隔离开关的标准与结构设计

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1、 隔离开关的标准与结构设计 如高高压电器有限公司隔离开关事业部 前前 言言 隔离开关的设计与制造涉及数十个标准，本讲义只对有关标准对隔离开关的“设计和结构” 章节进行了归纳与整理，适用于初学者。 作为初学者首先要了解标准对隔离开关有哪些规定？作为主管还应了解标准为什么要这样规定？更高层次的还要研究标准。案例分析 标准与经济效益n2008年7月15日我公司销售员与甘肃兰州供电公司签订了16组GW4A-126隔离开关合同。n主要技术参数: a. 额定电压126kV； b. 额定电流1250A； c. 海拔高度1600米； d.干弧距离1150mm 当时认为，我公司产品满足海拔2000米的要求，但干

2、弧距离1030mm，客户认为必须要达到1150mm，不得已只得供GW4A-145产品。案例分析 标准与经济效益n这笔合同价格按GW4A-126签订，而供货按GW4A-145，其差价相差10多万元！n就这么一个“干弧距离”，就使公司损失 10多万元！n更为重要的是下次这样订单怎么接？n何为干弧距离？我们再次翻开标准，对这四个字进行认真的研究。案例分析 标准与经济效益n标准对干弧距离的定义： 正常施加有运行电压两金属部件间沿绝缘子外部空气的最短距离案例分析 标准与经济效益10301160以前的测量方法以前的测量方法现在的测量方法现在的测量方法案例分析 标准与经济效益n该案例的启示： 标准的应用就在

3、我们身边！ 标准需要我们去认真学习和研究！ 标准能给企业带来经济效益！ 标准对隔离开关的定义 1. 在分闸位置能够按照规定的要求提供隔离断口的机械开关装置； 2.能开断或关合回路中可忽略的电流，或隔离开关每极端子间没有显著的电压变化时隔离开关可以关合和开断回路（母线转移电流）； 3.在正常回路条件下承载电流，在短路条件下在规定的时间内承载电流。 要满足以上要求，都与隔离开关的结构设计有关，如绝缘绝缘、导电回路导电回路、机械强度等方面。 与隔离开关结构设计有关的专业标准与隔离开关结构设计有关的专业标准nGB 1985 高压交流隔离开关和接地开关nDL/T486 交流高压隔离开关和接地开关订货技术

4、条件nGB/T 11022 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求nDL/T 593 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求n国家电网公司关于高压隔离开关订货的有关规定(完善化) 隔离开关结构设计有关的标准隔离开关结构设计有关的标准nGB/T 5273 变压器、高压电器和套管的接线端子nGB/T 5582 高压电力设备外绝缘污秽等级nGB 8287.1 高压支柱瓷绝缘子第一部分技术条件nGB/T 8287.2 高压支柱瓷绝缘子 第二部分尺寸与特性nGB/T 11604 高压电器设备无线电干扰测试方法nGB/T 13540 高压开关设备抗地震性能试验nGB/T 16927.1 高电压试验技术

5、 第一部分 一般试验要求绝缘设计 标准对户外隔离开关安全净距的规定标准对户外隔离开关安全净距的规定 适应范围适应范围 额 定 电 压 kV 3-1015-20 35 60110J 110220J带电部分与带电部分与接地部分之接地部分之间间 20030040065090010001800不同相的带不同相的带电部分之间电部分之间和断口之间和断口之间 200300400650100011002000 说说 明明 1.带带“J”指中性点接地系统指中性点接地系统 2.附注未列附注未列 表1 mm 绝缘设计 标准对户内隔离开关安全净距的规定标准对户内隔离开关安全净距的规定适应范围 额 定 电 压kV 36

6、1015203560110J110220J带电部分与接地部分之间 751001251501803005508509501800不同相的带电部分之间和断口之间 7510012515018030055090010002000说 明 1.带带“J”指中性点接地系统指中性点接地系统 2.附注未列附注未列 表2 mm绝缘设计 标准对隔离开关耐压值的规定标准对隔离开关耐压值的规定额定电压kV 额定短时耐受电压kV 额定雷电冲击耐受电压kV 对地 断口 对地 断口 12 42 48 75 85 40.5 95 110/118 185 215 126 230 265/300 550 630/650 252 4

7、60 530/605 10501200/1250斜线下数值为电网公司DL的标准表 3 案例分析（一）案例分析（一） 4月份，我公司购买的贵州宇阳公司GW9-12型隔离开关检测数据如下： 1.对地距离165mm； 2.断口距离165mm ； 3.爬电距离300mm ； 4.底座（钢板）油漆； 5.电镀锌标准件（M8）有的为白色，有的为黄色； 6.接线端子 (630A) 宽度35mm、厚度5mm、一只12的孔； 7. 瓷瓶缺釉。 以上检测结果分别不符合什么标准要求？绝缘设计 海拔高度对绝缘的影响海拔高度对绝缘的影响u对于使用在海拔高于1000m的设备，其外绝缘在标准大气条件下的绝缘水平是将所在使用

8、场所要求的绝缘耐受电压乘以海拔修正系数。uKaem(H-1000)/8150u典型海拔高度Ka的修正值： 1500米： Ka； 2000米： Ka 2500米： Ka； 3000米： Ka 3500米： Ka； 4000米： Ka绝缘设计 防污等级与爬比及爬距的关系防污等级与爬比及爬距的关系n爬比与防污等级的关系 0级防污：14.8mm/kV 级防污： 16mm/kV 级防污： 20mm/kV 级防污：25mm/kV 级防污： 31mm/kVn 爬比计算方法： 爬比= 爬距/最高工作电压 如：25mm/kv（爬比）= 3150mm/126kVn户外产品客户一般选用： 和级防污n户内产品标准规定

9、：瓷绝缘子爬比不小于18mm/kv导电部分设计 标准对隔离开关温升的规定标准对隔离开关温升的规定 部 位 材 料允许极限温升K触头裸铜或铜合金 35镀锡 50镀银或镀镍 65用螺栓固定联结裸铜或铝 50镀锡 65镀银或镀镍 75用螺栓与外部导体的连接裸的 50镀银、镀镍或镀锡 65 表4导电部分设计 额定电流与动热稳定电流的参数配合（参考）额定电流与动热稳定电流的参数配合（参考）额定额定电压电压额定短时耐额定短时耐受电流受电流kA额定电流额定电流 A额定额定电压电压额定短时耐额定短时耐受电流受电流kA额定电流额定电流 A40.5 kV 16630-160126 kV 401250-3150 2

10、51250-2500 501600-3150 31.51250-3150252 kV 401250-3150 401250-4000 501600-3150126 kV 25630-2000说明：GB1985-2004标准中已取消这一参数配合表，此表仅作参考 31.51250-3150 表5 导电部分设计 隔离开关导电部分设计需考虑的其它因素隔离开关导电部分设计需考虑的其它因素n小电感电流和小电容电流n额定母线转移电流n接地开关关合电磁感应电流和静电感应电流 以上有三个因素均需在隔离开关触头系统上加装引弧触头装置机械强度 标准对端子静拉力的要求标准对端子静拉力的要求 （一）（一） 产品应能承受

11、其额定动态的和静态的端子负荷（包含由风及短路电流引起的作用力） ，而不致影响其可靠性和载流能力。机械强度 标准对端子静拉力的要求（二）标准对端子静拉力的要求（二） 额定电压额定电压kV 额定电流额定电流A 水平拉力水平拉力 N垂直力垂直力 N 纵向纵向 横向横向 40.5-72.5 1250 1600 750 750 400 500 500 750 126 2000 3150 1000 1250 750 750 750 1000252-363单柱式单柱式1250-3150 2000 1500 1000多柱式多柱式1250-3150 1500 1000 1000 表6接地 标准对标准对隔离开关接

12、地的要求隔离开关接地的要求 GB/T11022 中条规定：每台开关装置的底架上均应设置可靠的接地端子。固定螺栓的直径不小于12mm，并有“保护接地”的符号。每极一个底座的隔离开关，各极应分别装设接地螺栓。 GB1985中条补充规定：当金属外壳和操动机构与隔离开关本体的金属底座没有组装在一起，并在电气上不相连接时，前者应带有专用的接地端子，固定螺栓的直径不小于8mm。 接地 标准对接地开关的要求n接地开关可动部分与其底座之间的铜质软连接的截面积应不小于50mm。n当该软连接用来承载短路电流时，则应进行相应的设计。n现在客户在技术协议中一般都要求能承载短路电流，即以前所称的“II接地开关”。接地

13、接地开关与带电部分的距离接地开关与带电部分的距离 地刀在分合地刀在分合闸过程中断闸过程中断口距离小于口距离小于安全距离安全距离GW4-126只有630mm只有280mm接地 接地开关与带电部分的距离接地开关与带电部分的距离 在标准修订颁布之前，供电部门验收时均按表1的数值验收，如要求:400mm； 126kV要求:900mm。 为了此要求，不得不重新设计隔离开关，将隔离开关两瓷瓶中心距加大，如GW4-126由原来的1300mm改为1520mm。接地 接地开关与带电部分的距离接地开关与带电部分的距离 新修订的GB1985-2004规定： 如果与底座平行的隔离开关断口带有组合在一起的接地开关，当接

14、地开关的动刀接触到对面的带电的隔离开关端子时，在此过程中所形成的带电部位与接地动刀之间出现的最短距离下，其1min工频耐压不得低于条的规定，可以不进行雷电冲击耐压试验。接地 接地开关与带电部分的距离接地开关与带电部分的距离p标准规定，试验电压建议下列值： a. 额定电压直到并包括252kV: 中性点固定接地系统 2UR /3 b.中性点不接地系统 1.3URp 根据此标准，我公司的隔离开关产品地刀分合闸过程中的最短距离都能满足要求！辅助回路 标准对辅助装置和控制装置的要求标准对辅助装置和控制装置的要求 辅助回路能长期承载10A； 直流220V，回路时间常数不小于20m s，辅助触头应能关合和开

15、断2A； 寿命次数等同于开关装置； 在使用中要求有巡查的辅助设备，应该是可接近且没有直接接触高压部件的危险。辅助回路 标准对辅助开关发出位置信号的要求标准对辅助开关发出位置信号的要求n合闸时，隔离开关已到达能承受额定电流、额定峰值耐受电流、额定短时耐受电流作用的位置，辅助开关才能发出合闸信号。n分闸时，触头已分离到能保证额定绝缘水平的间距才能发出分闸信号。 操作 标准对标准对 动力操作的要求动力操作的要求u 电源电压在额定值的85-110电源电压下操动机构应能使开关装置合闸和分闸。u电动机构也应备有手力操作装置，当手力操作时电源应能自动断开。 操作 人力操作需要的最大力n需要一转以内操作隔离开

16、关和接地开关所需的力应不大于250N，在转动角度最大为15的范围内，操作力的最大允许值为450N；n需要多于一转操作隔离开关和接地开关所需的力应不大于60N，并且在最多为需要的总转数的10的转数内操作力的最大值允许为120N。 铭牌 标准对铭牌的要求标准对铭牌的要求 铭牌应包括以下内容（强制性）：1.制造厂 2.型号3.出厂编号 4.制造年份5.额定电压 6.额定电流7.额定雷电冲击耐受电压 8.额定短时短时耐受电流机械联锁 标准对联锁装置的规定标准对联锁装置的规定l 为了安全和防止误操作，开关装置的不同元件之间（如开关装置和相关的接地开关之间）， l 联锁装置应尽可能采用机械联锁 机构的防护

17、等级 标准对外壳的防护等级的要求标准对外壳的防护等级的要求u在隔离开关设备中，外壳的防护等级只适用于电动机构。u外壳的防护等级分为8级。u在招标技术协议中，客户一般要求外壳的防护等级为 IP4X或IP5X。uIP4X的要求：防止直径及以上的物体进入；防止直径长100mm导线接近危险部位。uIP5X的要求：不能完全防止尘埃进入，但尘埃的进入量不得影响设备的正常运行或危及安全。 完善化 国网公司对隔离开关增加的要求国网公司对隔离开关增加的要求轴承座密封：轴承座必须采用全密封结构，至少要有二道密封，轴承座原则上不加“注油孔”。 轴销应采用不锈钢或铝青铜材料，轴套必须具有润滑措施。传动连杆应采用装配式结构，不允许在施工现场进行切焊装配。对无配合要求的外露件，如拐臂、基座、支架等，应采用热镀锌、热喷锌或渗锌工艺。 主触头：镀银层厚度20m、硬度120韦氏。