低压开关柜技术规范标准规范标准设计.docx
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低压开关柜技术规范标准规范标准设计
低压开关柜技术规范
低压开关柜技术规范
1 规范性引用文件
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凡是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。
GB7251 低压成套开关设备和控制设备
GB14048 低压开关设备和控制设备
GB/Z18859 封闭式低压成套开关设备和控制设备在内部故障引起电弧情况下的试验导则
GB/T20641 低压成套开关设备和控制设备空壳体的一般要求
GB50150 电气装置安装工程 电气设备交接试验标准
GB4208外壳防护等级（IP代码）
GB/T16935.1低压系统内设备的绝缘配合
GB/T2681电工成套装置中的导线颜色
GB5585.2电工用铜、铝及其母线第二部分：
铜母线
JB5877低压固定封闭式成套开关设备
IEC61641 封闭式低压成套开关设备和控制设备在内部故障引起电弧情况下的试验导则
2 技术参数和性能要求
2.1 开关柜技术参数
开关柜技术参数见技术规范专用部分的技术参数特性表。
2.2 通用要求
2.2.1 设备外壳平整、严密、美观、要求30年不变形、腐蚀。
2.2.2 主构架采用2mm厚覆铝锌钢板，内部安装灵活方便，主构架装配形式设计为全组装式结构。
柜体构架及金属结构件均应有足够钢性及承载能力，能满足电气元件的安装要求及操作和短路时所产生的机械应力和热应力电动力，同时不因成套设备的吊装、运输等情况而损坏或影响开关柜及所安装元件的性能，柜内支架并可自由调节。
2.2.3 低压2500A及以上进线、分段柜绝缘件安装粱采用2mm不锈钢，其余安装粱均采用2mm抗腐蚀敷铝锌钢板，采用双重折边工艺。
2.2.4 柜体材料采用厚度不小于2mm的覆铝锌钢板、镀锌板或冷轧钢板并喷塑,颜色采用RAL7035,柜体防护等级不小于IP30。
地板和墙壁均不能作为壳体的一部分，柜底采用敷铝锌板封闭，电缆孔带变径胶圈，电缆由下部引入，电缆室应有足够的空间以便安装电缆。
2.2.5 柜内的母线和分支接线须用T2铜材，并应满足以下要求：
1）母线连接采用高强度专用螺栓连接，接触面应镀锡，应有足够和持久接触压力。
2）母线的震动和温度变化在母线上产生的膨胀和收缩不致影响母线连接部位的接触特性。
3）母线固定应选用不饱合增强树脂（SMC）为材质制做的专用绝缘支撑件，以保证母线之间和母线与其它部件之间的安全距离和绝缘强度。
4）母线的布置和连接及绝缘支撑件应能承受装置额定短时耐受电流和额定峰值耐受电流所产生的热应力和电动力的冲击。
5）母线穿过金属隔板之外，应设计绝缘强度、机械强度符合要求、且安装简单而又牢固、可靠的绝缘套管和其它绝缘件。
6）每台柜内母线相对独立，适于现场安装，柜间母线连接设计有专用的连接板。
7）母线及馈出均绝缘封闭，并具有检修时能可靠验电、接地的功能，保障检修人员的人身安全。
8）铜排其折弯应无砸痕、裂口、毛刺，符合DL/T 499的规定，其最小允许弯曲半径见DL/T 375表7。
9）导体、主母线及支线均采用矩形母线，并采用不同相色热缩套管做绝缘处理。
热缩套管不得开裂和起皱，母线接头处用热缩绝缘盒封闭。
绝缘热缩护套材料应具备阻燃、防腐、抗老化的要求，老化寿命不小于30年，具体试验方法和要求参照GB/T2951.14中规定执行。
10）导体须满足额定短时和峰值耐受电流的要求。
N相（L0）母线与三相母线规格相同,PE排截面不低于相排截面的1/2。
11）相序的排列参见表1。
表1 母线相序排列表
类别
上下排列
左右排列
前后排列
A相
上
左
远
B相
中
中
中
C相
下
右
近
中性线、中性保护线
最下
最右
最近
12）不同电流对应的铜母线规格配置详见表2。
表2 铜母线规格配置
序号
母线电流
（A）
主母排规格
（mm）
PE排规格
（mm）
备注
1
800
60×6
40×4
2
1250
80×8
60×6
3
2000
125×10
80×8
4
2500
2×（100×10）
100×10
注：
1.铜母排横截面应为直角矩形。
2.表中铜母线规格为建议值，供货厂家如选用以上规格或选用其它规格替代，应提供相关型式试验报告。
13）母线相色参见表3。
表3 电工成套装置中的母线相色
颜 色
用 途
黄
交流A相线
绿
交流B相线
红
交流C相线
黄绿间隔（绿/黄）
PE或PEN线
黑色
装置和设备内的布线
淡蓝色
交流N相
三芯电缆颜色由下列颜色构成：
绿/黄+淡蓝+
棕色或者黑+淡蓝+棕色
连接三相交流电路
四芯颜色构成：
绿/黄+淡蓝+黑+棕色
连接三相交流电路
二次交流系统选择：
A、B、C全部选择单一黑色，PE或PEN线为黄绿间隔条形线
2.2.6 电气间隙：
相间及相对地之间不小于10mm，爬电距离不小于14mm。
2.2.7 抽屉层高分为1单元、2单元、4单元三个尺寸系列。
单元回路额定电流400A及以下的抽屉单元，抽屉改变仅在高度尺寸上变化，其宽度、深度尺寸不变。
相同功能单元的抽屉具有良好的互换性。
2.2.8 功能单元之间、隔室之间的分隔清晰、可靠，不因某一单元的故障而影响其他单元工作，使故障局限在最小范围。
2.2.9 抽屉进出线根据电流大小采用不同片数的同一规格片式结构的接插件。
2.2.10 抽屉单元有足够数量的二次接插件（1单元及以上为16对，特殊要求时可达32对），可满足计算机接口和自控回路对接点数量的要求。
2.2.11 开关柜设计及制造期间，供方应积极与同一项目的干式变压器制造厂就接口问题相互配合，以确保开关柜与干式变压器母线的可靠连接，并保持现场立面安装整齐。
2.2.12 出线柜与外部采用电缆连接时在柜后完成接线，出线方式为下出线；与外部采用母线连接时在柜顶完成接线，出线方式为上出线。
2.2.13 柜内二次引线采用铜芯电缆，电流互感器引线截面不小于2.5mm2/根；电压互感器引线截面不小于1.5mm2/根。
2.2.14 每台开关柜的外壳应通过专门的接地点可靠接地，接地回路应满足短路电流的动、热稳定要求。
凡不属主回路或辅助回路的预定要接地的所有金属部分都应接地。
外壳、框架等的相互电气连接宜用紧固连接，以保证电气上连通。
接地点的接触面和接地连线的截面积应能安全地通过故障接地电流。
紧固接地螺栓的直径不得小于12mm。
接地点应标有接地符号。
主回路应有可靠的接地措施，以保证维修工作的安全。
2.2.15 接地母线须为扁铜排，所有需要接地的设备和回路须接于此排。
至少须备有2个适用于120mm2铜电缆的端末连接，以便将此接地母线接至变电站接地系统。
2.2.16 装有电器元件的仪表门用4mm2多股软铜线（加装透明绝缘护套）与构架相连，整柜构架完整的接地保护由保护接地铜排完成相互有效的连接以确保保护电路的连续性。
保护接地连续性其电阻值应在0.01欧姆以下。
2.3断路器
2.3.1框架断路器采用电子微处理器脱扣器，液晶显示，中文菜单操作及参数整定。
框架断路器采用电动并可手动操作。
框架断路器采用三段保护，能实现“三遥”功能。
2.3.2塑壳断路器采用手动操作，配电子脱扣器，应具备瞬时脱扣、短延时脱扣、长延时脱扣三段保护。
2.3.3抽屉柜出线单元为抽出式，采用面板旋转手柄操作方式，塑壳断路器为固定式断路器，框架断路器为抽出式断路器。
固定分隔柜内断路器采用抽出式或插拔式断路器。
固定柜内断路器采用固定式。
2.3.4抽屉柜断路器应有三个明显的位置：
运行位置、试验位置、分离位置。
本体（动触头）插入断路器底座（静触头）后，在断路器处于分闸状态时，断路器可视为试验位置；本体（动触头）拨出断路器底座（静触头）后，为分离位置，并形成明显断开点。
2.3.5塑壳断路器的位置应与面板有可靠闭锁，在断路器处于合闸位置时，严禁打开面板进行工作。
2.3.6断路器位置指示可采用双色位置指示灯，也可借助于操作手柄的位置变化加以识别。
2.3.7断路器的辅助电路的插接件应跟随断路器的动作自动地接通和分离。
2.3.8框架断路器及抽屉单元内的塑壳断路器，在分闸后，即使断路器上口带电，也能直接或借助于工具安全地将断路器本体从断路器固定装置上移除。
2.4 电流互感器
进线及分段柜内电流互感器采用环氧树脂浇铸，出线柜内电流互感器采用塑壳式（塑壳式材质应具有阻燃性能），所有端子及紧固件应有足够的机械强度和良好的导电接触，有可靠的防腐镀层。
2.5电路
2.5.1主电路
1）各断路器主电路的导体和串联元件，应充分考虑各元件的参数配合。
各元件的额定电流、额定短时耐受电流、额定峰值耐受电流应满足本技术条件的要求。
2）短路保护元件在额定的参数范围内，应能可靠地分断短路电流。
3）装置内短路保护元件的动作值应具有选择性。
2.5.2辅助电路
1）用于控制、测量、信号、调节、数据处理等辅助电路的设计应采用电源接地系统，并保证接地故障或带电部件和裸露导电部件之间的故障不会引起误动作。
2）辅助电路应装设保护元件，如果与主电路连接，则保护元件的短路分断能力应与主电路保护元件相同；
3）辅助设备（仪表、继电器等）应能承受开关分、合闸产生的振动，而不会发生误动作；
4）辅助电路、辅助设备的接线应有适当的保护，以防来自主电路意外燃弧的损坏。
2.6电气间隙、爬电距离和间隔距离
2.6.1主母线、配电母线、分支母线和主电路插接件带电部分之间以及带电部分与接地金属构件之间的电气间隙应满足相关标准要求。
2.6.2断路器处于分离位置时，断路器本体的插接件与配电母线（或静触头）的间隔距离应不小于25mm。
即使机械寿命到期后亦应保持此距离。
2.7 电磁兼容性
装置的电磁兼容性应满足GB/T 17626.2、GB/T 17626.3、GB/T 17626.4、GB/T 17626.5的试验技术要求。
2.8 其它要求
2.8.1进线开关柜上部应按标准计量仓大小预留接线盒、考核计量表，计量互感器安装位置。
2.8.2分段柜柜内翻排，与主变压器低压进线柜间采取“三选二”的电气及机械闭锁。
2.8.3分段柜柜内两段母线由两组100A熔断器经ATS后接至站用电回路，具体见图纸。
2.8.4对组件的要求：
同型号产品内额定值和结构相同的组件安装与柜内应能互换。
装于开关柜内的各组件应符合各自的技术标准。
2.8.5铰链
1）门的铰链应采用表面经过防腐处理的铅锌合金制或铸钢静电环氧喷涂铰链，并选用优质橡胶材料做为门板的密封材料。
铰链的轴和套应配合紧密并分别牢固地固定在门及装置的壳体支架上，同时保证防护等级的要求。
2）对开门的高度（安装铰链边）小于1000mm时，设两个铰链。
门的高度≥1000mm时，应设三个铰链。
3）单开门的高度（安装铰链边）小于600mm时，设两个铰链。
门的高度≥600mm时，应设三个铰链；
4）门的开启角度≥120度（允许±5°公差）。
2.9标志及铭牌
2.9.1标志
1）在装置内部，应能辨别出单独的电路及电器元器件。
电器元器件所用的标记应与随同装置一起提供的电路图上的标记一致。
2）开关柜后门内侧粘贴所有主要元器件的铭牌。
2.9.2铭牌
1）每台开关柜应配备铭牌，铭牌应字迹清晰，安装应坚固、耐久，其位置应该是在装置安装好后，易于看见的地方。
a）制造商（生产厂）或商标；
b）产品名称或型号；
c）制造日期及出厂编号；
d）额定电流；
e）额定电压；
f）额定绝缘电压；
g）额定频率；
h）防护等级
2）开关柜内的电器组件铭牌，如断路器、互感器等均应有耐久清晰的铭牌；在正常运行中，各组件的铭牌应便于识别。
3）设备铭牌为2mm有机玻璃材料，规格为200*50mm。
4）设备二次铭牌为聚脂纤维材料，规格为60*15mm（仪表面板）。
3 标准技术参数
技术参数特性表是对采购设备的基础技术参数要求，供货方应对技术参数特性表中标准参数值进行响应。
低压开关柜技术参数特性见表4。
表4 技术参数特性表
名 称
项 目
标准参数值
共用参数
主要电气参数
额定工作电压
400V
额定绝缘电压
660V
额定耐受电压
2500V（1min工频）
水平母线
额定电流
（项目单位提供）
母线（3L+N+PE）规格
宽×厚
供货方提供
额定短时耐受电流
65kA/1s
额定峰值耐受电流
供货方提供
防护等级
IP31
进线柜
断路器
型式
框架断路器
极数
3P
额定工作电压
660V
额定电流
（项目单位提供）
额定极限分断能力
65kA（框架断路器）
额定运行分断能力
65kA（框架断路器）
额定绝缘电压
1000V（框架断路器）
额定冲击耐受电压
12kV（框架断路器）
机械寿命（免维护）
≥10000次
进线柜
断路器
电气寿命
≥6000次
断路器飞弧距离
零
是否带失压脱扣器
否
电流互感器
精度
0.5级
变比
（项目单位提供）
多功能数显表
有功
1.0级
无功
2.0级
通信接口
RS-485标准接口
通信规约
DL/T645-1997
柜体
尺寸
宽度（mm）
800
深度（mm）
1000
高度（mm）
2200
浪涌保护器
保护类型（IEC类别）
I类
标称工作电压（V）
400V
最大持续工作电压（V）
供货方提供
标称放电电流（8/20uS）
100kA
电压保护水平（kV）
供货方提供
进线方式
侧进线/母线上进线（供货前与项目单位确认）
分段柜
断路器
型式
框架断路器
极数
3P
额定工作电压
660V
额定电流
800A/1250A/2000A/2500A
额定极限分断能力
65kA（框架断路器）
额定运行分断能力
65kA（框架断路器）
额定绝缘电压
1000V（框架断路器）
额定冲击耐受电压
12kV（框架断路器）
机械寿命（免维护）
≥10000次
电气寿命
≥6000次
断路器飞弧距离
零
是否带失压脱扣器
否
电流互感器
精度
0.5级
变比
（项目单位提供）
多功能数显表
有功
1.0级
无功
2.0级
通信接口
RS-485标准接口
通信规约
DL/T645-1997
双电源切换装置（ATS）
极数
4P
额定电流
63A
分段柜
熔断器
极数
3P
额定电流
100A
微型断路器
极数
3P
额定电流
16A/63A
柜体
尺寸
宽度（mm）
800
深度（mm）
1000
高度（mm）
2200
出线方式
侧出线/母线上出线
（供货前与项目单位确认）
馈线柜
垂直母线
额定电流
≤1000A
额定短时耐受电流
50kA/1s
额定峰值耐受电流
供货方提供
断路器
出线配置
（项目单位提供）
型式
塑壳断路器，电子脱扣
极数
3P
额定工作电压
400V（塑壳断路器）
额定电流
（项目单位提供）
额定极限分断能力
50kA（塑壳断路器）
额定运行分断能力
50kA（塑壳断路器）
额定绝缘电压
660V（塑壳断路器）
额定冲击耐受电压
8kV（塑壳断路器）
机械寿命（免维护）
≥10000次
电气寿命
≥7000次（塑壳断路器）
是否带失压脱扣器
否
电流互感器
精度
0.5级
变比
（项目单位提供）
电流表
三相数显式
柜体尺寸
宽度（mm）
600
深度（mm）
1000
高度（mm）
2200
4 使用环境条件表
使用环境条件见表5。
特殊环境要求根据项目情况进行编制。
表5 使用环境条件表
序号
名 称
单位
项目需求值
1
周围空气温度
最高气温
℃
+45
最低气温
-25
最大日温差
K
30
2
海拔
m
≤1000
3
太阳辐射强度
W/cm2
0.1
4
污秽等级
Ⅲ
5
覆冰厚度
mm
10
6
湿度
日相对湿度平均值
%
≤95
月相对湿度平均值
≤90
7
耐受地震能力
水平加速度
m/s2
3.0
垂直加速度
m/s2
1.5
8
由于主回路中的开合操作在辅助和控制
回路上所感应的共模电压的幅值
kV
≤1.6
注：
表中“项目需求值”为正常使用条件，超出此值时为特殊使用条件，项目单位可根据工程实际使用条件进行修改。
5 试验
5.1试验内容及要求
5.1.1根据国家标准（GB）和最新版的IEC标准进行试验。
试验中，要遵循并执行下列附加要求和IEC的补充说明，并应提供供货范围内主要元件的型式试验和出厂试验报告。
现场交接试验应符合标准的要求。
5.1.2低压开关柜进行随机抽样检验。
5.1.3型式试验、抽检试验、出厂试验和现场交接试验的试验项目见表6：
表6型式试验、抽检试验、出厂试验和现场交接试验的试验项目
序号
试验项目
型式试验
出厂试验
交接试验
抽检试验
1
一般检查
√
√
√
√
2
绝缘电阻验证
√
√
√
√
3
介电性能验证
√
√
√
√
4
通电操作试验
√
√
√
√
5
接地连续性试验
√
√
6
温升极限的验证
√
√
7
短路耐受强度验证
√
√
8
保护电路有效性验证
√
√
√
9
电气间隙和爬电距离验证
√
√
10
机械操作验证
√
√
11
防护等级验证
√
5.2型式试验、出厂试验、交接试验、抽检试验的试验方法及要求
5.2.1一般检查
a）对开关的机械操作元器件，连锁，锁扣等部件的有效性进行检查，机械操作试验
试验结果判定：
正常分合，灵活可靠，无卡滞及操作力过大现象，装置手动操作的部件5次，机构动作可靠。
b）检查导线、电缆布置是否符合要求试验结果判定：
主辅电器接线与接线图和技术
数据相符，导体截面、颜色、标志及相序应符合要求。
c）防护等级是否符合IP30
试验结果判定：
用φ2.5mm直硬钢丝作试验，不能进入壳内。
d）标志是否符合要求
试验结果判定：
是否有主接地点和接地标志。
e）铭牌检查
试验结果判定：
铭牌应清晰、牢固、壳体外表面涂层应协调。
f）母线检查
试验结果判定：
母线应平整光滑、无毛刺、锤痕。
g）是否安装了保护性设施
试验结果判定：
是否安装避雷器。
h）电气间隙测量
试验结果判定：
大于等于14.0mm。
i）爬电距离测量
试验结果判定：
大于等于16.0mm。
5.2.2绝缘电阻验证
应用电压至少为500V的绝缘测量仪器，对带电体之间、带电体与裸露导电部件之间、带电体对地的绝缘电阻进行测量。
试验结果判定：
带电体之间、带电体与裸露导电部件之间、带电体对地的绝缘电阻不小于1000Ω/V（标称电压），则此项试验通过。
5.2.3工频耐压试验
1）主回路与主回路直接相连的辅助电路应能耐受表7规定的工频耐压试验电压。
表7试验电压值
额定绝缘电压Ui/V
试验电压（交流方均根值）/V
Ui≤60
1000
60＜Ui≤300
2000
300＜Ui≤690
2500
690＜Ui≤800
3000
800＜Ui≤1000（或1140）
3500
2）不与主回路直接相连的辅助电路应能耐受表8规定的工频耐压试验电压
表8不由主回路直接供电的辅助电路试验电压值
额定绝缘电压Ui/V
试验电压（交流方均根值）/V
Ui≤12
250
12＜Ui≤60
500
Ui＞60
2Ui+1000，但不小于1500
5.2.4通电操作试验
检查装置的内部接线正确无误后，在辅助电路分别通以额定电压的85%和110%，各操作5次。
试验结果判定：
电器元器件的动作显示均应符合相应要求，且各操作器件动作灵活。
5.2.5温升极限的验证
按GB7251.1-2005中8.2.1的规定。
试验结果判定：
测试结果应符合GB7251.1-2005中8.2.1.7的规定。
5.2.6短路耐受强度验证
按GB7251.1-2005中8.2.3的规定。
试验结果判定：
测试结果应符合GB7251.1-2005中8.2.3.2.5的规定。
5.2.7保护电路有效性验证
按GB7251.1-2005中8.2.4的规定。
试验结果判定：
测试结果应符合GB7251.1-2005中8.2.4.3的规定。
5.2.8电气间隙和爬电距离验证
按GB7251.1-2005中8.2.5的规定。
试验结果判定：
测试结果应符合GB7251.1-2005中7.1.2.1的规定。
5.2.9机械操作验证
按GB7251.1-2005中8.2.6的规定。
试验结果判定：
如果器件、联锁机构等的工作条件未受影响，而且所要求的操作力与试验前一样，则认为通过了此项试验。
5.2.10防护等级验证
按GB7251.1-2005中8.2.7的规定。
试验结果判定：
测试结果应符合GB7251.1-2005中7.2.1和7.7的规定。
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