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      小型化智能預裝式變電站之三

      10千伏環網柜用無源型高壓帶電顯示閉鎖裝置

      技術規范(試行)

      本技術規范所指的高壓帶電顯示閉鎖裝置是一種安裝在環網柜、戶外環網站及預裝式變電站等設備上,無需電源,用于指示設備帶電狀態,并提供防誤閉鎖功能的裝置,實現帶電顯示裝置與接地閘刀間的強制閉鎖,起到完善配電網環網柜防誤功能的作用。本技術規范對高壓帶電顯示閉鎖裝置的技術指標、機械性能、適應環境、功能要求、電氣性能、抗干擾及可靠性等方面進行統一規定,充分利用運維操作人員現有工具,提高配網安全運行管理水平。

      1、 編制依據

      下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。

      ISO 11784/11785 RFID編碼標準Radio frequency identification of animals

      GB 156    標準電壓

      GB 2423   電工電子產品基本環境試驗規程

      GB 4208   外殼防護等級(IP代碼)

      GB 6833   電子測量儀器電磁兼容性試驗規范磁場敏感度試驗

      GB 25081  高壓帶電顯示裝置(VPIS)

      GB 50062-92 《電力裝置的繼電保護及安全自動裝置設計規范》

      JB/T 8455-1966   《高壓開關設備用機械所通用技術和條件》

      DL/T 538   高壓帶電顯示裝置

      DL/T 687   微機型防止電氣誤操作系統通用技術條件

      Q/GDW 671-2011  微機型防止電氣誤操作系統技術規范

      國家電網安監〔2006〕904號 《國家電網公司防止電氣誤操作安全管理規定》

      國家電網生技〔2012〕35號  《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》

      國家電網企管〔2013〕1650號 國家電網公司《電力安全工作規程變電部分》

      國家電網安質〔2014〕265號 《國家電網公司電力安全工作規程(配電部分)(試行)》

      2、術語與定義

      2.1 高壓帶電顯示閉鎖裝置(以下簡稱“裝置”)

      一種用于顯示設備上帶有運行電壓的裝置,同時具備帶電指示、核相和閉鎖功能。應包含供電腦鑰匙驗電接口,驗電接口內置RFID碼片,驗電接口兩側應配置電極,能輸出帶電狀態信號給電腦鑰匙,實現有電閉鎖功能。

      2.2傳感器

      一種將相關主回路電壓狀態的信號傳送至高壓帶電顯示裝置的器件。

      2.3電腦鑰匙

      一種具備讀碼、驗電、開鎖功能的手持設備。

      2.4 機械掛鎖(以下簡稱“掛鎖”)

      一種內置了RFID無線碼片的機械掛鎖,能夠安裝在環網柜接地刀閘閉鎖機構或環網柜外門上。

      2.5 標稱電壓

      用以識別系統或裝置的適當的電壓近似值。

      1:帶電顯示裝置的標稱電壓是與其清晰顯示相關的參數。帶電顯示裝置可以有一個標稱電壓值,也可以是一個標稱電壓范圍,標稱電壓范圍的限值為Unmin和Unmax。Unmin為標稱電壓的較小值,Unmax為標稱電壓的較大值。

      2:在本標準中,三相系統的標稱電壓是指標稱的線電壓。

      2.6 聯鎖信號輸出單元

      帶電顯示裝置的一個部件,它能根據傳感單元傳送來信號對開關設備的聯鎖裝置發出聯鎖信號。本規范輸出單元主要指電腦鑰匙驗電接口。

      3、使用條件

      3.1 環境條件

      3.1.1工作環境溫度: -40℃~+70℃

      3.1.2相對濕度:最濕月的月平均較大相對濕度為95%

      3.1.3海拔高度:海拔1500米以下

      3.1.4使用場所:配電站現場、戶外環網站或戶外預裝式變電站。

      3.2  裝置主要技術參數與指標

      3.2.1適用電壓等級:6kV至35kV

      3.2.2 額定工作電源:無源

      3.2.3 額定工作頻率:50Hz±1%;

      3.2.4 重復頻率:≥1Hz

      3.2.5 防護等級:IP67

      3.2.6 響應時間:電壓狀態改變后的1s內顯示;

      3.2.7裝置壽命:連續工作壽命應不少于50000h,耐受10000次連續接通和斷開試驗而不發生損壞;

      3.2.8聯鎖信號輸出單元:連續發出“閉鎖”和“解鎖”指令10000次不發生故障;

      3.3  掛鎖主要技術參數與指標

      3.3.1抗拉強度:>500N

      3.3.2掛鎖的壽命:20000次

      3.3.2防護等級:IP54

      3.4 RFID碼片技術參數與指標

      3.4.1 尺寸:30mm*12mm*9mm

      3.4.2 頻率范圍:125kHZ

      3.4.3 讀碼距離:2~9mm

      3.5 裝置驗電接口技術參數與指標

      3.5.1 電極中心距:40mm

      3.6 傳感器技術參數與指標

      3.6.1 電容值:3PF~170PF

      3.7 運輸、存放條件

      在沒有其它規定的情況下,裝置應貯存在溫度為-25℃~+55℃,且在短時間內(不超過24h)可達到+70℃,相對濕度不大于95%,周圍空氣中不含有腐蝕性、易燃、易爆等危險物品的室內。搬運過程應避免劇烈振動、沖擊和碰撞,在規定的條件下應能正常工作。

      4、技術要求

      4.1 裝置外觀、結構要求

      4.1.1裝置應設計合理、性能可靠、安裝維護方便,裝置外形尺寸必須滿足現場實際要求。安裝方式必須滿足熱插拔的需求,即在設備帶電后可直接將裝置取下,無需設備停電。應不影響相關電氣設備正常操作和運行,并能在允許的正常操作力、使用條件或振動下不影響其保證的機械、電氣和信息處理性能。

      4.1.2裝置外殼應采用防腐蝕材料,外殼應密封,核相孔應做好具有防水、防潮的措施。金屬零件應采用不銹鋼或有可靠防腐措施,并焊接牢固。

      4.1.3裝置尺寸:

      4.1.3.1第1種:適用于新建環網柜出廠前安裝,如圖1。

      裝置外形尺寸:130mm×30mm×60mm(長×寬×深);

      開孔尺寸:105mm×26mm(長×寬);螺絲安裝孔距120mm。    

      面朝裝置正面為準,從左向右依次是電極2、RFID碼片槽及電極1。

      電極2為具有彈性的插孔,表面鍍銀,支持直徑為Φ4mm、長度為13mm電腦鑰匙定位桿插入,并保證可靠接觸。

      電極1為具有彈性的導電桿,表面鍍銀,支持直徑為Φ7mm、長度為17mm電腦鑰匙解鎖桿插入,并保證可靠接觸。

      電極1中心至電極2中心孔距40mm。

      RFID碼片安裝槽長32mm,寬14mm。

       

       1 第1種帶電顯示閉鎖裝置結構示意圖

      4.1.3.2第2種:適用于新建環網柜出廠前安裝,如圖2。

      裝置外形尺寸:90mm×50mm×30mm(長×寬×深);

      開孔尺寸:裝置為表面安裝,兩個安裝孔的孔徑為Φ3.5mm,兩個安裝孔中心孔距為64mm,過線孔位于裝置的正中心,孔徑為Φ10mm。

      面朝裝置正面為準,從左向右依次是電極孔2、內置RFID碼片槽及電極孔1。

      電極2為具有彈性的插孔,表面鍍銀,支持直徑為Φ4mm、長度為13mm電腦鑰匙定位桿插入,并保證可靠接觸。

      電極1為具有彈性的導電桿,表面鍍銀,支持直徑為Φ7mm、長度為17mm電腦鑰匙解鎖桿插入,并保證可靠接觸。

      電極1中心至電極2中心孔距40mm。

      RFID碼片安裝槽長32mm,寬14mm。

       

      2 第二種帶電顯示閉鎖裝置結構示意圖

      4.1.3.3第三種:適用于已投運環網柜現場改造,如圖3。

      裝置外形尺寸:165mm×45mm×25mm(長×寬×深)

      開孔尺寸:無需開孔,裝置配有6個插頭電極(活動式,距離可調,可調距離140mm之內),可直接插入原有帶電顯示器的電極插孔,支持熱插拔安裝。

      面朝裝置正面為準,從左向右依次是電極2、RFID碼片槽及電極1。

      電極2為具有彈性的插孔,表面鍍銀,支持直徑為Φ4mm、長度為13mm電腦鑰匙定位桿插入,并保證可靠接觸。

      電極1為具有彈性的導電桿,表面鍍銀,支持直徑為Φ7mm、長度為17mm電腦鑰匙解鎖桿插入,并保證可靠接觸。

      電極1中心至電極2中心孔距40mm。

      RFID碼片安裝槽長32mm,寬14mm。

       

      3 第三種帶電顯示閉鎖裝置結構示意圖

      4.1.4 裝置的核相接口直徑:4*Φ2.5mm。

      4.1.5 帶電顯示裝置的引出線及其接頭應采用一體化設計,具有防潮、防水功能,并可熱插拔。裝置(第三種除外)信號輸入側端子應采用5557系列雙排4位接插件,傳感器信號輸出側端子應采用5559系列雙排4位接插件。

      4.1.6 裝置的防護等級應滿足3.2.5的要求。

      4.1.7 裝置和掛鎖應內置RFID碼片,RFID碼片的參數應滿足3.4的要求;裝置應內置驗電接口,用于向電腦鑰匙輸出驗電結果,驗電接口應采用雙電極設計,電極的參數應滿足3.5的要求。

      4.2鎖具外觀、結構要求

      4.2.1掛鎖的材質應采用防銹、防腐蝕型,鎖體采用鋅合金,鎖頭采用不銹鋼,開鎖順暢,不得卡澀,鎖具開鎖孔應做好防水、防潮及防脫落措施。 

          

      4 掛鎖結構示意圖

      鎖具外形尺寸:45mm×20mm×78mm(長×寬×高);

      鎖具鎖鉤直徑:Φ6;

      電腦鑰匙插孔直徑Φ6.2mm;

      限位銷中心與鎖底端面距離:8mm

      解鎖軸底端面與鎖底端面距離:18mm

      RFID碼片安裝槽長32mm,寬14mm,碼片安裝后的面與殼體底面相距6mm。

      4.3 RFID碼片編碼要求

      4.3.1裝置和掛鎖應預置可讀寫RFID碼片,碼片編碼規則應符合IOS 11784/11785標準,在出廠前應按照統一規則(詳見附件1)完成內部編碼設置。現場無需進行任何調試工作即可執行驗電開鎖操作,即經本間隔帶電顯示閉鎖裝置驗明無電后,僅能開啟本間隔接地閘刀的閉鎖鎖具,且應保證一個環網柜內不出現重碼。

      4.3.2為了便于現場人員進行辨識和匹配,裝置和掛鎖的碼片表面應有明顯編號,具有編號的標示應直接刻在RFID碼片上,裝置碼片編號定義為大寫字母D開頭,內部編碼應不能重復,即D2016050000,D2016050001,D2016050002……,鎖具碼片編號定義為大寫字母S開頭,內部編碼應應與裝置碼片編碼對應,即S2016050000,S2016050001,S2016050002。裝置和掛鎖的對應匹配關系應為D2016050000-S2016050000、D2016050001-S2016050001。

      4.3.3環網柜廠家供貨時,提供滿足要求的高壓帶電閉鎖裝置,并依據編碼定義規則在地刀操作孔上掛上對應編碼的鎖具。

      4.4性能要求

      4.4.1 抗機械撞擊性能

      裝置的可接近部件應能承受機械撞擊和3.1的要求。

      4.4.2顯示和可視性

      4.4.2.1 清晰可見度

      ——顯示元件應能提供電壓狀態清晰可見的顯示;

      ——在給定的運行位置和實際光照條件下,其顯示應使使用者清晰可見。

      4.4.2.2重復頻率

      對于重復性可見顯示,其重復的頻率至少為1Hz,對于三相系統,當線對地的實際電壓不小于標稱電壓的40%時,應滿足這一技術要求。當線對地的實際電壓低于標稱電壓的15%時,環網柜帶電閉鎖裝置應顯示“不帶電”。

      4.4.3 響應時間

      環網柜帶電閉鎖裝置的顯示單元應在電壓狀態改變后的1s內顯示。

      4.4.4 工作電源

      環網柜帶電閉鎖裝置應能在無外部工作電源的情況下持續運行,應在無源的場合下正常工作。

      4.4.5 顯示單元和聯鎖信號輸出單元使用壽命

      顯示單元中的顯示元件的連續工作壽命應不少于50000h。顯示單元應能耐受10000次連續接通和斷開試驗而不發生損壞。

      聯鎖信號輸出單元能連續發出“閉鎖”和“解鎖”指令10000次不發生故障。

      4.4.6 電磁兼容性(EMC)

      GB/T 11022-1999中5.18的規定,裝置快速脈沖群(EFT)嚴酷等級不低于3級,阻尼振蕩波嚴酷等級不低于3級。

      4.4.7 抗干擾性能

      裝置應具備實際運行工況下的抗干擾性能,三相回路中一相或兩相失電時,帶電相應能正確顯示“有電”,失電相應無顯示。

      4.4.8 安全要求

      GB/T 11022-1999的第11章中的規定。

      4.4.8.1  傳感單元的絕緣要求

      在傳感單元的輸出端與主回路之間應提供足夠的絕緣。局放試驗1.3Ur加壓1.1Ur下測,局放小于3pc,應通過42kV工頻1分鐘。

      配裝傳感單元的支柱絕緣子采用瓷絕緣子時,應滿足GB/T 8287.1-2008中 3.2的要求。采用復合絕緣子時應滿足GB/T 20142-2006中7.2的要求。

      4.4.8.2 接地故障條件

      對于中性點絕緣或中性點諧振接地系統,單相接地故障電流應該限制在較低的數值,在單相接地故障條件下,環網柜帶電閉鎖裝置能在相當長的時間內運行,在單相接地故障期間連接點上不應出現危險電壓。

      4.4.8.3  核相孔引出的較大電流值

      在額定頻率和主回路對地電壓為額定電壓時,如核相孔對地短路,由核相孔給出的電流值不應超過0.5mA。

      4.4.8.4  顯示單元安全條件

      在運行條件下,顯示單元不應出現危險電壓。

      4.5功能要求

      4.5.1裝置應滿足在無電源條件下工作,內部不應裝有電池。

      4.5.2裝置應具有顯示、驗電、閉鎖、核相功能。

      4.5.3裝置應提供外部核相接口,實現核對相位功能,可輸出核相所需確認的各種參數(如壓差、相位角)等。

      4.5.4裝置應能正確顯示設備帶電狀態,并正確閉鎖,當三相回路中一相和兩相失壓時,帶電相亦應能正確顯示,不帶電相不顯示,閉鎖機構不得解鎖。

      4.5.5裝置在大于額定相電壓50%時,顯示單元應能正確指示,并可靠閉鎖。額定工作電壓在85%—110%范圍內波動時,裝置應可靠工作。

      4.5.6 裝置應具有驗電接口,向電腦鑰匙輸出驗電結果。

      4.5.7裝置應支持現場實際工況環境下進行采樣精度的標定,記錄現場信號強度,調整帶電顯示器的取樣精度。

      4.5.8裝置應不使用氖泡等易損壞的元器件,應不得使用模擬電位器等器件,該類器件容易出現觸點氧化造成阻值變動,引起裝置失效。

      4.5.9裝置在發生故障時,應能夠發出故障提示,并強制閉鎖輸出接點。

      4.5.10裝置應在正常運行中一直不斷進行自檢,不需要人工參與。一旦檢測故障,能夠可靠閉鎖輸出接點。

      5、試驗方法

      試驗標準應滿足《DLT 538-2006 高壓帶電顯示裝置》電力行業標準。

      5.1 試驗條件

      除個別試驗條款規定外,電氣試驗均應在下述的標準大氣條件下進行;

      --周圍空氣溫度:15℃~35℃;

      --相對濕度: 45%~75%;

      --大氣壓力:85kPa~106kPa。

       對于絕緣試驗,適用時應采用符合GB/T 16927.1的大氣修正系數。

      5.2 試驗電壓

      除另有規定外,試驗電壓應采用頻率為額定頻率且符合GB/T 16927.1規定的交流電壓。

      5.2.1 電流值和電壓值

      所有的交流電流值和電壓值均定為有效值,并以有效值表示。

      5.2.2 允許偏差

      除個別試驗條款另有規定外,對所有數值的允許偏差為±5%。對絕緣試驗采用GB/T 16927.1規定的試驗電壓的允許偏差。

      5.3  溫度變化試驗

      進行型式試驗之前,作為環境條件調節程序全部樣品應按照GB/T 2423.22的試驗方法和下述參數進行兩個循環的試驗:

      --低溫TA應為使用條件中規定的較低周圍空氣溫度;

      --高溫TB應超過使用條件中規定的較高周圍空氣溫度15K;

      --溫度的變化速率0.5℃/min;

      --處在該溫度下的時間t1為3h。

      5.4  外觀結構

      目視高壓帶電顯示閉鎖裝置外觀和結構,滿足4.1的要求,符合訂貨方的技術要求。

      5.5  防護等級試驗

      GB/T 11022中6.7.1和GB 4208中11、12、13章的規定進行。

      5.6  抗機械撞擊試驗

      實驗采用自由跌落的方式測試。跌落的表面為光滑、堅硬的混凝土或鋼板。

      將高壓帶電顯示閉鎖裝置的可接近部件面向跌落表面,實驗品跌落高度為250mm。然后釋放實驗樣品,使樣品從懸掛的位置自由跌落。每個可接近部件面跌落2次。

      試驗后樣品不得破裂,以及不影響正常功能和4.1.4的規定(表面損傷可以忽略)。

      5.7  清晰可見度

      5.7.1 試驗電壓

      按照5.13的要求,將高壓帶電顯示閉鎖裝置連接到線對地電壓為0.4Unmin的電源上(或安裝到產品技術條件規定的位置)。


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