T/CES 108-2022 气体绝缘金属封闭开关设备用双断口隔离开关

《气体绝缘金属封闭开关设备用双断口隔离开关》团体标准 T/CES 108—2022 的详细内容总结：

​​标准核心目标：​​ 规范用于 72.5kV 及以上电压等级、以 SF6 气体为绝缘介质的 GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）中的​​双断口隔离开关​​（Double-fracture disconnector）的设计、制造、试验、选用和安装要求，旨在实现 GIS 扩建安装、交接耐压试验及检修时​​原母线不停电​​。

​​主要结构内容总结：​​

1. ​​范围 (Scope):​​

   • 适用于 72.5kV 及以上电压等级，额定频率 50Hz。
   • 涵盖户内、户外，三相共箱式、三相分箱式 GIS 用双断口隔离开关。
   • 核心功能：通过双断口安全隔离，实现在扩建、检修、试验时原母线不停电。

2. ​​规范性引用文件 (Normative References):​​

   • 引用了 GB/T 1985（隔离开关和接地开关）、GB/T 7674（GIS）、GB/T 11022（高压开关共同技术要求）、GB/T 2900（电工术语）、GB/T 7354（局部放电测量）等关键国家标准作为基础。

3. ​​术语和定义 (Terms and Definitions):​​

   • ​​双断口隔离开关 (Double-fracture disconnector):​​ 采用双隔离断口结构，单操动机构实现双断口电气或机械联动，双断口间设置辅助接地开关确保同时接地。
   • ​​辅助接地开关 (Auxiliary earthing switch):​​ 位于双断口间同一隔室，当一侧断口击穿时形成接地放电回路，保证另一侧断口安全隔离。
   • ​​过渡隔室 (Transitional compartment):​​ 连接双断口隔离开关与扩建端导体的隔室，扩建对接时用于降压至安全气压。
   • 明确定义了​​分闸时间​​、​​合闸时间​​、​​分闸位置​​、​​合闸位置​​、​​检修周期​​等关键操作和状态术语。

4. ​​正常和特殊使用条件 (Normal and Special Service Conditions):​​

   • 直接引用 GB/T 7674-2020 第 4 章，规定了设备运行的环境条件（如温度、湿度、海拔、污秽等）。

5. ​​额定值 (Ratings):​​

   • 详细规定了设备必须标明的额定参数，包括：
     • 额定电压 (Ur)
     • 额定绝缘水平 (雷电冲击、工频耐受电压)
     • 额定频率 (fr = 50Hz)
     • 额定电流和温升
     • 额定短时耐受电流 (Ik) 和峰值耐受电流 (Ip)（主回路和接地回路）
     • 额定短路持续时间 (tk，标准值 2s)
     • 操动机构和辅助回路的额定电源电压 (Ua) 及频率
     • 额定充入水平（绝缘和操作用）
     • ​​(专用)​​ ​​母线转换电流开合能力的额定值​​
     • ​​(专用)​​ ​​机械寿命的额定值​​（双断口隔离开关和接地开关）
     • ​​(专用)​​ ​​电寿命的额定值​​（接地开关）
     • ​​(专用)​​ ​​小容性电流开合能力的额定值​​
     • ​​(专用)​​ ​​小感性电流开合能力的额定值​​
   • 表 1 强制规定了产品铭牌上必须标示的信息项目。

6. ​​设计与结构 (Design and Construction):​​

   • ​​核心要求：​​
     • 双断口必须同时分合闸操作。
     • 三相共箱式必须采用三相机械联动；分箱式可采用机械或电气联动。
     • 扩建/检修/试验时需通过双断口安全隔离，原母线不停电。若需对新间隔进行绝缘试验，双断口间​​必须设置辅助接地开关​​。
     • 每个断口需满足额定绝缘水平。
   • ​​关键结构组件：​​
     • ​​外壳：​​ 需满足防护等级 (户外 ≥ IP3XDW，户内 ≥ IP2X)、机械强度、接地要求（感应电压 ≤ 24V），可采用分箱或共箱结构。
     • ​​辅助接地开关：​​
       • 功能：确保双断口能同时直接接地，​​仅在扩建/试验/检修时作为临时接地开关使用​​。
       • 操作：​​只允许人力操作​​，且必须断开动力操动机构电源。操作时最大力需符合规定。
       • 位置：​​不宜安装在双断口正上方​​，宜在侧方或下方。
       • 联锁：与双断口隔离开关必须联锁（辅助接地开关合闸时，双断口无法合闸）。
       • 安全：运行期间操作机构​​必须加装机械锁​​防止误操作。
     • ​​过渡隔室：​​
       • 作用：连接双断口与扩建端，扩建时其气压需降至安全值，形成原母线隔室（额定压）-过渡隔室（安全压）-扩建端隔室（常压）的气压梯度。
       • 要求：独立气室（无开关），运行时为额定压力，需满足密封、绝缘、通流要求，装设密度继电器和充气阀。
     • ​​机构箱：​​ 规定了材质（不锈钢或铸铝）、防护等级（户内 IP4X，户外 IP54W）、机械强度（IK07）、防尘防水防虫、通风、接地等要求。
   • ​​其他重要要求：​​
     • ​​气体系统：​​ 应为封闭或密封压力系统。主密封圈设计寿命 ≥ 40年（需提供老化试验报告）。年泄漏率 ≤ 0.5%/年（单个隔室）。
     • ​​位置指示：​​ 必须可靠指示双断口和辅助接地开关的分合闸到位状态。分箱式需每相独立指示。位置指示/信号装置需满足特定机械强度和功能验证要求。
     • ​​联锁装置：​​ 确保辅助接地开关合闸时双断口无法合闸。
     • ​​密度监测：​​ 需使用带温度补偿的密度继电器（1.0级精度）。
     • ​​内部故障防护：​​ 需考虑电弧效应。
     • ​​机械强度：​​ 能承受额定端子静态负荷和短路电动力。
     • ​​操作力：​​ 规定了依赖或不依赖人力的最大操作力限制。

7. ​​型式试验 (Type Tests):​​

   • ​​目的：​​ 验证双断口隔离开关的各种性能。
   • ​​试验单元：​​ 原则上应在完整三相功能单元上进行。
   • ​​强制试验项目 (表 2):​​
     • ​​绝缘试验：​​ 重点规定了​​双断口特殊试验条件​​（表 3, 4, 5, 6），包括双断口整体、单断口、联合电压等多种加压方式。强调需进行​​局部放电试验​​（按 GB/T 7354），最大允许放电量有明确规定（≤ 10pC 或 ≤ 5pC）。
     • ​​回路电阻测量​​
     • ​​温升试验​​
     • ​​短时和峰值耐受电流试验：​​ 特别要求验证​​接地回路​​的耐受能力（试验或计算）。
     • ​​机械和环境试验：​​ 包括环境温度下机械操作试验（至少 3000 次）、行程-时间测量（双断口分/合同期要求 ≤ 100ms）、高低温试验。
     • ​​极限温度下的操作试验：​​ 在最高 (+40°C) 和最低（按使用条件）温度下验证操作性能。
     • ​​(专用) 母线转换电流开合试验：​​ 按 GB 1985。
     • ​​气体密封性试验：​​ 与机械和环境试验结合进行，验证泄漏率。
     • ​​外壳强度试验：​​ 包括型式试验压力和非破坏压力试验。
     • ​​防护等级验证 (IP代码、机械撞击)​​
     • ​​隔板试验​​
     • ​​绝缘子试验​​（热性能、隔板密封性）
   • ​​适用时试验项目：​​
     • 严重冰冻条件下的操作
     • 位置指示装置正确功能试验
     • 隔离开关小容性电流开合能力试验
     • 隔离开关小感性电流开合能力试验

8. ​​出厂试验 (Routine Tests):​​

   • ​​目的：​​ 保证出厂产品与型式试验样品一致。
   • ​​必须在完全组装好的整台设备上进行。​​
   • ​​主要试验项目：​​
     • ​​主回路绝缘试验：​​ 工频干试验（在最低功能压力及以上进行）。220kV 及以上需进行雷电冲击试验。​​强调需进行局部放电试验​​（完整单元，简单无固体绝缘元件可免）。
     • ​​辅助和控制回路试验：​​ 工频耐压 2kV/1min。
     • ​​回路电阻测量：​​ 在完整单元上测量总电阻（≤ 1.2倍型式试验值，三相不平衡度 ≤ 20%）。​​必须分别测量双断口中每个断口的主回路电阻 (R1, R2) 和辅助接地开关主回路电阻 (R0) 作为现场试验基准。​​
     • ​​密封性试验​​
     • ​​SF6气体湿度测量：​​ 静置 24h 后，露点 ≤ -5°C (20°C 时，含水量 ≤ 150 μL/L)。
     • ​​设计和外观检查​​
     • ​​外壳压力试验：​​ 例行试验压力（≥ 设计压力/3）。
     • ​​机械操作试验：​​ 双断口隔离开关动力操作（5 次合分）和辅助接地开关人力操作（5 次合分，记录最大操作力）。验证联锁正常。
     • ​​控制机构中辅助回路、设备和联锁试验​​
     • ​​隔板压力试验​​

9. ​​选用导则 (Guide to Selection):​​

   • 根据工程条件、短路/过电压要求、扩建接口需求及远期发展选择安全可靠、技术先进、经济合理的产品。
   • ​​技术条件选择：​​ 需考虑额定电压、电流、频率、绝缘水平、短时/峰值耐受电流、操作顺序、机械载荷与寿命、扩建需求、环境条件等。
   • ​​环境条件校验：​​ 需根据安装环境（户内/户外）校验温度、日温差、风速、湿度、污秽、覆冰、地震等参数。

10. ​​运输、储存和安装 (Transportation, Storage, and Installation):​​

    • 遵循 GB 1985 相关规定。
    • ​​不停电扩建关键操作流程 (结合图 3):​​
      • 原母线带电运行。
      • 操作双断口隔离开关至​​分闸位置​​。
      • 操作辅助接地开关 (ES1 - 单母线；ES1 & ES2 - 双母线) 至​​合闸位置​​。
      • 双断口隔离开关气室保持​​额定气压​​。
      • 将​​过渡隔室​​气压降至制造厂给定的​​安全气压​​。
      • 回收扩建端气室气体（如已充气），拆开密封盖与扩建间隔对接。
      • 对扩建部分抽真空、注气至额定压力。
      • ​​制造厂需明确安全质量关键点控制参数。​​
    • ​​辅助接地开关安装：​​ ​​禁止安装远程操作系统​​，人工操作机构​​必须加锁​​防止运行阶段误操作。

11. ​​安全 (Safety):​​

    • 遵循 GB/T 11022 相关规定。
    • ​​制造厂预防措施：​​
      • 提供检查双断口操作同期性的方法。
      • 提供显示每个断口分合闸状态的可靠指示（分箱式需每相独立）。
      • 辅助接地开关​​无分合闸电源接入和远程控制​​。
      • 辅助接地开关位置设计（侧方或下方）。
      • 辅助接地开关操作机构​​安装机械锁​​。
    • ​​用户 (运维单位) 预防措施：​​
      • 接受制造厂关于操作方式、状态指示和安全措施的培训。
      • ​​设备运行时，必须保证辅助接地开关操作机构处的机械锁处于闭锁状态，任何人不得开锁操作。​​

​​关键附图：​​
文档中包含一张关键示意图（图 3），展示采用双断口隔离开关进行不停电扩建新间隔的典型接线：

• ​​单母线结构：​​ 原母线 -> DS (双断口隔离开关) -> ES (辅助接地开关) -> 过渡隔室 -> 扩建间隔。
• ​​双母线结构：​​ 母线1/母线2 -> DS1/DS2 (双断口隔离开关) -> ES1/ES2 (辅助接地开关) -> 过渡隔室 -> 扩建间隔。
• 图示清晰标明了扩建操作时双断口分闸、辅助接地开关合闸的状态，以及过渡隔室降压的作用。

​​总结：​​
T/CES 108—2022 标准系统性地规定了 GIS 用双断口隔离开关这一特殊设备的技术要求，核心在于通过独特的双断口设计配合辅助接地开关和过渡隔室，解决 GIS 设备扩建和检修时母线必须停电的行业难题。标准在结构设计（尤其是双断口联动、辅助接地开关、过渡隔室）、关键性能参数（特别是母线转换电流开合能力、绝缘要求）、试验方法（绝缘试验的特殊接线、出厂电阻测量要求）、安全联锁（辅助接地开关强制机械锁）以及不停电扩建操作流程等方面做出了详细且针对性的规定，为这类产品的设计、制造、检验、选用和安全运行提供了重要的技术依据。