Действующие стандарты для низковольтных выключателей, монтируемых на столбах

Как важное защитное устройство в распределительной сети, производительность и качество низковольтных выключателей, установленных на столбах, напрямую влияют на стабильность энергосистемы. Для стандартизации проектирования, производства и приемки продукции моя страна создала многоуровневую систему технических стандартов, охватывающую ключевые звенья, такие как производительность оборудования, методы испытаний и правила приемки, эффективно поддерживая высококачественное развитие отрасли.
Национальный стандарт GB/T 3804-2017 «Выключатель нагрузки переменного тока высокого напряжения 3,6 кВ ~ 40,5 кВ» четко определяет показатели механической долговечности выключателей с напряжением 12 кВ. Статья 5.2 стандарта требует, чтобы количество механических операций достигало более 5000 раз, а отклонение контактного давления контролировалось в диапазоне ±10%. Статья 7.3.2 GB/T 1984-2014 «Высоковольтные выключатели переменного тока» специально подчеркивает, что номинальный ток отключения короткого замыкания должен завершить полное размыкание в течение 0,3 секунды, скорость разъединения контактов не должна быть менее 2,8 м/с, а время дуги должно контролироваться в течение 15 мс. С точки зрения характеристик изоляции стандарт предусматривает, что относительное выдерживаемое напряжение промышленной частоты должно достигать 42 кВ (эффективное значение), а пиковое значение выдерживаемого напряжения грозового импульса не должно быть менее 95 кВ.
Стандарт электроэнергетики DL/T 402-2023 «Технические условия для высоковольтных автоматических реклоузеров переменного тока 12 кВ» добавляет новые требования к интеллектуальному мониторингу. Статья 4.5 стандарта четко гласит, что реклоузер должен интегрировать модуль онлайн-мониторинга механических характеристик, который может собирать 12 параметров, таких как форма волны тока катушки размыкания и замыкания и рабочий ток двигателя накопителя энергии в режиме реального времени, а частота выборки данных не должна быть менее 10 кГц. Статья 6.2.3 DL/T 403-2023 «Технические условия заказа высоковольтных вакуумных выключателей 12 кВ ~ 40,5 кВ» выдвигает строгие требования к вакуумному прерывателю. Степень вакуума должна поддерживаться ниже 6,6×10-3 Па, механический ресурс сильфона должен быть гарантирован более 20 000 раз, а содержание хрома в контактном материале должно контролироваться в диапазоне 30% ± 2%.
Стандарт Международной электротехнической комиссии IEC 62271-100:2021 выдвигает новые требования к климатической адаптации. Статья 5.101 четко устанавливает, что оборудование должно надежно работать при температуре окружающей среды от -40℃ до +70℃, а адаптивность к влажности должна соответствовать требованиям суточной относительной влажности ≤95% и среднемесячной относительной влажности ≤90%. Для сценариев применения в прибрежных районах стандарт добавляет требования к испытаниям в соляном тумане. После непрерывных испытаний в течение 96 часов в условиях концентрации соляного тумана 5% ± 1% и температуры 35℃ ± 2℃ площадь коррозии металлических деталей не должна превышать 5%.
На этапе проверки испытаний испытание выдерживаемого напряжения промышленной частоты должно проводиться в соответствии со статьей 6.2 GB/T 11022-2020. Испытательное напряжение подается между разрывами выключателя и относительно земли в течение 60 секунд, а частичный разряд должен быть менее 20 пКл. Испытание на повышение температуры основано на Приложении B DL/T 403-2023. При номинальном токе в 1,1 раза повышение температуры токопроводящей цепи не должно превышать 65 К в течение 4 часов, а предел повышения температуры поверхности оболочки составляет 30 К. Испытание на механическую работу требует 2000 последовательных операций открытия и закрытия. Во время работы колебание рабочего тока двигателя накопителя энергии не превышает ±5%, а дискретность времени открытия контролируется в пределах ±0,5 мс.
С точки зрения правил приемки типовое испытание включает 12 основных пунктов и 43 подпункта испытаний, среди которых испытание на отключение короткого замыкания должно завершить семь методов испытаний: T100a, T100s, T60, T30, T10, OP1 и OP2. План выборочного контроля на заводе реализует GB/T 2828.1-2012, используя общий уровень контроля II и AQL=1.0. Испытание на месте передачи требует измерения сопротивления контура, требуя, чтобы значение сопротивления контура каждой фазы было ≤55 мкОм, а коэффициент трехфазного дисбаланса был ≤20%.
В реальных условиях эксплуатации и обслуживания необходимо уделять особое внимание уровню защиты коробки механизма. Согласно стандарту GB/T 4208-2017, наружные изделия должны достигать уровня защиты IP65. Для применения в районах с очень низкими температурами гидравлический механизм должен использовать авиационное гидравлическое масло с температурой застывания ≤-45 ℃, а уплотнительный материал должен соответствовать требованиям по эластичности при низких температурах -50 ℃. В районах с сильным загрязнением внешняя длина пути утечки изоляции должна быть ≥31 мм/кВ, а конструкция юбки зонта должна иметь чередующуюся конструкцию больших и малых зонтов с расстоянием между зонтами не менее 70 мм.
Работа по стандартизации продолжается. Национальный комитет по стандартизации высоковольтных выключателей разрабатывает «Технические характеристики интеллектуальных выключателей на столбах», которые планируют повысить требования к возможностям периферийных вычислений и предусматривают, что оборудование должно иметь возможности анализа неисправностей на уровне 5 мс, поддерживать протокол связи GOOSE и быть оснащено не менее чем 2 гигабитными оптоволоконными интерфейсами. Новый проект стандарта требует встроенной функции записи неисправностей для записи формы текущего сигнала от 200 мс до неисправности до 300 мс после неисправности с частотой дискретизации не менее 10 кГц и емкостью хранения данных не менее 1000 записей событий.