.5污秽等级不超过III级，对于在污秽等级较高的环境中使用，应选用加强绝缘或采取防污秽的特殊处理。5.2特殊使用环境条件5.2.1高温环境5.2.1.1使用要求：在环境温度超过40℃但不超过55℃的高温环境下，汇控柜内的电气元件应能正常运行，且其性能和寿命不应受到显著影响。5.2.1.2措施：采用耐高温的电气元件和材料，加强柜体的通风散热，如增加散热风扇、通风孔等；优化柜体的结构设计，减少内部热量积聚。5.2.2低温环境3使用要求：在环境温度低于-5℃但不低于-25℃的低温环境下，汇控柜内的电气元件应能正常启动和运行，且其绝缘性能和机械性能应保持稳定，应符合GB/T2423.24规定。5.2.2.1措施：选用耐低温的电气元件和材料，如采用低温润滑油、耐低温的绝缘材料等；对柜体进行保温处理，如加装保温层。5.2.3高湿度环境5.2.3.1使用要求：在相对湿度长期超过95%的高湿度环境下，汇控柜内部应能有效防止湿气侵入和凝露现象，电气元件的绝缘性能不应下降。5.2.3.2措施：采用密封性能良好的柜体结构，安装除湿装置，如干燥剂、除湿器等；对电气元件进行防潮处理，如涂覆防潮漆。5.2.4强风沙环境5.2.4.1使用要求：在强风沙环境下，汇控柜应能防止沙尘进入柜体内部，保持内部清洁，且电气元件的正常运行不受影响。5.2.4.2措施：在柜体的进出线口、通风口等部位安装防尘滤网或防尘罩；加强柜体的密封性能，提高防护等级。6技术要求6.1一般检查6.1.1外观检查6.1.1.1目视检查：在充足的自然光或照明灯光下，距离柜体约1米处，以正常视力（或矫正视力）从不同角度观察柜体的外表面。检查柜体表面的涂层是否均匀、有无剥落、气泡、流挂等缺陷；柜体的焊缝是否平整、连续，有无漏焊、虚焊等现象；柜体的标识、铭牌是否清晰、完整。6.1.1.2量具测量：使用精度不低于1mm的量具，如钢尺、卡尺等，测量柜体的外形尺寸，包括长、宽、高，检查其是否符合设计要求。测量柜门与柜体之间的缝隙宽度，以及柜体的平整度，偏差应在允许范围内。6.1.2结构检查6.1.2.1结构强度检查：对柜体施加一定的静态载荷，例如在柜体顶部均匀放置一定重量的重物，持续一段时间，观察柜体是否有变形、开裂等现象。也可以采用模拟振动试验的方法，检查柜体结构在振动条件下的稳定性。6.1.2.2柜门开启灵活性检查：手动多次开启和关闭柜门，检查柜门的开启角度是否达到设计要求，开启和关闭过程是否顺畅，有无卡顿、摩擦过大等现象。6.1.2.3门锁可靠性检查：使用钥匙或操作手柄多次开启和关闭门锁，检查门锁的动作是否灵活，能否可靠锁住柜门。进行门锁的强度测试，施加一定的拉力或推力，检查门锁是否能够承受而不损坏。6.2电气性能试验6.2.1绝缘电阻测试6.2.1.1测试前准备：将汇控柜内的电气设备与外部电源断开，并将所有的开关、刀闸置于断开位置，对柜体及内部设备进行清洁和干燥处理。46.2.1.2测试方法：使用500V或1000V的兆欧表，将兆欧表的一个测试端子连接到柜体的接地端子上，另一个测试端子分别连接到各回路的导体上，如母线、电缆、电器元件的接线端子等。以约120转/分钟的速度均匀摇动手柄，持续1分钟，读取兆欧表的指示值，即为该回路的绝缘电阻值。测试完成后，应将测试端子对地放电，以确保安全。6.2.1.3结果判定：各回路的绝缘电阻值应不小于1000MΩ,否则认为绝缘不合格。6.2.2工频耐压试验6.2.2.1试验设备准备：选用合适容量和电压等级的工频耐压试验设备，如试验变压器、调压器等，并确保设备的性能良好、校准有效。6.2.2.2试验接线：将试验变压器的高压输出端连接到被试回路的导体上，低压端接地。将被试回路的其他部分接地，并确保试验回路的连接牢固、可靠。6.2.2.3试验电压施加：按照相关标准的要求，逐渐升高试验电压至规定值，保持1分钟。在升压过程中，应密切观察试验设备和被试回路的情况，如有异常应立即停止升压。6.2.2.4结果判定：在试验过程中，被试回路应无击穿和闪络现象，试验结束后，应检查被试回路的绝缘状况，无明显的绝缘损伤。6.2.3冲击耐压试验6.2.3.1试验设备设置：采用冲击电压发生器，根据被试回路的电压等级和相关标准，设置冲击电压的波形、幅值和极性。6.2.3.2试验接线：将冲击电压发生器的输出端连接到被试回路的导体上，确保连接可靠。6.2.3.3试验操作：按照设定的参数，对被试回路施加正负极性各15次的冲击电压。6.2.3.4结果判定：被试回路在冲击电压作用下应无击穿和闪烁现象。6.2.4接地电阻测试6.2.4.1测试仪器选择：使用精度不低于0.1Ω的接地电阻测试仪。6.2.4.2测试接线：将测试仪的测试电极分别连接到柜体的接地端子和接地极上，确保电极与接地体接触良好。6.2.4.3测试操作：按照测试仪的操作说明进行测试，读取接地电阻值。6.2.4.4结果判定：接地回路的接地电阻应不大于4Ω。6.3控制和保护功能试验6.3.1操作试验6.3.1.1控制回路分合闸操作：通过操作控制面板上的分合闸按钮或远方控制指令，对GIS设备的断路器、隔离开关等进行分合闸操作。观察操作机构的动作情况，检查分合闸指示是否正确，分合闸时间是否符合要求。重复操作多次，检查操作的稳定性和可靠性。6.3.1.2操作电源切换试验：模拟操作电源故障或切换的情况，检查控制回路在电源切换过程中的工作状态，确保不会出现误操作。6.3.2保护动作试验6.3.2.1过流保护试验：通过调整试验电流，使其超过流保护整定值，检查保护回路是否能在规定的时间内动作，断开故障电路。6.3.2.2速断保护试验：模拟短路故障，产生较大的短路电流，检查速断保护是否能迅速动作。56.3.2.3零序保护试验：模拟接地故障，产生零序电流，检查零序保护的动作性能。6.3.2.4其他保护试验：根据汇控柜的保护配置，进行相应的保护功能试验，如过压保护、欠压保护6.3.3测量精度试验6.3.3.1电压测量精度校验：使用标准的电压源，输出不同等级的电压值，接入测量回路，与测量仪表的显示值进行比较，计算测量误差，应符合相关标准的精度要求。6.3.3.2电流测量精度校验：采用标准电流源，输出不同大小的电流，接入测量回路，进行测量精度校验。6.3.3.3功率测量精度校验：通过标准功率源，输出不同的功率值，校验功率测量回路的精度。6.3.4信号传输试验6.3.4.1运行状态信号传输试验：模拟GIS设备的不同运行状态，如合闸、分闸、储能等，检查相应的状态信号是否能准确、及时地传输到监控系统。6.3.4.2故障信号传输试验：人为设置各种故障，如短路、接地、过流等，检查故障信号是否能迅速、可靠地传输到监控系统，并发出声光报警。6.4电磁兼容性试验6.4.1静电放电抗扰度试验6.4.1.1试验设备：静电放电发生器。6.4.1.2试验布置：将汇控柜放置在试验台上，按照相关标准规定的放电点和放电方式，对柜体进行接触放电和空气放电。6.4.1.3试验等级：根据汇控柜的使用环境和相关标准，确定试验等级，一般为4级或以上。6.4.1.4试验过程：在放电过程中，观察汇控柜的工作状态，检查是否出现误动作、死机等异常现象。6.4.2电快速瞬变脉冲群抗扰度试验6.4.2.1试验设备：电快速瞬变脉冲群发生器。6.4.2.2试验接线：将发生器的输出端通过耦合/去耦网络连接到汇控柜的电源端口、信号端口等。6.4.2.3试验等级：根据相关标准和实际需求确定试验等级。6.4.2.4试验过程：施加脉冲群干扰，观察汇控柜的功能是否正常。6.4.3浪涌抗扰度试验6.4.3.1试验设备：浪涌发生器。6.4.3.2试验接线：与电快速瞬变脉冲群抗扰度试验类似，将发生器的输出连接到相应端口。6.4.3.3试验等级：根据标准和实际情况确定。6.4.3.4试验过程：施加浪涌冲击，监测汇控柜的运行情况。6.4.4工频磁场抗扰度试验6.4.4.1试验设备：工频磁场发生器。6.4.4.2试验布置：将汇控柜置于磁场发生器产生的磁场中。6.4.4.3试验等级：根据标准和实际需求确定。6.4.4.4试验过程：在磁场作用下，检查汇控柜的性能。66.4.5电磁辐射发射试验6.4.5.1试验设备：电磁辐射测量接收机、天线等。6.4.5.2试验布置：将汇控柜正常运行，按照相关标准规定的测量距离和测量频段，进行辐射发射测量。6.4.5.3试验结果：测量结果应符合GB/T18663.3的限制要求。6.5防护等级试验防护等级试验应按照GB/T4208规定的要求执行。6.6可靠性试验6.6.1数据收集6.6.1.1实际运行数据收集：在汇控柜实际运行过程中，记录其运行时间、故障发生时间、故障类型、维修时间等数据。6.6.1.2模拟试验数据收集：通过在实验室进行模拟运行试验，加速设备的老化和故障过程，收集相关数据。6.6.2数据分析6.6.2.1采用统计分析方法，如威布尔分布、指数分布等，对收集的数据进行处理和分析。6.6.2.2计算平均无故障工作时间（MTBF）和其他可靠性指标。6.6.3结果判定将计算得到的MTBF值与规定的要求进行比较，判定汇控柜的可靠性是否满足要求。7试验方法7.1结构和外观检查方法7.1.1结构检查7.1.1.1柜体框架稳固性检查：采用推拉力计或类似设备，在柜体的框架结构关键部位施加水平和垂直方向的力，测量柜体的变形量，力的大小根据柜体的规格和设计要求确定，变形量应在允许范围内，以验证柜体框架的稳固性。7.1.1.2内部布局合理性检查：目视检查柜体内部各部件的安装位置和间距，应符合设计图纸和安装工艺要求，便于安装、维护和检修，且不存在部件之间的干涉和阻碍。7.1.1.3零部件安装牢固性检查：使用扳手或螺丝刀等工具，对柜体内部的零部件进行轻微的扳动或拧动操作，检查其是否松动，同时检查螺丝、螺母等紧固部件的拧紧力矩是否符合标准。7.1.2外观检查7.1.2.1表面质量检查：在充足的自然光或照明灯光下，距离柜体约1米处，以正常视力（或矫正视力）从不同角度观察柜体表面，检查涂层的颜色均匀性、光泽度，以及是否存在流挂、橘皮、颗粒、针孔等缺陷。7.1.2.2平整度和垂直度检查：使用精度为0.5mm/m的水平尺和直角尺，分别测量柜体的顶面、侧面和前面的平整度和垂直度，偏差应符合相关标准要求。77.1.2.3焊缝质量检查：采用目视和量具相结合的方法，检查焊缝的外观质量，焊缝应均匀、连续，无咬边、气孔、夹渣、裂纹等缺陷。使用焊缝检验尺测量焊缝的宽度、余高和错边量等参数，应符合焊接工艺要求。7.1.2.4防护涂层厚度检查：使用涂层测厚仪，在柜体表面随机选取多个测量点，测量防护涂层的厚度，平均厚度应符合设计要求，且最小厚度不应低于规定值。7.2电气性能测试方法7.2.1绝缘电阻测试7.2.1.1测试准备：将汇控柜内的所有电器元件与外部电路断开，确保柜体处于独立状态。同时，对柜体及内部元件进行清洁和干燥处理，以消除表面的湿气和污垢对测试结果的影响。7.2.1.2测试点选择：选择母线、电缆、绝缘子、电器元件的接线端子等关键部位作为测试点，确保测试覆盖了汇控柜内的主要绝缘部分。7.2.1.3测试操作：使用1000V兆欧表，将其一个测试端子连接到柜体的接地端子上，另一个测试端子依次接触选定的测试点。以约120转/分钟的速度均匀摇动手柄，持续1分钟，读取兆欧表的稳定指示值，即为该测试点的绝缘电阻值。7.2.1.4结果判断：各测试点的绝缘电阻值应不小于1000MΩ。如果某个测试点的绝缘电阻值低于此标准，应进一步检查该部位的绝缘状况，查找可能存在的受潮、污染或绝缘损坏等问题。7.2.2工频耐压测试7.2.2.1测试设备设置：选用合适容量和电压等级的工频耐压试验变压器，并配备相应的调压器和测量仪表。根据汇控柜的额定电压和相关标准，确定试验电压值和持续时间。7.2.2.2测试接线：将试验变压器的高压输出端连接到汇控柜的被测试回路，低压端接地。同时，将汇控柜内的其他非被测试回路和金属部件接地，以确保试验的安全性和准确性。7.2.2.3升压过程：缓慢调节调压器，使试验电压从零逐渐升高至规定的试验电压值。在升压过程中，密切观察试验仪表的指示和汇控柜的状况，如有异常应立即停止升压。7.2.2.4耐压保持：当试验电压达到规定值后，保持该电压持续1分钟。在此期间，继续观察有无击穿、闪烁或异常声响等现象。7.2.2.5降压和放电：耐压时间结束后，缓慢降低试验电压至零，然后切断电源。使用放电棒对被测试回路进行充分放电，以确保安全。7.2.2.6结果判断：如果在耐压过程中未出现击穿、闪络等现象，且试验后汇控柜的绝缘性能未发生明显变化，则认为工频耐压测试合格。7.2.3冲击耐压测试7.2.3.1冲击电压发生器准备：检查冲击电压发生器的工作状态，确保其性能稳定、参数设置正确。根据汇控柜的电压等级和相关标准，确定冲击电压的波形（如1.2/50μs标准雷电波）、幅值和极性。7.2.3.2测试回路连接：将冲击电压发生器的输出端通过合适的耦合装置连接到汇控柜的被测试回路，同时确保良好的接地和安全防护措施。7.2.3.3冲击电压施加：按照设定的冲击电压参数，对被测试回路依次施加正、负极性的冲击电压，每次冲击间隔时间应符合相关标准要求。7.2.3.4监测和记录：在冲击过程中，使用示波器等设备监测被测试回路的电压波形和电流响应，记录冲击电压的峰值、波前时间、半峰值时间等参数。87.2.3.5结果判断：根据监测到的电压和电流波形，判断被测试回路在冲击电压作用下是否发生击穿或闪络现象。如果在规定的冲击次数内未出现异常，则认为冲击耐压测试合格。7.2.4接地电阻测试7.2.4.1测试仪器选择：选用精度符合要求的接地电阻测试仪，通常采用四线法或三线法测量原理的仪器。7.2.4.2测试点确定：选择汇控柜的接地端子或接地母线作为测试点，确保测试点与接地系统的连接7.2.4.3测试接线：按照所选测试仪器的说明书，将测试线正确连接到测试点和辅助电极上。辅助电极应按照规定的距离和布置方式插入地下，以形成有效的测试回路。7.2.4.4测试操作：启动接地电阻测试仪，进行测量操作。仪器将自动施加测试电流，并测量接地电7.2.4.5结果判断：接地回路的接地电阻应不大于4Ω。如果测试结果超过此限值，应检查接地系统的连接情况，查找可能存在的接触不良、腐蚀或接地极失效等问题，并采取相应的整改措施。7.3控制和保护功能验证方法7.3.1控制回路功能验证7.3.1.1分合闸操作准确性验证：通过操作汇控柜上的分合闸按钮或远方控制指令，观察GIS设备的断路器、隔离开关等执行机构的动作情况。使用位置传感器或行程开关等检测装置，确认执行机构的分合闸位置与操作指令一致，偏差应在允许范围内。7.3.1.2分合闸操作可靠性验证：对控制回路进行多次分合闸操作，记录操作次数和成功次数。操作次数应不少于100次，成功率应达到99%以上。同时，观察操作过程中是否存在卡顿、拒动、误动等异常现象。7.3.1.3操作时间测量：使用高精度的时间测量仪器，如示波器或专用的时间继电器，测量分合闸操作的动作时间。包括从操作指令发出到执行机构开始动作的时间延迟，以及执行机构完成分合闸操作的总时间。动作时间应符合GIS设备的技术要求和相关标准。7.3.2保护回路功能验证7.3.2.1过流保护验证：在被保护回路中逐渐增加电流，超过流保护整定值。观察保护回路是否在规定的动作时间内准确动作，切断故障电流。同时，检查保护装置的动作信号和报警功能是否正常。7.3.2.2速断保护验证：模拟短路故障，产生较大的短路电流。验证速断保护是否能在极短的时间内（通常为几个毫秒）迅速动作，切断故障电路。检查保护装置的动作速度和准确性。7.3.2.3零序保护验证：人为制造接地故障，产生零序电流。观察零序保护回路是否能及时检测到零序电流并动作，实现对接地故障的保护。验证保护装置的动作阈值和时间特性。7.3.2.4其他保护功能验证：根据汇控柜所配置的其他保护功能，如过压保护、欠压保护、差动保护等，分别进行相应的故障模拟和功能验证。确保保护回路在各种故障情况下都能准确、可靠地动作，保护GIS设备和电网的安全运行。7.3.3测量回路精度验证7.3.3.1电压测量精度验证：使用标准电压源，输出不同等级的稳定电压信号，接入测量回路。同时，使用高精度的数字电压表或校验仪测量标准电压源的输出值和测量回路的显示值。计算测量误差，误差应在测量回路的精度等级允许范围内。97.3.3.2电流测量精度验证：采用标准电流源，输出不同大小的电流信号，接入测量回路。使用高精度的电流钳表或校验仪测量标准电流源的输出值和测量回路的显示值，计算电流测量误差。7.3.3.3功率测量精度验证：通过标准功率源，向测量回路提供已知功率的电信号。同时，使用功率分析仪或高精度的功率测量设备测量输入功率和测量回路的显示功率，计算功率测量误差。7.3.4信号回路功能验证7.3.4.1运行状态信号传输验证：模拟GIS设备的各种运行状态，如合闸、分闸、储能完成、接地刀闸分合等。观察汇控柜向监控系统发送的运行状态信号是否准确、及时，监控系统的显示是否与实际状态一致。7.3.4.2故障信号传输验证：人为设置各类故障，如短路故障、过流故障、接地故障等。8检验规则8.1出厂检验出厂检验项目和要求表1出厂检验项目和要求8.2型式检验8.2.1型式检验条件具体如下：a)新产品试制定型鉴定时；b)正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时；c)产品停产一年以上，恢复生产时；d)国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时。8.2.2型式检验项目具体如下：a)外观和结构检查：同出厂检验；b)电气性能测试：包括绝缘电阻测试、工频耐压测试、冲击耐压测试，测试要求和方法同上述相关试验方法；c)控制和保护功能验证：对控制回路和保护回路的功能进行全面验证，模拟各种运行和故障情况，检查其动作的准确性、可靠性和及时性；d)环境适应性试验：根据产品的预期使用环境，选择进行高温、低温、湿度、盐雾、振动等环境适应性试验，以验证产品在恶劣环境下的性能；e)电磁兼容性试验：进行静电放电、电快速瞬变脉冲群、浪涌、工频磁场等抗扰度试验，以及电磁辐射发射试验，确保产品在电磁环境中正常工作且不对外界产生干扰。8.3抽样方法和判定准则8.3.1抽样方法从同一批次生产的产品中随机抽取一定数量的样品进行检验。抽样数量应根据产品批量大小和相