高压开关设备通用技术条件

中华人民共和国标准
高压开关设备通用技术条件
GB 11022-88
本标准参照采用国际电工委员会(IEC)出版物694《高压开关设备和控制设备标准的共用条款》(1980年版)。

1 主题内容与适用范围
本标准规定了高压开关设备的使用条件、额定值、设计与结构、型式试验和出厂试验等方面的通用要求。

本标准适用于额定电压为3kV及以上，工作频率为50Hz的三相电力系统中的交流高压开关设备。

超出本标准的要求，应在相应标准中补充。

2 引用标准
GB 2900.19 电工名词术语高电压试验技术和绝缘配合
GB 2900.20 电工术语高压开关设备
GB 5465.2 电气设备用图形符号
GB 191 包装储运图示标志
GB 4205 控制电气设备的操作件标准运动方向
GB 156 额定电压
GB 762 电气设备额定电流
GB 1980 电气设备额定频率
GB 5582 高压电力设备外绝缘的污秽分级
GB 4797.2 电工电子产品自然环境条件，海拔和气压、水深和水压
GB 311.1 高压输变电设备的绝缘配合
GB 311.2～311.6 高电压试验技术
GB 4585.2 交流系统用高压绝缘子人工污秽试验方法固体层法
GB 7354 局部放电测量
GB 11604 高压电器设备无线电干据测试方法
GB 763 交流高压电器在长期工作时的发热
GB 2706 交流高压电器动、热稳定试验方法
GB 3309 高压开关设备在常温下的机械试验
GB 998 低压电器基本试验方法
GB 5273 变压器、高压电器及套管的接线端子
3 正常使用件条
如产品使用条件超出以下规定，由用户与制造厂协商确定。

3.1 户内高压开关设备
a. 周围空气温度
上限+40℃；
下限一般地区-10℃，高寒地区-25℃。

b. 海拔
海拔分为1000，2000，3000m。

c. 湿度
推荐采用下列数据；
相对湿度：日平均值不大于95%，月平均值不大于90%；
饱和蒸汽压：日平均值不大于2.2×10-3MPa，月平均值不大于1.8×10-3MPa。

在高湿度期内温度急降时，可能凝露。

按不同地区的气候条件，产品可按考虑凝露和不考虑凝露二种条件设计，供用户选用
d. 地震
产品的抗地震性能分级及其参数特定。

e. 周围空气应不客观存在腐蚀性或可燃气体、水蒸汽等明显污染。

f. 户内产品应具一定的耐污秽性能，其耐污秽等级正在考虑中。

g. 无经常性的剧烈振动。

3.2 户外高压开关设备
a. 周围空气温度
上限+40℃；
下限一般地区-30℃，高寒地区-40℃。

b. 海拔
海拔分为：1000，2000，3000m。

c.风压不超过700Pa(相当于风速34m/s)。

d.应考虑凝露或雨、温度骤变及日照的影响。

e.覆冰厚度分为1，5，10，20mm。

f.空气污秽程度，按GB 5582分为0，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ五级，产品的使用环境的污秽度，由产品技术条件规定。

g.地震：按3.1d。

4 术语
本标准采用的术语的定义，按GB 2900.19及GB2 900.20中规定。

5 额定值
高压开关设备及其操动机构的通用额定值，应从本章各个条中选取。

a. 额定电压；
b. 额定电流；
c. 额定频率；
d. 额定绝缘水平；
e. 额定短时耐受(热稳定)电流；
f. 额定短路持续时间；
g. 额定峰值耐受(动稳定)电流；
h. 合闸、分闸操动机构及辅助回路的额定电源电压；
i. 操作用压缩气源的额定压力。

如需其它额定值，可在有关的标准中规定。

5.1 额定电压
高压开关设备的额定电压及最高电压按表1选取。

表1 kV
注：1)现电力系统中，实际最高电压为72.5kV，产品的设计和试验应予考虑。

5.2 额定电流
额定电流值应从GB762规定值中选取。

注：短时工作制及间断工作制的高压开关设备的额定电流值由用户与制造厂协商。

5.3 额定频率
高压开关设备的额定频率为50Hz。

5.4 额定绝缘水平
高压开关设备的额定绝缘水平从表2、表3中选取。

表2、表3中耐受电压值适用于GB 311.2中规定的标准大气条件。

5.5 额定短时耐受(热稳定)电流
额定短时耐受电流应从以下数值选取，且开关设备的额定短时耐受电流应与设备的其它短路额定值相适应，如断路器的额定短时耐受电流应等于该产品的额定短路开断电流。

1.6，
2.0，2.5，
3.15，
4.0，
5.0，
6.3，8，10，12.5，16，20，25，31.5，40，50，63，80，100kA
如需小于1.6kA或大于100kA时，应按R10数系延伸。

5.6 额定短路持续时间
额定短路持续时间为2s，如需要大于2s，推荐3s。

注：经用户和制造厂双方协商，也可选用1s或4s。

5.7 额定峰值耐受电流
表2 3～220kV kV
注：①表2中栏I与栏Ⅱ间的选择，应按GB311.1中3.1条的规定。

②各额定电压等级的雷电冲击和工频耐受电压，应在相应的同一行选取。

同一额定电压有几个供选数值时，应由用户根据电网特点和过电压保护设备的性能等具体情况选用，制造厂按用户的绝缘要求提供产品。

③表2中的“隔离断口”的耐压值仅适用这种开关，即处于分断位置的触头电气间隙是按隔离开关规定的安全要求设计的。

④对10kV级的工频耐受电压值的要求超出本表数值时，由用户与制造厂协商。

表3 表330～500kV级 kV
注：①同表2的注②
②栏5和栏9的括号内数值为加在对面端子上的反极性工频电压峰值。

③断口间的操作冲击耐受电压值选择栏8或栏9，应由产品标准规定。

④是否南非对相间绝缘进行雷电冲击或工频试验，应由产品标准确定，试验电压值待定。

⑤栏12值仅用于断口间的型式试验，栏10值适用于对地的型式试验和出厂试验的对地和断口间。

额定峰值耐受电流标准为2.5倍额定短时耐受电流。

注：根据电力系统特性，可要求峰值耐受流值高于2.5倍额定短时耐受电流的值，其倍数由产品技术条件规定。

5.8 合闸、分闸机构和辅助回路的额定电源电压
合闸、分闸机构和辅助回路的电源电压，为开关设备在操作时在其本身回路端子上测得的稳定电压，如有必要，还包括制造厂提供或要求的与这些回路串接的辅助电阻或附件，但不包括联接到电源的导线。

额定电压值从下列值中选取：
直流： (24)1)，48，110，220V；
交流：1002)，1273)，220，380V。

注：1) 括号内数值尺量少用；
2)仅限于由电压互感器次级回路供电的操动机构；
3)仅用于矿井下的操动机构电源电压。

5.9 操作用压缩空气源的额定气压。

操作用压缩空气源的额定气压，从下列数值中选取：
0.5，1.0，1.6，2.0，2.5，3.0，4.0MPa。

6 设计与结构
6.1 对高压开关设备中液体介质的有关要求
当主回路不带电和接地时，应能易于将充液式开关充放液体介质。

6.1.1及6.1.2的要求不适用于操动机构使用的油。

6.1.1 液面
应备有检验液面装置，即使在运行时，也应能观察到运行所允许的液面上、下限的标志。

6.1.2 液体的质量
流液式开关设备所用的液体介质，应符合相应的标准或产品技术条件的规定。

6.2 对开关设备中气体介质的要求
制造厂应规定开关设备所用气体的类型、数量、质量和密度。

且应给用户提供更换气体和保持其要求的数量和质量所必须的指导性文件。

对充六氟化硫气体的高压开关设备，新六氟化硫气体应符合相应标准的规定。

6.3 高压开关设备的接地
各种高压开关设备的构架上应具有与规定的故障条件相适应的接地端子和接地导体，接地端子应有用于联接接地导体的螺钉，螺钉直径不小于12mm，接地端子和螺钉应有防腐蚀措施，接地端子附近应有符合GB5465.2规定的接地符号。

6.4 高压开关设备的接线端子
高压开关设备接线端子的型式和尺寸应符合GB5273的规定。

6.5 开关设备的分、合闸指示装置
高压开关设备(有明显断口者除外)或其操动机构上应具有易于观察的表示开关分、合位置的机械指示器。

6.6 辅助设备
辅助开关及辅助回路应能承载其所控制回路的电流，该回路的特征由用户给制造厂作出规定，当无此规定时，应能长期承载不少于10A的电流，且温升不超过规定。

辅助开关应能关合、开断所控制的回路的电流。

当辅助开关与外部设备相连时，用户应给制造厂提出详细说明。

无此规定时，它们在回路时间常数不低于20ms，直流电压为220V时，至少应能关合、开断2A电流。

与主触头联动的辅助开关，均应能可靠地从两个方向驱动。

装在开关设备构架上的辅助开关，应有适当的防护，以防止来自主回路意外燃弧的损害。

用于户外辅助回路端子和辅助开关的绝缘，应具有合适的不漏电和防潮性能。

除产品标准另有规定外，操动机构和辅助设备应该用接地金属隔板与主回路隔开。

除仪用互感器、脱扣线圈和辅助触头等于线端子的短联线外，辅助回路的接线也要用接地金属隔板(例如管子)或用绝缘隔板
(例如管子)同主回路隔开。

设备运行时，需考虑到易于接近辅助回路的代压熔断器、接线端子和辅助电器，而不受到高压导体的危及。

6.7 分闸操作
分闸机构在下列动力源电压或气压范围内，开关设备应可靠分闸，在规定的上限时，应能空载分闸而不产生影响正常工作的机械损伤。

脱扣器的操作按6.9条规定。

a. 以电动机或压缩空气为分闸动力源时，动力源在85%至110%额定电压(5.8条)或额定气压(5.9条)范围内：
b. 液压操动机构的压力范围，由产品技术条件规定。

注：由外部液压源充压的液压操动机构按6.8..2.1条规定。

6.8 合闸操作
6.8.1 动力合闸
用外部能源的动力合闸的开关设备，当合闸机构(“合闸机构”包括一起提供的中间控制继电器和接触器)的动力源的电压或压力处于表4规定的下限时，应能关合其额定短路关合电流。

在规定的上限时，它应能空载合闸而不产生影响正常工作的机械损伤。

如果制造厂规定了最大关合时间，则不得超过。

表4
注：对断路器，其额定短路关合电流小于50kA时，直流动力电源电压的范围为80%～110%。

6.8.2 贮能合闸
当贮能合闸的开关设备按6.8.2.1，6.8.2.2或6.8.2.4条规定贮能时，应能关合其额定短路关合电流，在空载合闸时，不得产生影响正常工作的机械损伤，如制造厂规定了最大关合时间，则不得超过。

6.8.2.1 贮气筒或液体蓄压器中的能量贮存
a. 当贮气筒或液体蓄压器是由外部气压和液压源充压时，除制造厂另有规定外，若操作压力在额定压力的85%～110%范围内，应能满足6.8.2的要求；
如贮气筒也作为灭弧用气源，则该压力极限不适用。

b. 与开关或操动机构装在一起的压缩机或泵，制造厂应说明操作压力的极限。

6.8.2.2 弹簧(或重锤)已完成贮能动作时，应满足6.8.2的要求，除非所贮能量足以可靠完成合闸操作时，动触头不得从分闸位置运动。

6.8.2.3 人力贮能
如弹簧(或重锤)是用手力贮能时，对手柄的运动方向，除很很显的情况外，都应予以标明。

除了人力贮能合闸操作之外，在开关上应装设弹簧(或重锤)已贮能的指示器。

6.8.2.4 电动机贮能
用来使弹簧(或重锤)贮能的或驱动压缩机或泵的电动机及其电气操作辅助设备，在电源电压为额定值的85%～110%范围内和额定电源频率(如为交流)时，应能满意操作。

注：对电动机上，上述规定并不意味要采用非标准的电动机，而是指选择在此电压范围内能提供所需力矩的电动机。

电动机的额定电压可不与合闸机构的额定电源电压一致。

6.9 脱扣器的操作
脱扣器的操作电源电压极限如下：
6.9.1 并联合闸脱扣器应能在其85%至110%额定电压(交流)或80%至110%额定电压(直流)范围内正确动作。

6.9.2 并联分闸脱扣器
在高压开关设备规定的各种开断电流条件下，分闸机构在额定电源电压的65%～120%时，应正确脱扣。

当电源电压等于或小于额定值的30%时，不应脱扣。

当装有多个分别作用的脱扣器时，任一个脱扣器的缺陷皆不应影响其它脱扣器的功能。

6.9.3 欠压脱扣器
当欠压脱扣器的端电压下降(即使缓慢的下降)到其额定，电压的35%以下时，侠芯应可靠释放，并使开关分闸。

当欠压脱扣器端电压大于额定电压的65时，不得使开关分闸。

当欠压脱扣器端电压等于或大于85%额定电压时，开关应能可靠合闸，其端电压低于35%额定电压时，开关应不能合闸。

6.10 低气压和高气压闭锁装置
当装有低气压或高气压闭锁装置时，它们应按6.8.2.1条及有关标准的要求，在制造厂注明的气压极限范围内动作。

6.11 高压开关设备操动机构用操动工具的运动方向。

操动机构用操动工具运动方向应有明显标志，推荐运动方向采用表5规定。

表5
注：①运动方向应由面对操动机构的运行人员方位确定。

②表5以外的情况，按GB4205规定。

6.12 防护等级
高压开关设备、操动机构和辅助回路要求防护时，其防护等级由产品标准确定，防护等级按本标准表6选取。

对防止人体触及带电部分和运动部件的防护等级用表6规定的符号(由特征字母和特征数字组成)表示。

特征数字表示了设备的外壳对人体和内部设备所提供的防护等级。

表6给出了在每一防护等级下，被外壳“阻挡”的物体的详细说明。

阻挡的意义是：人体的一部分或人手握着的物体不能进入外壳内，倘若进入，也能与带电部分保持足够的绝缘距离，并且不触及运动的部件。

表6
对户外使用条件具有适当防护性能的设备应紧接在IP之后加字母W表示。

6.13 名牌
高压开关设备及其操动机构应装设标有按相应标准规定的必要数据的名牌。

对户外开关设备，名牌应耐风雨、腐蚀。

如开关设备由几个独立的极组成，则每极都应有一个名牌。

如开关与操动机构整装在一起，可只有一个组合名牌。

如机构是可以移动的，则应有单独的名牌。

7 型式试验
型式试验是验证开关设备及操动机构的性能是否符合相应标准的试验。

受试开关设备和开关设备的有关要求应与产品技术文件和图样相符。

各开关设备的一般型式试验项目可以从以下选取，如需进行其它型式试验，应在有关的标准中规定。

a. 绝缘试验：包括雷电和操作冲击试验、工频耐压试验、人工污秽试验、局部放电试验、操动机构和辅助回路的工频耐压试验；
b. 无线电干扰试验；
c. 温升试验；
d. 主回路电阻测量；
e. 机械试验；
f. 短时耐受(热稳定)电流和峰值耐受(动稳定)电流试验；
g. 地震试验；
h. 防护等级的检验。

上述试验，原则上应在装配完整的开关设备(充以规定压力、规定类型和数量的液体和气体)及其操动机构和辅助设备上进行。

如受条件限制，可按相应标准规定进行等价试验。

所有型式试验结果应记入型式试验报告，报告应包括足够证明试品符合相应标准的资料。

型式试验报告中应包括开关或开关作为其组成部分的封闭开关设备的一般资料。

型式试验报告还应记录试验时所配操动机构的有关资料。

7.1 绝缘试验
7.1.1 试验时的周围大气条件
耐压试验时所加电压应按GB311.2中第3条规定进行大气因数校正。

对温试验和人工污秽试验，不使用湿度校正因数。

对主要考虑大气外绝缘的高压开关设备，应使用大气校正因数K。

对既有内绝缘又有外部绝缘的高压开关设备，如果K在0.95至1.05之间，应使用校正因数。

然而为了避免内部绝缘受到过电压，如已确定外绝缘性能可靠时，可不用校正因数，在校正因数超出这个范围时，由制造厂与用户协商。

对内绝缘不受大气条件影响的高压开关设备，内绝缘试验时不使用校正因数。

7.1.2 湿试验
户外开关设备进行湿试验，试验方法按GB311.2规定。

7.1.3 试品条件
试品应按运行情况装配完整，试品绝缘件表面应清洁，除仅因系统保护所需的弧角或保护环可暂拆除或加大间隙外，所有影响电场的附件皆应装上，试品的可调极间间隙及对地安装高度应按制造厂规定的最小值，当极间最小绝缘距离足以保证极间不发生闪络，则绝缘试验可只有单极上进行。

采用压缩气体作为绝缘的开关设备，其绝缘试验应在制造厂规定的相当于20℃时的最小密度下进行。

试验报告中应写明实际试验时温度与气压。

7.1.4 试验电压的施加部位
参照图1，并按表7、表8和表9施加试验电压。

图1 三极开关的联结图
图中：A，B，C，a，b，c为开关设备的端子，F为开关设备的底座
表7 冲击和工频试验(断口耐压时，一端接地)
注：①当加在开关断口上的试治验电压高于对地试验电压时，除与加压端子对面的端子接地外，可对底座及其它端子适当绝缘。

②如果两边极的布置对中极及底座是对称的，则可省略序号3，6，9试验。

如果每极的各端子对底座是对称的，则可省略序号7,8,9试验。

表8 工频电压试验，断口耐压时用两个工频电源施回两个相对端子上。

注：①如果两边极的布置相对于底座是对称的，则可省略序号3和6试验。

②当断口耐压时，应在两端施以反相电压，且每端加压值不得高于额定对地耐受电压的三分之二，经制造厂同意也可按表7序号4至9的一端加压方式进行。

7.1.5 试验电压值
工频和冲击耐受试验电压值按表2、表3规定。

7.1.6 雷电和操作冲击电压试验
雷电冲击试验，不论户内或户外产品均只作干试验，试验按GB311.1.第4.5条规定的15次冲击耐压试验，并按GB311.3规定的标准雷电冲击波进行正、负极性试验。

表9 330～500kV级冲击耐压试验断口两端施加电压
注：①为防止两个电压回路间电容耦合引起冲击电器对工频波的影响，可采取在工频侧端子对地间并联适当的电容或提高工频电压源电压的方法，使对应于冲击电压峰值时的实际工频电压瞬时值不低于表3的测定值，如采用提高工频电源电压的方法，当雷电冲击耐压时，工频电压峰值不得大于最高相电压峰值，操作冲击耐压时，工频电源电压峰值不得大于1.2倍最高相电压峰值。

②经制造厂同意，断口耐压可改用两组试验代替，即在每端上依次加发数值等于表3中规定的断口间冲击电压与工频电压之和的冲击电压，对面端子接地，其它端子及底座绝缘，此外，还应在每端子上依次仅加以表3中规定的对地冲击耐压，其余端子及底座接地。

③若两边极相对中间极及底座是对称的，则试验序号3，0，9试验可省略，若每极的端子相对底座是对称的，，则序号7，8，9试验可省略。

330kV及以上的开关设备，应承受操作冲击耐压试验，试验按GB311.3中规定的250/2500标准冲击波，采用正、负极性分别进行，只对户外产品进行湿试验。

对每一个试验条件和每种极性，在15次冲击试验中，如果在自恢复绝缘上破坏性放电次数不超过2次和在非自恢复绝缘上不发生破坏性放电，则认为试验通过。

如果证明某种极性较严，允许只进行该极性下的试验。

经制造厂和用户协商，也可用GB311.1中4.6条规定的惯用冲击耐压试验代替15次冲击耐压试验。

在进行雷电和操作冲击试验时，两次加压时间间隔一般不少于1min，如果绝缘内有密封气腔，则时间间隔不少于2min。

7.1.7 工频耐压试验
7.1.7.1 1min工频耐压应按GB311.1中4.7及GB311.2中第3条规定进行。

对330kV以下的开关设备，应进行干试验，户外产品还应进行湿试验。

对330kV及以上的开关设备，户内和户外产品仅在干条件下进行试验。

7.1.7.2 如果高压开关设备的绝缘主要是由固体有机材料制成，则需进行5min工频电压试验。

注：如这些绝缘材料是在额定电压下长期工作，若绝缘件在总装前已进行过5min工频电压试验，则开关设备可只作1min
的工频电压试验。

人工污秽试验
7.1.8 人工污秽试验仅对户外产品进行，除产品另有规定外，试验可在合闸位置的单极产品上进行，对接地开关，只在分闸位置上进行试验。

此项试验为应用户要求进行的项目，试验方法按GB4585.2进行。

7.1.9 局部放电试验
局部放电试验应按GB7354进行。

是否进行此项试验，由产品标准规定。

7.1.10 操动机构和辅助回路的工频耐压试验。

开关设备的操动机构和辅助回路应承受2000V工频电压1min耐受试验，加压部位为：
a. 辅助回路导电体和底座间：
b. 如可能，电压加至每一部分(指正常工作时，相互绝缘的部分)之间，试验，一部分加压其余部分联结一起并接底座。

辅助回路或操动机构中电动机和其它装置的试验电压应与这些回路的试验电压相同，如这些装置已按各自标准通过试验，可以免试。

注：辅助回路中的电子元件，可按供需双方协议进行试验。

操动机构的各类线圈(电动机绕组和接触器线圈除外，电流线圈由产品技术条件规定)的匝间绝缘，应能承受表10所规定的交流试验电压1min，试验时用提高频率的方法将电压施加于线圈端子上，或在被试验线圈中感应以工频电压，但必须保证线圈温升不超过表11规定的数值。

表10
7.2 无线电干扰试验
无线电干扰试验仅对110kV及以上产品，且产品标准有规定时，方进行此试验。

试验电压按下述规定施加：
a. 合闸位置时，在接线端子和接地底座之间；
b. 分闸位置时，在一个接线端子和与底座相联的其它接线端子之间；如开关不对称，联接应倒换位置。

箱(罐)、底座和其它正常接地的部件均应该接地。

应避免靠近开关设备、试验和测量回路的接地或不接地物体对测量的影响。

开关设备应是干燥、洁净的，试品应在接近室温下进行试验，本试验前2h内，应不承受其它绝缘试验。

因为无线电干扰电平可能受绝缘表面积尘的影响，测量前可用干布把绝缘子表面擦干净。

试验时应记录环境大气条件，由于尚无适用于无线电干扰的校正因数，但已知试验对高的相对湿度敏感，故试验时相对湿度不宜超过80%。

试验方法和测量回路按GB 11604规定。

试验程序按下列规定：
把1.1Um/√3电压加到开关设备上，至少保持5min。

然后，以约为0.1Um/3的级差，逐步地，先将电压降到0.3Um/√3，再升到初始值，最后降至0.3Um/3。

在每一步应进行一次无线电干扰测量，并应记录在最后一轮降压过程中无线电干扰电平对外施电压的关系曲线。

该曲线就是开关设备的无线电干扰特性曲线。

如果在1.1Um/3的无线电干扰电平不超过2500μV，且晴天夜晚无明显电晕，则认为试品通过试验。

注： Um为设备最高电压。

7.3 温升试验
温升试验按GB763的规定进行。

主回路的温升试验
7.3.1 如有不同或超出GB 763的要求，由产品标准规定。

7.3 操动机构和辅助回路的温升试验
试验时，应以规定的电源(交流或直流)进行。

对交流电源其频率偏差在+20%和-5%间。

注：如受试验条件限制，允许频率有较大偏差，但应对试验等价性进行评价。

试验应在额定电源电压或额定电流下进行。

交流电源电压应是正弦波。

7.3.2.1 操动机构和辅助回路长期载流的元件及附加设备(加热器除外)在下列情况下，按GB 763规定进行试验。

a. 电磁铁和欠压脱扣器的线圈电压为最高电压时；
b. 对电流互感器供电的过流脱扣线圈通过110%额定电流时。

7.3.2.2 对只在操作时才通电的回路，按下述规定进行试验，其允许温升按表11规定：。