详细说明
生产负荷开关FN12-12,FZN21[详细内容]中华人民共和国国家
3～63kV交流高压负荷开关 GB 3804-90
代替 GB 3804-88
A.C.high voltages for rated voltages from 3kV to 63kV
国家技术监督局1990-11-06批准 1991-06-01实施
1 主题内容与适用范围
本标准规定了交流高压负荷开关(以下简称负荷开关)的术语、产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存等方面的要求。
本标准适用于额定电压为3～63kV，额定频率为50Hz的户内、户外三相交流电力系统中配电用的负荷开关及其操动机构和辅助设备。
2 引用标准
GB763 交流高压电器在长期工作时的发热
GB1984 交流高压断路器
GB1985 交流高压隔离开关和接地开关
GB2706 交流高压电器动热稳定试验方法
GB3309 高压开关设备常温下的机械试验
GB5273 变压器、高压电器和套管的接线端子
GB7354 局部放电测量
GB7675 交流高压断路器的开合电容器组试验
GB11022 高压开关设备通用技术条件
3 术语
3.1 负荷开关
能够在正常电路条件(也可以在规定的过载运行条件)下关合、承载和开断电流以及在规定的异常回路条件(例如短路)下，按规定的时间承载电流的开关装置。
3.2 通用负荷开关
能够进行配电系统中正常发生的直到其额定开断电流的所有关合和开断操作以及能承载和关合短路电流的负荷开关。
3.3 专用负荷开关
具有通用负荷开关的一种或几种，但非全部功能的负荷开关。
3.4 特殊用途负荷开关
适宜于作为除了对通用负荷开关规定的开合要求以外的负荷开关。例如：电动机负荷开关、单个和背对背电容器组负荷开关、频繁操作负荷开关、隔离负荷开关等。
3.5 隔离负荷开关
在分闸位置，能满足对隔离开关规定的隔离要求的负荷开关。
3.6 频繁操作负荷开关
能够开合规定操作频率高于连续供配电系统中所需操作频率的一种负荷开关。
3.7 电动机负荷开关
指定用于开合稳定状态和制动条件下电动机的特殊用途负荷开关。
3.8 单个电容器组负荷开关
指定用于开合充电电流直到等于其额定单个电容器组开断电流的单个电容器组的一种特殊用途负荷开关。
3.9 背对背电容器组负荷开关
指定用于在一个或多个电容器组接到母线或负荷开关的电源侧的情况下，开断电容器组充电电流直到等于其额定背对背电容器组开断电流的一种特殊用途负荷开关。这种负荷开关应能关合直到等于其额定电容器组关合涌流的相应涌流。
3.10 有功负载开断电流
分断有功负载回路时的开断电流。此负载可用电阻器和电抗器相并联来表示。
3.11 闭环开断电流
开断闭环输电线路，或与一台或几台变压器相并联的变压器(在这种回路中，开断后负荷开关两侧回路仍然带电，并且接线端子上呈现的电压远低于系统电压)时的开断电流。
3.12 电缆充电开断电流
在空载情况下，开断电缆回路时的开断电流。
3.13 空载变压器开断电流
开断空载变压器回路时的开断电流。
3.14 单个电容器组开断电流
开断与电源相连接的单个电容器组(不包括与被开断的电容器组相邻的其他电容器组)回路时的开断电流。
3.15 背对背电容器组开断电流
开断与电源相连接的电容器组(包括与被开断的电容器组相邻的其他电容器组)回路时的开断电流。
3.16 电容器组的关合涌流
当电源侧接有相邻的一个或几个电容器组时，将电容器组回路关合到电源上去时出现的高频高幅值电流。
注：涌流的频率和幅值取决于电容器组之间的电容和电感数值。
4 产品分类
产品品种分类列于表1。
表 1
分类方式 按 用 途 按介质或灭弧方式 按安装场所 按操作频繁程度 按操作方式 按操动机构
种 类 1.通用负荷开关
2.专用负荷开关
3.特殊用途负荷开关 1.空气
2.SF6
3.真空
4.油 1.户外
2.户内 1.一般
2.频繁 1.三相同时操作
2.逐相操作 1.动力
2.人力贮能
5 技术要求
5.1 环境条件
按GB 11022第3章规定。
5.2 额定值
5.2.1 额定电压
额定电压按表2规定。
表 2 (kV)
额定电压 3 6 10 35 63
最高电压 3.5 6.9 11.5 40.5 691)
注：1)在我国东北地区的实际最高电压为72.5kV。
5.2.2 额定电流
负荷开关额定电流是在规定回路条件下，能够开断的最大电流值。额定电流从下列值中选取：
10，16，31.5，50，100，200，400，630，1250，1600。
5.2.3 额定频率
额定频率为50Hz。
5.2.4 额定绝缘水平
按GB 11022第5.4条规定。
5.2.5 额定短时耐受电流(额定热稳定电流)
按GB 11022第5.5条规定。
5.2.6 额定短路持续时间(额定热稳定时间)
按GB 11022第5.6条规定。
5.2.7 额定峰值耐 受电流(额定动稳定电流)
按GB 11022第5.7条规定。
5.2.8 额定参数配合
通用负荷开关额定参数配合优先按表3选取，也可以用其他额定参数配合。
5.2.9 合闸、分闸机构以及辅助回路电源的额定电压
按GB 11022第5.8条规定。
5.2.10 操作用压缩空气源的额定压力
按GB 11022第5.9条规定。
表 3
额定电压
(kV) 额定短时耐受电流
(kA)(有效值) 额 定 电 流(A)
3，6 1.6 100 — — — —
3.15 200 400
8 —
12.5 630
16 —
25 1250
10 3.15 100 200 — —
8 —
12.5 630
16 —
25 1250
35 3.15 100 200 — — —
8 — 400
12.5 630
16 —
25 1250
63 8 200 — —
12.5
16 630
25 —
31.5 12501)
注：1)额定电流大于1250A的参数配合待定（或由用户与制造厂协商）。
5.2.11 接线端子额定静拉力
对于要求承受显著接线端子静拉力的负荷开关，其接线端子静拉力按GB 1985第4.13条规定。
对不承受显著的接线端子静拉力的负荷开关，毋需规定接线端子静拉力。
5.2.12 通用负荷开关的开断电流额定值
通用负荷开关的特点是具有下列额定开断值：
a.额定闭环开断电流等于额定电流；
b.额定有功负载开断电流等于额定电流；
c.额定电缆充电开断电流对于3～35kV等级为10A，对于63kV为25A，制造厂可以按R10系列选择更高的值；
d.额定空载变压器开断电流对于3～35kV等级为额定容量1250kVA、63kV为额定容量5600kVA配电变压器的空载电流。
额定开断电流基于：
a.除了额定闭环开断电流的恢复电压等于最高电压20%以外，给定的工频恢复电压等于额定电压；
b.在短路情况下，除了额定闭环开断电流的恢复电压采用表4及图1的规定值以外，在短路条件下电源回路的预期瞬态恢复电压等于GB 1984额定值中所定的出线端故障时的额定瞬时恢复电压值。
表 4
额定电压U
(kV) 瞬态恢复电压(峰值)uc
(kV) 时间坐标t3
(μs) 电压上升率uc/t3
(V/μs)
3 1.2 109 11
6 2.4 104 23
10 4.0 148 27
35 14.0 330 42
63 19.0 350 54
注：首开相系数为1.5。
图1 开断闭环电流试验的瞬态恢复电压
5.2.13 专用负荷开关的额定值
专用负荷开关具有特定的额定值，最好应与通用负荷开关所采用的额定值等同。若规定其他的额定值，则应从R10系列选取。
5.2.14 特殊用途负荷开关的额定值
对特殊用途负荷开关不要求具有配合的额定值。但额定值应从R10系列选取。
5.2.15 电动机负荷开关额定值
a.正常运转条件下的额定开断电流等于额定电流。工频恢复电压等于额定电压的20%。
b.除另有规定外，电动机制动情况下的额定开断电流是额定电流的8倍。
工频恢复电压等于最高电压。
5.2.16 额定单个电容器组开断电流
额定单个电容器组开断电流等于负荷开关的额定电流的0.8倍。
注：系数0.8考虑了电容器组电流的谐波分量。
5.2.17 额定背对背电容器组开断电流
额定背对背电容器组开断电流，是有一个或多个电容器组接到靠近被分断的电容器组的负荷开关电源侧，以致产生额定电容器组关合涌流的情况下，负荷开关在其最高电压下，应能开断的最大电容器组开断电流。
5.2.18 额定电容器组关合涌流
额定电容器组关合涌流，是负荷开关在其最高电压和适合于工作情况的涌流频率下，应能关合的电流峰值。
对于具有额定背对背电容器组开断电流的负荷开关，其额定电容器组关合涌流的要求是强制性的。
注：背对背电容器组的涌流频率由产生涌流的回路等值串联电容和电感值来确定。当电容器组配有6%～11%的限流电感时，涌流频率为150～200Hz，没有限流电感时，涌流频率可能在2～30kHz范围内。
当带有串联电感的大容量背对背电容器组，其涌流峰值可能达到额定短路关合电流值，甚至超过涌流产生的电动力及其关合过程的影响，有可能产生严重情况，特别是对油式负荷开关。
5.2.19 额定短路关合电流
各种负荷开关应当具有等于其额定峰值耐受电流的额定短路关合电流。
注：对于后面接限流熔断器的负荷开关的短路电流额定值。可根据具有最高额定电流的组合熔断器对短路电流数值和持续时间的限制作用进行选择。
5.3 设计与结构
5.3.1 对负荷开关中液体和气体介质的要求
按GB 11022第6.1及6.2条规定。
5.3.2 负荷开关的接线端子
按GB 5273的规定。
5.3.3 负荷开关的接地
按GB 11022第6.3条规定。
5.3.4 负荷开关的辅助设备
按GB 11022第6.6条规定。
5.3.5 负荷开关的合闸操作
5.3.5.1 动力合闸
按GB 11022第6.8.1条规定。
5.3.5.2 贮能合闸
按GB 11022第6.8.2条规定。
5.3.6 脱扣器操作
按GB 11022第6.9条规定。
5.3.7 低气压和高气压闭锁装置
按GB 11022第6.10条规定。
5.3.8 动触头系统的位置及其指示或信号装置
5.3.8.1 定位要求
负荷开关及其操动机构应这样设计，即由重力、振动、适度的冲击或偶然触及其操动机构联杆所引起的力或电磁力，都不能使其脱离分闸或合闸位置。
负荷开关或其操动机构应设计得容许采取措施以防止误操作。
5.3.8.2 位置的指示
位置的指示应能识别负荷开关的分闸和合闸位置。如果满足下列条件之一，就认为达到要求：
a.负荷开关气隙是可见的，隔离负荷开关隔离断口是可见的。
b.每一动触头的位置用一可靠的指示装置指明。
注：①可见的动触头可用作指示装置。
②当一台负荷开关所有的极都联在一起作为一个整体时，允许使用一个公共的指示装置。
5.3.8.3 信号用辅助触头
在动触头确实达到能完全承载额定电流、峰值耐受和短时耐受电流的位置之前，不应发出合闸位置信号。
在动触头的位置未达到使其间隙或隔离断口至少为总间隙或总断口距离的80%时，或未达到完全分闸的位置时，不应发出分闸位置信号。
5.3.9 铭牌
按表5要求。
表5
项 目 单 位 负荷开关 条件需要时注明
制 造 厂 — X —
型 号
系 列 号 (X)
额定电压 kV X
额定电流 A
额定频率 — (X)
额定雷电冲击耐受电压 kV X
额定短时耐受电流 kV
额定短路持续时间 s
有功负载条件下操作次数 — Y 不同于20时
额定电缆充电开断电流 A 3～35高于10A时
63kV高于25A时
电动机制动情况下额定开断
电流(仅对电动机负荷开关) 不同于倍8
额定电流时
额定短路关合电流 kA X —
额定六氟化硫气体压力 Mpa
负荷开关总重 kg
出厂编号 —
制造年月 —
注：X的标志是强制的；(X)的标志是非强制的；Y的标志受表5末栏支配。
5.3.10 各相的同期性要求 由动力或贮能操动机构同时操动的三相负荷开关的相间分闸不同期性应不大于5ms，合闸不同期性应不大于10ms。
5.3.11 排逸孔
负荷开关排逸孔的设置，应使排出物不致引起电击穿，排出方向应不危及人身和电气设备的安全。
5.3.12 对人力贮能机构操作件尺寸要求
按GB 1985第5.18条规定。
5.3.13 对动力操动机构在要求
按GB 1985第5.19条规定。
5.3.14 操动机构用操动工具的运动方向
