GB/T 42009-2022 滤波器用高压交流断路器

　　ICS 29 . 130 . 10 CCS K 43

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 42009—2022

　　滤波器用高压交流断路器

　　Highvoltagealternating-currentcircuit-breakersforfilterbanks

　　2022-10-12 发布 2023-05-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 42009—2022

　　目 次

　　前言 Ⅴ

　　引言 Ⅵ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 正常和特殊使用条件 2

　　4 . 1 概述 2

　　4 . 2 正常使用条件 3

　　4 . 3 特殊使用条件 3

　　5 额定值 3

　　5 . 1 概述 3

　　5 . 2 额定电压(ur ) 3

　　5 . 3 额定绝缘水平 3

　　5.4 额定频率(fr) 4

　　5 . 5 额定连续电流(Ir) 4

　　5 . 6 额定短时耐受电流(Ik) 4

　　5 . 7 额定峰值耐受电流(Ip) 4

　　5 . 8 额定短路持续时间(tk) 4

　　5 . 9 辅助、控制回路的额定供电电压(ua ) 4

　　5 . 10 辅助和控制回路供电电压的额定频率 4

　　5 . 11 绝缘和/或开合用的额定充入压力/水平 4

　　5 . 101 额定短路开断电流(Isc) 5

　　5 . 102 与额定短路开断电流相关的瞬态恢复电压 5

　　5 . 103 额定短路关合电流 5

　　5 . 104 额定操作顺序 5

　　5 . 105 额定容性开合电流 5

　　5 . 106 额定时间参量 6

　　5 . 107 机械操作的次数 6

　　5 . 108 断路器的额定关合窗口(适用时) 6

　　5 . 109 断路器的额定分闸窗口(适用时) 6

　　6 设计与结构 6

　　6 . 1 断路器中液体的要求 6

　　6 . 2 断路器中气体的要求 6

　　6 . 3 断路器的接地 6

　　6 . 4 辅助和控制设备 6

　　6 . 5 动力合闸 7

　　Ⅰ

　　GB/T 42009—2022

　　6 . 6 储能合闸 7

　　6 . 7 不依赖人力的操作 7

　　6 . 8 脱扣器的操作 7

　　6 . 9 低压力和高压力闭锁装置 7

　　6 . 10 铭牌 7

　　6 . 11 联锁装置 8

　　6 . 12 位置指示 8

　　6 . 13 外壳的防护等级 8

　　6 . 14 爬电距离 8

　　6 . 15 气体的密封 9

　　6 . 16 液体的密封 9

　　6 . 17 易燃性 9

　　6 . 18 电磁兼容性(EMC) 9

　　6 . 19 腐蚀 9

　　6 . 101 单合和单分操作时的极间同期性要求 9

　　6 . 102 操作的一般要求 9

　　6 . 103 操作用流体的压力极限 9

　　6 . 104 选相关合要求(适用时) 9

　　6 . 105 选相开断要求(适用时) 10

　　6 . 106 二次通信规约 10

　　6 . 107 断口并联电容器(适用时) 10

　　6 . 108 合闸电阻(适用时) 10

　　6 . 109 噪声水平 10

　　6 . 110 其他要求 10

　　7 型式试验 10

　　7 . 1 总则 10

　　7 . 2 绝缘试验 12

　　7 . 3 无线电干扰电压(r.i.v.)试验 14

　　7 . 4 主回路电阻的测量 14

　　7 . 5 温升试验 14

　　7 . 6 短时耐受电流和峰值耐受电流试验 14

　　7 . 7 防护等级的检验 14

　　7 . 8 密封性试验 14

　　7 . 9 电磁兼容性(EMC)试验 14

　　7 . 10 辅助和控制回路的附加试验 14

　　7 . 101 机械和环境试验 15

　　7 . 102 关合和开断试验的各项规定 15

　　7 . 103 短路关合和开断试验的试验回路 15

　　7 . 104 短路试验参数 15

　　7 . 105 短路试验程序 15

　　7 . 106 基本短路试验方式 15

　　7 . 107 临界电流试验 15

　　7 . 108 单相接地故障试验 16

　　Ⅱ

　　GB/T 42009—2022

　　7 . 109 容性电流开合试验 16

　　7 . 110 内部故障电弧条件下的试验 20

　　7 . 111 合闸电阻热容量试验 20

　　7 . 112 噪声试验 20

　　7 . 113 绝缘强度下降率的确定 20

　　7 . 114 绝缘强度上升率的确定 20

　　7 . 115 选相合闸试验 20

　　7 . 116 抗震性能试验 20

　　8 出厂试验 20

　　8 . 1 主回路的绝缘试验 20

　　8 . 2 辅助和控制回路的试验 20

　　8 . 3 主回路电阻的测量 21

　　8 . 4 密封性试验 21

　　8 . 5 设计和外观检查 21

　　8 . 101 机械操作试验 21

　　8 . 102 SF6 气体湿度测定 21

　　8 . 103 外壳的压力试验(适用时) 21

　　8 . 104 与选相控制器配合的空载操作试验(适用时) 21

　　9 断路器运行的选用导则 22

　　10 与询问单、标书和订单一起提供的资料 22

　　11 运输、储存、安装、运行和维护规则 22

　　11 . 1 概述 22

　　11 . 101 交接机械试验 22

　　11 . 102 交接耐压试验 22

　　11 . 103 选相容性关合试验(适用时) 22

　　11 . 104 选相容性开断试验(适用时) 23

　　12 安全性 23

　　13 产品对环境的影响 23

　　附录 A(资料性) 合闸电阻投入方式的差异对试验的影响 24

　　附录 B(资料性) 抗震性能试验的推荐试验流程 25

　　参考文献 27

　　Ⅲ

　　GB/T 42009—2022

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国电器工业协会提出。

　　本文件由全国高压开关设备标准化技术委员会(SAC/TC 65)归口 。

　　本文件起草单位：国家电网有限公司、中国南方电网有限责任公司、西安高压电器研究院有限责任公司、中国电力科学研究院有限公司、中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心、国网陕西省电力公司电力科学研究院、国网上海市电力公司电力科学研究院、平高集团有限公司、西安西电高压开关有限责任公司、上海电气输配电试验中心有限公司、国网浙江省电力公司绍兴供电公司、广东电网有限责任公司电力科学研究院、南方电网科学研究院有限责任公司、广州供电局电力试验研究院、新东北电气集团高压开关有限公司、西安西电开关电气有限公司、甘肃电器科学研究院、国电博纳(北京)电力设备有限公司。

　　本文件主要起草 人：刘 泽 洪、崔 博 源、张 福 轩、王 绍 武、张 长 虹、姚 斯 立、田 恩 文、黎 卫 国、张 进、王承玉、罗兵、陈允、李刚、段昊、王培人、付颖、张实、盛康、杨韧、杨鼎革、高凯、谭盛武、王传川、孔祥军、刘北阳、李志兵、李电、钟建英、魏建巍、王向克、南振乐、刘伟、吴昱怡、陈义龙、刘宸、曾向军、施健、王颂、顾春辉、吴文海、郑宇宏、张勐、崔明硕、陈继军、李平、高国宪。

　　Ⅴ

　　GB/T 42009—2022

　　Ⅵ

　　引

　　

　　言

　　滤波器用高压交流断路器，是高压直流输电系统中的重要设备，但是，交流滤波器特殊的运行工况对断路器的绝缘、机械、关合和开断等性能均提出不同于常规高压交流断路器的要求。 为使高压及超、特高压直流输电系统中滤波器用高压交流断路器的设计、制造、试验有所遵循，特制定本文件。 本文件考虑了不同的使用环境以及工程应用工况，使滤波器用高压交流断路器具备更高的安全运行裕度及可靠性。

　　本文件提出的技术要求是基于 ±500 kV、±800 kV、± 1 100 kV 等电压等级直流输电系统滤波器用高压交流断路器绝缘、机械、关合和开断等性能的科研结论，在总结直流换流站用额定电压 252 kV及以上交流滤波器小组用断路器技术参数和试验方法的基础上，结合高压交流断路器现行国家、行业标准，并参考国内外滤波器断路器的设计、运行及试验经验编制的。

　　本文件与 GB/T 11022 一起使用，为了简化相同要求的表述，本文件的章条号与 GB/T 11022 相同 。对于补充在同一引用标题下的新增的条款从 101 开始编号。

　　GB/T 42009—2022

　　滤波器用高压交流断路器

　　1 范围

　　本文件规定了直流输电系统换流站中频率 50 Hz、额定电压 252 kV 及以上的户外交流滤波器(含并联电容器)用断路器的使用条件、额定值、设计与结构、试验、选用导则、运输、储存、安装、运行和维护等要求。

　　本文件主要针对工程中频繁操作的交流滤波器小组用断路器。

　　注 1 ：滤波器大组用断路器通常只用来开断若干并联的滤波器小组回路，在正常操作程序上无需承受关合涌流工况，且操作频繁程度远低于滤波器小组用断路器，参考 GB/T 1984—2014 中的 C1 级单个电容器组开合试验相关要求。

　　注 2：为了限制关合涌流，滤波器用高压交流断路器通常采用合闸电阻或选相控制装置。

　　注 3：如果采用已通过 GB/T 1984—2014 型式试验的断路器作为滤波器用高压交流断路器，本文件规定的使用条件、设计与结构等特殊要求，以及第 7 章的内容是必要的补充。

　　注 4：滤波器用高压交流断路器通常具有较强的电容器组电流开合能力和一定的短路电流开断能力，无需近区故障和失步故障开断及自动重合闸等能力。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中，注 日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;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。

　　GB/T 1984—2014 高压交流断路器

　　GB/T 4787 . 1—2021 高压交流断路器用均压电容器 第 1 部分：总则

　　GB/T 7674—2020 额定电压 72 . 5 kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备

　　GB/T 11022—2020 高压交流开关设备和控制设备标准的共用技术要求

　　GB/T 13540—2009 高压开关设备和控制设备的抗震要求

　　GB/T 16927 . 1—2011 高电压试验技术 第 1 部分：一般定义及试验要求

　　GB/T 30846—2014 具有预定极间不同期操作高压交流断路器

　　GB/T 33981—2017 高压交流断路器声压级测量的标准规程

　　GB 50150—2016 电气装置安装工程电气设备交接试验标准

　　3 术语和定义

　　GB/T 11022—2020、GB/T 1984—2014、GB/T 30846—2014 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　滤波器用高压交流断路器 highvoltagealternating-currentcircuit-breakersforfilterbanks

　　高压直流输电系统中，在规定的使用条件下，能承载并频繁开合交流滤波器回路及无功补偿电容器

　　1

　　GB/T 42009—2022

　　回路的额定电流、关合背对背电容器组涌流，且具有额定短路电流关合和开断能力的断路器。

　　3.2

　　机械分散性 mechanicalscatter

　　断路器机械操作时间除了外部变量、长期磨损和/或漂移的影响之外的变化的随机统计。

　　注：“外部变量”包括了所有可能对操作时间有规律的影响，例如环境温度、操作电压、控制电压。

　　3.3

　　绝缘强度下降率 rate-of-decayofdielectricstrength;RDDS

　　断路器合闸过程中耐受电压作为时间或触头间隙的减函数。

　　3.4

　　绝缘强度上升率 rate-of-riseofdielectricstrength;RRDS

　　断路器分闸过程中耐受电压作为时间或触头间隙的增函数。

　　3.5

　　合闸目标点 targetpointforclosing

　　选相合闸操作时预期的触头接触时刻。

　　3.6

　　关合目标点 targetpointformaking

　　选相合闸操作时预期的电流出现时刻。

　　3.7

　　分闸目标点 targetpointforopening

　　选相分闸操作时预期的触头分离时刻。

　　3.8

　　关合窗口 makingwindow

　　在关合目标点周围的时间间隔。

　　注：正确选择关合窗口关合将会预先确定关合电压。 对于实际的 RDDS数值，关合窗 口 的中心可以不与关合 目标点相对应。

　　3.9

　　合闸窗口 closingwindow

　　在合闸 目标点周围的时间间隔。

　　3 . 10

　　分闸窗口 openingwindow

　　在分闸 目标点周围的时间间隔。

　　3 . 1 1

　　滤波器组开断能力 filterbanksbreakingcapacity

　　在规定的使用和性能条件下，断开滤波器组(含并联电容器)的操作。

　　4 正常和特殊使用条件

　　4 . 1 概述

　　GB/T 11022—2020 中 4 . 1 适用，并做如下修改。

　　除非另有规定，滤波器用高压交流断路器规定在其额定特性和 4 . 2 中列出的正常使用条件下使用。

　　2

　　GB/T 42009—2022

　　如果实际使用条件和这些正常使用条件不同，滤波器用高压交流断路器应按照用户提出的特殊要求来设计(见 4 . 3),其绝缘水平、温升等相关性能参数在工程实际外部条件下应经过校验、核对，确保满足实际外部条件要求及全工况运行要求。

　　注 1 ：采取适当措施保证其他元件，如继电器在此条件下正常工作。

　　注 2：关于环境条件分级的详细资料，在 GB/T 4798 . 3—2007 和 GB/T 4798 . 4—2007 中规定。

　　4 . 2 正常使用条件

　　GB/T 11022—2020 中 4 . 1 适用，并做如下补充和修改。

　　关于污秽，参考 GB/T 26218.1—2010 中 d级 —重污秽。

　　降雨强度为 10 mm/ min。

　　4 . 3 特殊使用条件

　　GB/T 11022—2020 中 4 . 2 适用，并做如下补充和修改。

　　海拔高度参照下列要求确定：

　　1 000 m<海拔 ≤1 500 m 时，设备外绝缘水平按 1 500 m海拔修正;

　　1 500 m<海拔 ≤2 000 m 时，设备外绝缘水平按 2 000 m海拔修正;

　　2 000 m<海拔 ≤2 500 m 时，设备外绝缘水平按 2 500 m海拔修正;

　　2 500 m<海拔 ≤3 000 m 时，设备外绝缘水平按 3 000 m海拔修正;

　　海拔 >3 000 m 时，应考虑运行地点的环境，由用户与制造商协商开展专题研究确定。

　　关于污秽，参考 GB/T 26218.1—2010 中 e级 —严重污秽。

　　对于使用在周围空气温度超出 4 . 2 中规定的温度范围的设备，应优先选用的最低和最高温度的范围为：

　　— 对严寒气候- 50 ℃至 +40 ℃ ;

　　— 对酷热气候- 5 ℃至 +55 ℃ 。

　　5 额定值

　　5 . 1 概述

　　用来确定滤波器用高压交流断路器及其操动机构和辅助设备额定值的特性如下：

　　a) 对于所有断路器都应给出 5 . 2~5 . 107 所规定的额定特性;

　　b ) 对于具有预定极间不同期操作断路器(选相断路器)，应给出 5 . 108 ~ 5 . 109 所规定的额定特性。

　　断路器的额定特性与额定操作顺序有关。

　　5 . 2 额定电压(ur)

　　额定电压为 252 kV、363 kV、550 kV、800 kV、1 100 kV。

　　5 . 3 额定绝缘水平

　　断路器的额定绝缘水平见表 1 。

　　3

　　GB/T 42009—2022

　　表 1 断路器的额定绝缘水平

　　额定电压kV

　　额定工频 1 min耐受电压( 有效值)/kV

　　额定雷电冲击耐受电压

　　( 峰值)/kV

　　额定操作冲击耐受电压

　　( 峰值)/kV

　　对地

　　断口

　　对地

　　断口

　　对地

　　断口

　　252

　　460

　　460 ( +145 )

　　1 050

　　1 050 ( +205 )

　　—

　　—

　　363

　　510

　　510 ( +210 )

　　1 175

　　1 175 ( +295 )

　　950

　　850 ( +295 )

　　550

　　740

　　740 ( +318)

　　1 675

　　1 675 ( +450 )

　　1 300

　　1 175 ( +450 )

　　800

　　960

　　960 ( +462 )

　　2 100

　　2 100 ( +650)

　　1 550

　　1 425 ( +650 )

　　1 100

　　1 100

　　1 100 ( +635 )

　　2 400

　　2 400 ( +900)

　　1 800

　　1 675 ( +900 )

　　5 . 4 额定频率(fr)

　　额定频率为 50 Hz。

　　5 . 5 额定连续电流(Ir)

　　GB/T 11022—2020 中 5 . 5 适用，并做如下补充：

　　额定连续电流推荐值：400 A、500 A、630 A。

　　5 . 6 额定短时耐受电流(IK)

　　GB/T 11022—2020 中 5 . 6 适用，并做如下补充：

　　额定短时耐受电流等于额定短路开断电流交流分量(见 5 . 101 . 2),推荐值为 50 kA、63 kA。

　　5 . 7 额定峰值耐受电流(Ip)

　　GB/T 11022—2020 中 5 . 7 适用，并做如下补充：

　　额定峰值耐受电流等于额定短路关合电流，推荐值为 125 kA、160 kA、171 kA。

　　5 . 8 额定短路持续时间(tK)

　　GB/T 11022—2020 中 5 . 8 适用，并做如下补充：

　　550 kV~1 100 kV 的断路器的额定短路持续时间为 2 s ;

　　363 kV及以下的断路器的额定短路持续时间为 3 s。

　　5 . 9 辅助、控制回路的额定供电电压(ua)

　　GB/T 11022—2020 中 5 . 9 适用 。

　　5 . 10 辅助和控制回路供电电压的额定频率

　　GB/T 11022—2020 中 5 . 10 适用 。

　　5 . 1 1 绝缘和/或开合用的额定充入压力/水平

　　GB/T 11022—2020 中 5 . 12 适用 。

　　4

　　GB/T 42009—2022

　　5 . 10 1 额定短路开断电流(ISc)

　　5 . 10 1 . 1 概述

　　GB/T 1984—2014 中 4 . 101 . 1 适用 。

　　5 . 10 1 . 2 额定短路开断电流的交流分量

　　GB/T 1984—2014 中 4 . 101 . 2 适用，并进行如下补充：

　　额定短路开断电流的交流分量有效值等于额定短时耐受电流值(Ik) 。

　　5 . 10 1 . 3 额定短路开断电流的直流时间常数

　　GB/T 1984—2014 中 4 . 101 . 3 适用，并进行如下修改：

　　额定短路开断电流的直流时间常数 τ 推荐在表 2 中选取。

　　表 2 额定短路开断电流的直流时间常数

　　额定电压/kV

　　额定短路开断电流的直流时间常数 τ/ms

　　252

　　45

　　363

　　45

　　550

　　45 , 75

　　800

　　45 , 75

　　1 100

　　120

　　5 . 102 与额定短路开断电流相关的瞬态恢复电压

　　GB/T 1984—2014 中 4 . 102 适用 。

　　5 . 103 额定短路关合电流

　　额定短路关合电流见表 3 。

　　表 3 额定短路关合电流(峰值)

　　额定短路开断电流的直流时间常数 τ/ms

　　额定短路关合电流(峰值)

　　45

　　2 . 5Ik

　　75

　　2 . 7Ik

　　120

　　2 . 7Ik

　　5 . 104 额定操作顺序

　　O—180s—CO—180s—CO。

　　5 . 105 额定容性开合电流

　　5 . 105 . 1 额定滤波器组开断电流

　　滤波器组开断电流根据具体工程计算确定，优选值：252 kV、363 kV、550 kV 为 500 A, 800 kV 和

　　5

　　GB/T 42009—2022

　　1 100 kV 为 400 A。