126kV550kV瓷柱式罐式交流断路器智能化通用技术部分.docx
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126kV550kV瓷柱式罐式交流断路器智能化通用技术部分
126kV〜550kV瓷柱式/罐式交流断路器
智能化通用技术部分
本规范对应的专用技术规范（范本）目录
序号
名称
编号
1
瓷柱式/罐式断路器智能化专用技术规范（范本）
2703001-0000-01
智能断路器采购标准技术规范（范本）使用说明
1、智能电力变压器、智能组合电器、智能断路器等，其技术规范（范本）包括两个部
分，第一部分是常规电力变压器、组合电器、断路器（罐式/柱式）的技术规范（范本）：
第二部分是电力变压器、组合电器、断路器（罐式/柱式）智能化部分的技术规范（范本）将这两部分合在一起，形成智能电力变压器、智能组合电器、智能断路器的技术规范（范
本）。
2、智能化部分的技术规范（范本）也分通用技术规范（范本）和专用技术规范（范本）
3、智能化部分的技术规范（范本）不分电压等级、型号。
智能断路器采购标准技术规范（范本）使用说明2
一般要求4
结构要求5
智能组件6
试验12
智能组件总集成商的责任12
1一般要求
1.1为了叙述方便，把非智能化的瓷柱式/罐式交流断路器称为常规瓷柱式/罐式交流断路器。
1.2本通用技术规范（范本）与常规瓷柱式/罐式交流断路器的通用技术规范（范本）一起构成智能瓷柱式/罐式交流断路器的技术规范（范本），即遵循常规瓷柱式/罐式交流断路器通用技术规范（范本）的同时遵循本通用技术规范（范本）。
1.3若本通用技术规范（范本）与常规瓷柱式/罐式交流断路器的通用技术规范（范本）的某项要求不
一致，应视为智能化提出的新技术要求，优先遵循本通用技术规范（范本）。
1.4本通用技术规范（范本）适用于各型、各电压等级的瓷柱式/罐式交流断路器。
1.5需经买方确认的图纸
表1需认可的图纸、资料
需经买方认可的图纸资料
接收单位
份数
传感器安装位置图、信号标识图、安装工艺图
智能组件柜尺寸、结构、供电图
买方
设计联络会确定
智能组件柜内部智能电子装置（IED）布置及网络拓扑结构图
断路器控制原理图
1.6需随设备提供的资料
表2需随设备提供的资料
内容
1•说明书
1）智能组件各IED的安装使用说明书；
2）智能组件通信网络说明书；
2.设备运行维护资料
1）智能组件各IED运行维护说明书；
2）智能组件通信网络运行维护说明书
1.7需提供的试验报告
表3卖方向买方提供的试验报告
内容
组部件试验报告
1）智能组件柜试验报告；
2）智能组件内各IED例行试验和型式试验报告；
3）智能组件通信功能检测报告（集成商自检）；
4）智能化分析功能评测报告（集成商自检）。
1.8标准和规范
表4卖方提供的设备和附件需要满足的主要标准
标准号
标准名称
GB2423.1
电工电子产品环境试验第2部分：
试验方法试验A:
低温
GB2423.2
电工电子产品环境试验第2部分：
试验方法试验B:
高温
GB2423.4
电工电子产品环境试验第2部分：
试验方法试验Db交变湿热（12h+12h循环）
GB14285
继电保护和安全自动装置技术规程
GB/T17626.2
电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验
GB/T17626.3
电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验
GB/T17626.4
电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
GB/T17626.5
电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验
GB/T17626.6
电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度
GB/T17626.8
电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验
DL663
220kV-500kV电力系统故障动态记录装置检测要求
DL/T478
静态继电保护及安全自动装置通用技术条件
DL/T769
电力系统微机继电保护技术导则
DL/T860
变电站通信网络和系统
DL/T1075
数字式保护测控装置通用技术条件
Q/GDWZ410-2010
高压设备智能化技术导则
Q/GDWZ383-2009
智能变电站技术导则
Q/GDWZ394-2009
330kV-750kV智能变电站设计规范
Q/GDWZ430-2010
智能变电站智能控制柜技术规范（范本）
1.9安装、调试、试运行和验收
智能瓷柱式/罐式交流断路器的安装包括断路器本体安装和智能组件安装两个部分，同时包括彼此间的通信电缆安装。
智能瓷柱式/罐式交流断路器的总集成商是智能组件安装的技术指导单位和整体调试单位，若其中有买方指定或单独采购的IED，这部分IED的供方应参加智能组件的整体调试，接受总集成商的协调,
并对所供IED及其传感器的安全运行负责。
2结构要求
2.1传感器
如加装传感器，传感器应与开关设备进行一体化设计。
内置传感器不应降低气室的绝缘强度和密封性能，外置传感器不应影响断路器的外绝缘及美观，且便于运行、维护。
内置传感器的使用寿命应不小于15年，外置传感器的使用寿命应不小于10年。
小电流传感器宜采用穿心式电流传感器。
如加装局部放电传感器，局部放电传感器应在不影响设备绝缘性、密封性要求的前提下加装。
位移传感器应紧固于操动机构的某一合适位置，确保不影响操动机构的机械运动并便于维护。
SF6压力（密度）传感器和露点传感器安装在本体外壳并通过导管和气室连通，传感器应满足高压开关设备对其密封性、绝缘性要求。
传感器供货商应保证其产品的电磁兼容
断路器供货商应保证加装传感器后的绝缘性能和密封性能。
性、抗振性、密封性等各项技术指标及使用寿命。
2.2监测要求
根据工程需要，可选择安装气体压力（密度）、温度、露点等传感器，还可选择安装局部放电传感
器（仅罐式）、断路器机构分合闸线圈电流传感器、位移传感器、储能电机电流传感器、油压传感器、开关设备触头温度传感器等。
各传感器连接至相应的IED。
2.3用于监测断路器机械特性的传感器宜由断路器制造商安装，由此引起断路器操动机构某些结构的改
变，不应影响断路器的整体机械性能，传感器的引出线不应影响机构箱防护等级和可靠性。
2.4如采用电子式互感器，电子式互感器应与开关设备一体化设计。
断路器制造商应保证加装电子式互感器后的绝缘性能和密封性能。
3智能组件
3.1一般要求
3.1.1原则上应按照断路器间隔（包括与相关隔离开关、接地开关）设置智能组件柜，并由断路器制造商统一集成，就地控制柜功能原则上应并入智能组件柜。
智能组件柜放置于该间隔适当位置，或整体放入就近的小室。
智能组件柜应实现原有就地控制柜的报警、指示、控制等功能。
3.1.2隔离开关、接地开关可由买方指定或单独采购，隔离开关、接地开关供应商有责任配合断路器
制造商进行智能组件的相关调试工作，并提供相关智能化要求的接口图纸。
3.1.3通常智能组件是一个物理设备，在具体应用中，允许根据工程实际由多个独立物理设备实现智
能组件的功能，各独立物理设备的位置可灵活布置。
目前，智能瓷柱式/罐式交流断路器，包括断路器
本体和智能组件，宜作为一个整体采购，但买方可自行（或指定）采购功能相对独立的IED，卖方负责
集成和整体调试（包括功能调试、通信调试等），期间IED供应商应积极协助。
3.1.4智能组件包括测量、控制和监测等基本功能，根据工程实际，可以包括合并单元、计量等扩展
功能，其通信应符合DL/T860标准要求。
智能组件柜内各IED独立供电，彼此电气隔离，且宜通过光纤
通信。
3.1.5智能组件有两种网络结构方式，方式一是智能组件所有IED统一组网，参见图1。
方式一为推荐
方式。
方式二是所有监测IED单独组网，其他测控IED统一组网，参加图2，彼此之间通信需经物理隔
离装置。
方式二适用于前期已采用此设计的工程。
3.1.6开关设备智能组件常用IED包括：
1）开关设备控制器
2）测控装置
3）监测功能组主IED
4）局部放电监测IED
5）机构状态监测IED（可包括分合闸线圈电流波形、分合闸时间、行程-时间曲线、储能系统状态等，根据工程实际选择应用）
6）SF6气体状态监测IED（可包括压力、温度、水分）
7）选相合闸控制器
8）合并单元
在上述IED中，第1、3项为应选项；第4、5、6为可选项，但至少选择一项；第2、7、8项为可选项。
当仅选一个监测IED时（第4、5、6项），可与监测功能组主IED合并。
实际工程中可根据需要确定合适的应用方案。
在上述IED中，第1、3项为应选项；第4、5、6为可选项，但至少选择一项；第2、7、8项为可
选项。
当仅选一个监测IED时（第4、5、6项），可与监测功能组主IED合并。
实际工程中可根据需要确定合适的应用方案。
智能组件通信包括过程层网络通信和站控层网络通信，遵循DL/T860通信协议。
智能组件内所有IED
都应接入过程层网络，同时需要与站控层设备进行信息交互的IED，如监测功能组主IED等，还应接入
站控层网络。
对于同时接入站控层和过程层网络的IED，两个网络端口必须采用独立的数据控制器。
不论方式1或方式2，智能组件内应根据工程实际灵活配置交换机，并采用优先级设置、流量控制、
VLAN划分等技术，优化网络通信，可靠、经济地满足智能组件的网络通信要求。
3.1.7网络通信应满足以下技术要求：
1）GOOS信息处理时延应满足站内各种情况下最大不超过1msoGOOS用于传输模拟量时，应支持
死区配置。
2）装置光通信接口输出最低功率应为-22.5dbm，裕度应在10dbm以上；输入最低功率应为-30dbm,
裕度应为10dbm。
3）智能组件对外通信接口至少应支持100Mbit/s。
4）智能组件对外通信接口应采用光纤接口。
5）快速以太网接口支持100Mbit/s或1000Mbit/s，可选择（SC/ST/FC）类型端口模块。
3.2智能组件柜
3.2.1材质与结构要求
智能组件柜的柜体材质可采用优质冷轧钢板或不锈钢板，需进行严格的表面防腐处理，智能组件柜体应有足够的机械强度，并应预留充裕的扩展空间和维护空间。
柜内需配备照明装置、插座等辅助设备。
3.2.2工作电源
采用DC220V/110V±10%电源供电，引自直流电源屏。
电源容量按1.2倍智能组件最大功率考虑。
柜内设置220V直流母线排和预留20%备用接线端子，方便日后组件扩展使用。
智能组件柜内的总电源及每台IED的电源进线侧需单独配置微型断路器，其脱扣电流应与直流电源
屏的上级断路器有可靠的级差配合。
智能组件柜内需提供AC380V或AC220V电源，容量满足柜内加热、除湿或空调装置等的工作电源需要。
柜内配置AC220V交流插座，便于设备调试使用。
如集成保护装置且采用双重化配置，第二套保护装置由第二套独立电源供电。
3.2.3智能组件柜内环境要求
智能组件柜应达到户外IP55、户内IP40防护等级的要求。
在运行地点可能存在的极端自然环境下，智能组件柜应能够保证内部环境符合各IED的长期可靠运行要求，必要时采用温控、湿控、防凝露、电
磁屏蔽等技术措施。
3.2.4接地
1）智能组件柜体应良好接地。
2）智能组件各IED的安装板、支架和箱体等全部紧固件均采用镀锌件或不锈钢件，并保证保护接地连续性。
3.2.5防锈
对户外使用设备的智能组件柜应采取有效的防腐、防锈措施，确保在使用寿命内不出现涂层剥落、表面锈蚀的现象。
3.2.6标识要求
1）智能组件柜应有铭牌。
2）需在智能组件柜门内侧提供各IED的网络拓扑图、相关的电气接线图。
3）智能组件柜内每个IED都应有铭牌。
4）电源母排应有颜色分相标志，见表5。
表5智能组件柜内电源母排配线标识
相序
颜色
DC正极
褐色
DC负极
蓝色
3.2.7电气接口要求
1）直采直跳的继电保护指令若采用光纤方式，其接口应在开关设备控制器光纤端口处；若采用电缆方式，其接口应在端子排。
2）保护、测控、录波、计量设备使用的电流、电压采样值接口应直接接入合并单元相应的接口。
3）如果合并单元不安装在智能组件柜内，那么从电子式互感器的远端采集器出来的光纤直接接入间隔层合并单元。
4）其它对外通信接口应在交换机光纤端口处。
3.3智能组件IED
3.3.1开关设备控制器
1）功能要求
开关设备控制器应能接收测控装置和继电保护装置的指令，通过机构箱完成开关设备的分、合闸操作，并对开关设备相关参量进行测量。
常见测量参量见表6（不同操动机构测量参量有所不同，以液压
机构为例）。
表6测量参量表
序号
测量参量
推荐采样方法
备注
1
CB就地/远方位置
转换开关
2
DSESFES就地/远方位置
转换开关
3
联锁/解锁位置
转换开关
4
CBDSESFES位置（分/合）
辅助开关
5
CBDSESFES操作次数
辅助开关
6
CB合、分控制回路断线
继电器
7
CB低油压分闸闭锁报警
行程开关
8
CB低油压合分闭锁报警
行程开关
9
CB低油压分合分闭锁报警
行程开关
10
CB未储能报警
行程开关
11
CB电机过流报警
继电器
12
CB电机过流报警
小电流传感器
智能化测量用
13
CB电机过时报警
继电器
14
CB电机过时报警
小电流传感器
智能化测量用
15
CB三相不同期分闸报警1
继电器
16
CB三相不同期分闸双重化报警2
继电器
17
CB气室SF6低气压闭锁双重化报警1
继电器
18
CB气室SF6低气压闭锁双重化报警2
继电器
19
CB气室SF6低气压闭锁报警
SR密度传感器
智能化测量用
20
CB气室SF6低气压报警
继电器
21
CB气室SF6低气压报警
SR密度传感器
智能化测量用
22
直流电源失电报警
微型断路器
23
交流电源失电报警
微型断路器
2）通信要求
开关设备控制器以DL/T860GOOS服务接入过程层网络，并可直接接收来自继电保护装置的控制指令。
3.3.2监测功能组主IED
1）功能要求
监测功能组主IED（简称主IED），负责接收各监测IED的统一格式监测数据和状态评估结果信息，
进行就地综合分析，每隔24小时将轻量级评估结果信息“设备唯一性标识、故障部件（气室、操动机
构）、故障模式、故障几率”向站控层报送一次，故障几率每增大5泣即主动上送报文一次。
主IED中
应能保存一年以上的统一格式监测数据和状态评估结果信息（参见表7）。
表7监测项目统一格式监测数据
监测项目
统一格式监测数据
局部放电
设备唯一标识、放电强度（mV或dbn）、放电频次（次/s），时间
机构状态
操作方式（合、分）、分合闸时间（ms）、分合闸速度（m/s）、时间
日启动次数、日累计工作时间（s）、时间（年/月/日）
SF6气体状态
气体压力（MPa、水分（卩L/L）、时间
主IED定时（每48h/24h—次）主动向站控层报送统一格式监测数据，当检测IED评估的故障几率
每增大5%立即主动上送报文一次。
当有深度分析需求时，主IED响应召唤，从相关监测IED获取所需数据文件，经物理隔离之后通过
站控层网络报送至相关分析系统并支持参数召唤和设置。
2）通信要求
主IED数据模型将由国家电网公司根据DL/T860原则统一建模，采用DL/T860协议与站控层进行通
信；主IED推荐采用DL/T860协议与智能组件内其他IED通过过程层网络通信。
333局部放电监测IED
1）技术指标
局部放电IED最小可测不大于50pC的放电信号，最大可测5000pC的放电信号。
局部放电监测IED
所测的放电信号强度能够反映实际放电量的变化。
2）功能要求
局部放电监测IED采集局部放电信号，并根据当前放电信号强度、趋势等信息，对放电性缺陷是否存在及严重程度做出定量评估，将“故障几率、时间”的轻量级的结果信息向主IED报送。
局部放电监测IED以连续50个工频周期的测量数据为依据，按“设备唯一标识、放电强度（mV或
dbm）、放电频次（超过最小可测量的频次，次/s），时间”向主IED报送统一格式测量数据。
局部放电监测IED每1小时向主IED主动报送一次轻量级结果信息和统一格式测量数据。
故障几率
每增大5%立即主动上送报文一次。
局部放电监测IED应有足够的数据存储空间，合适的存储策略，以服务于深度分析的需要。
3）通信要求
局部放电监测IED数据模型将由国家电网公司按照DL/T860原则进行建模。
与主IED的通信推荐采
用DL/T860通信协议。
局部放电监测IED将轻量级的结果信息和统一格式监测数据通过过程层网络采用REPORT艮务传输至主IED。
3.3.4操动机构状态监测IED
1）技术指标
机构状态监测IED可选择监测分、合闸线圈电流波形，行程-时间曲线，储能系统状态等。
技术指
标见表8。
表8操动机构状态监测项目技术要求
监测项目
获取参量
技术要求
分、合闸线圈电流波形
分、合闸线圈电流幅值-时间曲线
完整记录分、合闸全过程；
最大幅值误差不大于1.5%
行程曲线
分、合闸时间；行程-时间曲线
分、合闸时间的测量不确定度为2ms
储能系统状态
储能电机电流、工作时间
电流的测量不确定度不大于2.5%;时间的测量不确定度不大于5s/24h
2）功能要求
数据的采样由分、合闸操作及储能电机启动事件驱动。
“分、合闸线圈电流波形”项目要求采集并
记录分闸、合闸操作时的线圈电流波形；“行程曲线”项目要求采集并记录分闸、合闸过程触头行程-时
间曲线；“储能系统状态”项目要求采集并记录储能电机日启动次数、日累计工作时间、日单次最大工作时间、电机工作电流等。
根据前述全部或部分监测数据，对操动机构是否存在缺陷及严重程度做出定量评估，将“故障几率、时间”的轻量级的结果信息向主IED报送。
根据监测项目选用情况，统一格式数据可以包括“操作方式、分合闸时间（ms）、分合闸速度（m/s）、
时间”、“日启动次数、日累计工作时间（s）、时间（年/月/日）”，机构状态监测IED只要监测到新数据就主动报送一次轻量级结果信息和统一格式测量数据。
机构状态监测IED应有足够的数据存储空间，合适的存储策略，以服务于深度分析的需要。
3）通信要求
机构状态监测IED数据模型将由国家电网公司按照DL/T860原则进行建模。
与主IED的通信推荐采
用DL/T860通信协议。
机构状态监测IED将轻量级的结果信息和统一格式测量数据通过过程层网络采用REPORT艮务传输至主IED。
335SF5气体状态监测IED
1）技术指标
SR气体状态包括压力、温度和水分。
折算到20C的气体压力的准确级应达到2.5级；水分可选择
监测，水分测量的不确定度应不大于（5%或50ppm）。
2）功能要求
SR气体状态监测IED采集气体压力、温度和露点（如采用），根据所采集的数据，计算20C时的气体压力，计算水分含量（卩L/L）,并对是否存在气体泄漏、水分超标缺陷及严重程度做出定量评估，将“故障几率、时间”的轻量级的结果信息及“气体压力（MPa、水分（卩L/L）、时间”统一格式测量数
据向主IED报送。
SE气体状态监测IED每1小时向主IED主动报送一次轻量级结果信息和统一格式监测数据。
故障几率每增大5腕即主动上送报文一次。
2）通信要求
SF6气体状态监测IED数据模型将由国家电网公司按照DL/T860原则进行建模。
与主IED的通信推
荐采用DL/T860通信协议。
局部放电监测IED将轻量级的结果信息和统一格式测量数据通过过程层网络采用REPOR服务传输至主IED。
3.3.6选相合闸控制器
1）技术指标
选相合闸控制器与断路器相配合，使实际合闸相位与预期合闸相位之间的平均偏差应不大于1ms,
合闸时间的分散性（b）应不大于1ms通常选相合闸控制器应具有环境温度修正、操作频率修正、控
制回路电压修正等功能。
2）功能要求
从合并单元（MU采集系统电压数据，据此判断电压过零点时刻。
接收测控装置的合闸命令，经时延将合闸命令发送到开关设备控制器完成在预期合闸相位的合闸操作。
3）通信要求
选相合闸控制器可通过过程层网络基于DL/T860通讯协议接收测控装置的合闸命令，并将合闸命令
以硬接点方式发送到开关设备控制器。
4试验
4.1一般原则
若智能化是在已有型号上进行的，已进行的型式试验依然有效。
若传感器的植入对本体的密封、绝缘、机械强度等可能产生影响，应视情况，重新进行相关试验或进行验证性试验。
4.2断路器本体的下列试验应在安装内置传感器之后进行：
1）交流耐压和局部放电试验
2）机械特性试验（若安装位移传感器）
3）机械寿命试验（若安装位移传感器），如仅为考核传感器，可进行1000次
4）气体密封试验
断路器开断试验（T10、T100a、T100s）、隔离开关开合母线充电电流试验、主回路耐受短时峰值电流试验等会影响智能组件的工作可靠性，目前正在研究可行的试验方案，或确定合理的EMC式验等级。
4.3智能组件试验
除本通用技术规范（范本）另行要求的外，智能组件柜、智能组件内各IED等试验参考Q/GDWZ
410-2010《高压设备智能化技术导则》进行。
5智能组件总集成商的责任
5.1除买方专门指定，智能瓷柱式/罐式交流断路器的总集成商为断路器制造企业。
5.2智能组件的总集成商负责智能组件柜内各IED的功能调试、网络通讯调试，负责提交智能组件相关
试验报告，负责现场调试和售后服务等。
智能组件各IED供应商有协助总集成商完成上述工作的义务。
当总集成商不是断路器制造企业时，应由总集成商牵头，断路器制造企业协助完成传感器的植入及相关试验、调试等工作。
5.3各监测IED与配套的传感器应作为整体采购。
5.4对于功能相对独立的IED，买方可以独立采购或指定供方，此种情况，总集成商仍应承担第5.2条的
义务。
但接口部分（如通讯等）之外的IED故障由买方或供方负责。
6智能化的基本要求
6.1应设智能组件柜，且智能化设计理念符合本技术规范。
6.2应设监测主IED及至少一个监测项目，且监测数据就地分析处理。
仅有一个监测项目时，可以将监测主IED与监测项目合并。
6.3应设开关设备控制器。
6.4智能组件及各IED通信符合本技术规范要求。
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