电能计量柜基本试验方法

中华人民共和国电力行业标准

DL/T549—94

电能计量柜基本试验方法

中华人民共和国电力工业部1994-06-15批准1994-11-01实施

1总则

1.1适用范围

本标准适用于交流频率为50Hz、额定电压为0.38～35kV、额定电流为20～1000A的户内金属封闭整体式电能计量柜。对分体式电能计量柜和其他类型的电能计量用金属封闭设备可参照执行。

1.2主要目的

制订本标准的主要目的在于规定电能计量柜基本试验方法和检验标准，应包括下列内容：

a.一般检查试验。

b.主回路电阻测量。

c.温升试验。

d.机械试验。

e.保护电路有效性试验。

f.电气距离的测量。

g.绝缘电阻测量和绝缘耐受试验。

h.短时耐受电流和峰值耐受电流试验。

i.计量单元准确度试验。

j.操作震动试验。

k.局部放电试验。

1.3与其他标准的关系

1.3.1本标准是DL447《电能计量柜》规定试验项目的基本试验方法和检验标准。电能计量柜的试验除应符合本标准所规定的试验方法和检验标准外，还应符合DL447中的其他规定。

1.3.2引用标准

GB39063～35kV交流金属封闭开关设备

GB7251低压成套开关设备

GB9466低压成套开关设备基本试验方法

GB311.1高压输变电设备的绝缘配合

GB311.2～311.4高电压试验技术

GB763交流高压电器在长期工作时的发热

GB3309高压开关设备常温下的机械试验

GB2706交流高压电器动热稳定试验方法

GB1207电压互感器

GB1208电流互感器

GB11022高压开关设备通用技术条件

DL447电能计量柜

JB616电力系统二次电路用屏(台)通用技术条件

SD109电能计量装置检验规程

2名词术语

2.1基本试验方法

在规定的工作条件下进行具有通用性的试验方法，不包括装置的某些专门和特定试验。

2.2环境温度

在规定条件下测定的围绕整个电能计量柜壳外的平均温度。

2.3主回路

电能计量柜中，用来传送电能的回路内的所有导电部分。

注：电压互感器的连线不属于主回路。

2.4计量回路

在电能计量柜中，用以完成电能计量功能的回路内的导电部分。

2.5辅助回路

在电能计量柜中，所有监控、信号、防误、调试检查回路内的导电部分。

2.6破坏性放电

在电场作用下绝缘损坏而引起的放电。此时，放电跨接绝缘介质，使电极之间的电压降到零或接近于零。

注：破坏性放电使固体介质永远丧失绝缘强度(非自恢复绝缘)，而在气体介质中绝缘强度的丧失仅是暂时的(自恢复绝缘)。

2.7短时耐受电流

在规定的试验条件下，主电路在规定的时间内能够耐受的电流有效值。

2.8峰值耐受电流

在规定的试验条件下，主电路能够耐受的峰值电流值。

2.9互感器合成误差

互感器的合成误差是与电能表以不同的接线方式连接的电流互感器和电压互感器角差、比差的综合。

2.10综合误差

电能计量装置的综合误差是电能表误差、互感器的合成误差和二次回路压降误差的代数和。

3一般检查

主要检查电能计量柜的外观质量、装配质量，通常用目测、平台和直尺进行检查。检查结果应符合下列规定。

3.1柜内所安装的电气设备及元器件应是经鉴定的合格品，应具有产品检验合格证；应符合电能计量柜设计、制造工艺和设备明细表的要求。

3.2距柜体1m处目测，柜体表面的漆膜应均匀平整，不得有明显流痕起缝、透底漆、刷痕、擦伤及明显的机械杂物；焊缝不得有夹渣、焊裂、焊穿现象。

3.3柜体结构应无松动、无变形；标准紧固件及其他零部件应无松动脱落现象。

3.4柜体外形尺寸公差与偏差及平面度：

柜体高、深尺寸公差为±3mm；宽尺寸公差为+0mm、-3mm；前后、左右侧面和底面对角线绝对差值小于4mm。

门及面板每米范围内的凸凹不平度不得大于3mm，相邻两平行边间的尺寸差的绝对值不得大于3mm。

3.5母线：

电气一次母线和支持绝缘件应无裂纹锤痕和破损，母线颜色标志及相序排列布置应符合表1的规定。

主电路母线截面应满足主回路载流量短时耐受电流、峰值耐受电流和温升要求。

3.6计量回路和辅助回路：

计量回路和辅助回路应采用单股或多股铜质绝缘导线。其截面规定为：电压回路不小于2.5mm2；电流回路不小于4.0mm2。其额定电压不低于500V。

计量回路和辅助回路导线应采用不同颜色的绝缘层：A相，黄色；B相，绿色；C相，红色；零线，黑色；接地线，黄绿混合色。

表1电气一次母线颜色标志及相序排列布置

母线安装相互位置相别颜色

垂直排列水平排列引下线A黄上远左

B绿中中中

C红下近右中性线紫最下最近最右

零线————注：从电能计量柜正面看。

电路接线应正确无误，导线两端应有回路编号，连接线的捆扎及敷设应符合规定。

3.7计量柜应有防护措施，供电与用户部分应区分、隔离，柜门锁及铅封装置和防误操作闭锁装置应完备好用。

3.8电能计量柜观察窗密封性应良好，玻璃采用无色透明材料，厚度不小于4mm。观察窗的大小应满足监视及抄表的要求。固定玻璃用的边框，应采用铝合金或有足够强度的工程塑料组成。

4主回路电阻的测量

4.1对6～35kV电能计量柜，按GB763规定在温升试验前后应分别进行隔离开关、触头和整个主回路电阻测量。0.38kV电能计量柜可不做主回路电阻测量。

4.2电阻的测量应采用直流电压降法。测量应在载流导体温度与周围空气温度相同的条件下进行。测量电流推荐选用100A。

4.3温升试验、机械寿命试验前后，测得的电阻的差值不得超过试验初始所测值的20%。5温升试验

5.1试验目的

通过温升试验验证电能计量柜各部分温升是否符合本标准5.7条的规定。

5.2电能计量柜的放置

电能计量柜应按正常使用情况放置，其外壳、隔板、活门都应装好，试验时应将盖板和门关闭。电能计量柜应置于不受阳光照射或其他热辐射影响，且无外来气流的房间内，试验室内空气的流速不应大于0.15m/s，该房间应有一定的空间，至少应按本标准5.6条的规定测定周围空气温度。

5.3试验电流

考虑了额定的分散系数后，应选择一个或几个有代表性的并能获得最高温升的电路。给这些电路通以三相额定工作电流值，其最大偏差为+2%；电流波形应为正弦波，波形失真度不大于5%；电流频率为50Hz，其允差范围为+2%～-5%。

5.4试验的次数

电能计量柜进行寿命试验时，对于有涂、镀触头接触表面裸露的，应在做完机械试验后加做一次温升试验。

5.5回路导体

试验时，电能计量柜两端的连接线不应明显地对其传入或导出热量，连接导体长度应不小于2m。母线导体规格、材质和尺寸应记入试验报告中。

5.6测量条件

5.6.1试验应在周围空气温度不低于+10℃及不高于+40℃的情况下进行。若试验时的周围空气温度低于10℃，则温升读数可用气温每降低1K增加4‰的近似线性关系对试验结果进行修正，但试验不得在0℃以下或+40℃以上周围空气温度下进行。

周围空气温度应在试验周期的最后1/4期间内测量，用不少于三支的温度计或热电偶均匀地布置在电能计量柜周围1m远的地方，其布置高度约等于电能计量柜高度的一半。5.6.2电能计量柜的发热温度，应采用热电偶进行测量。温度测量宜在各零件的温度最高或裕度最小的部位进行。

5.6.3为加速试验，在不影响试验结果和电能计量柜结构强度的情况下，可用大于规定的试验电流将试品进行预热。预热可进行到全部测试点中任何一点首先达到预期温升的80%左右为止。

5.6.4电能计量柜在试验电流保持不变的情况下，如各部分的温升在3h以内的变化不超过2K，则电能计量柜的温升可认为已稳定。

试验进行到温升稳定时为止。

5.7试验结果

温升稳定后所测值不超过表2规定的数值，在电能计量柜内部的温度条件下并在其规定的电压范围内能正常工作，即认为温升试验通过。

6机械试验

6.1机械操作试验

表2温升允许值

电压(kV)

部位

最高允许

温度

(℃)

周围空气温度为+40℃时

的允许温升

(K)

140200

母线固定连接处：水平排列引下线

裸铜—裸铜合金和裸9050

铝或裸铝合金34

铜搪锡10060

铝搪锡9555

操作手柄55(65)15(25)

0.38

可接触外壳7030

母螺栓或其他等效方法140200

连接的导体接合部分：水平排列引下线

裸铜—裸铜合金和裸铝9050

或裸铝合金4

铜搪锡或铝搪锡10565

镀银或镀镍11575

55(65)15(25)

触头：7030

裸铜或裸铜合金7535

镀锡9050

6～35

镀银或镀镍10565注：括号中的数值仅用于手柄为绝缘材料的电能计量柜。

机械操作试验是检查电能计量柜在规定操作条件下的操作性能及合闸、分闸、合分操作的可靠性。

试验时，施加正常的操作力，且不允许对断路器、隔离开关、手车及联锁装置进行调整。

6.1.1断路器、隔离开关及手车：电能计量柜内开关应操作50次，移开式柜内手车应抽出和插入各25次，其操作应良好。

6.1.2连锁：连锁装置处于防止断路器、隔离开关操动和防止手车抽出、插入的闭锁位置，对断路器、隔离开关进行50次试操作，对手车进行25次抽出和25次插入的试操作。如能满足下列条件，则认为连锁是可靠的：

a.断路器、隔离开关不能被操作。

b.手车的抽出与插入被阻止。

c.断路器、隔离开关、手车及柜门连锁装置具有正常的工作程序，并且试验前后的操作力基本相同。

6.2机械寿命试验

6.2.1机械寿命试验是验证6～35kV高压电能计量柜在规定的机械特性及不更换零部件的条件下，能否承受规定的分、合闸空载操作的试验，并考核其机械操作的稳定性。

6.2.2试验次数和分配：

a.对固定式高压电能计量柜主回路中的隔离开关及其防误操作连锁装置，应能经受2000次分、合闸操作。

b.对移开式高压电能计量柜主回路中的隔离触头、触头罩，随手车动作的辅助隔离插头和手车，以及防误操作连锁装置，均应能经受从工作位置到移出位置及从移出位置到工作位置，抽出和推进各500次的机械寿命操作。

c.机械寿命试验前所做的机械操作试验，若试验后未经调整，其次数可计入机械寿命试验次数中。

6.2.3试验中的规定：试验中只允许按技术文件的规定进行润滑，不允许作机械调整或进行其他方式的维护。若不符合标准要求进行调整，则调整后应重新进行试验。

6.2.4试验判据：试验中及试验后，试品应能正常地操作，具有承载其额定电流、短路电流的能力以及耐受其额定绝缘水平的电压值，并应满足下列全部要求。

a.试验中不应发生拒合、拒分以及影响电能计量柜正常运行的异常现象和故障。

b.固定式电能计量柜的回路电阻应满足本标准第4条的要求。移开式电能计量柜机械寿命试验前、后应测量手车与骨架之间的接触电阻，其值应不大于1000μΩ；测量位置为工作位置、断开位置、试验位置；测量点在手车与固定部分的总接地螺栓之间。

c.试验后，不出现零部件过度磨损、脱落、损坏或永久性变形。

7接地保护电路有效性试验

7.1对装有超过安全电压元件的各活动门、板及操作把手，应测量其对主接地点的直流电阻，移开式电能计量柜的固定部分与手车移动部件之间的接地连接也应进行试验，以检查保护电路各部分的有效连接情况。其测量值不得大于1000μΩ，可用直流电压降法或电桥测量。

7.2对于0.38kV电能计量柜，如其中性母线与三相母线并排放置，则应对中性母线与它最近的一个母线之间进行短路强度试验，以验证保护电路耐受短路电流的能力。如其中性母线与三相母线分开放置，可免做此项试验。

试验电流值为电能计量柜的相—相短路强度试验电流值的60%。

7.3试验结果：若保护电路符合本标准第7.1条的要求，短路试验没有使其连续性受到损坏，则认为试验通过。

7.4测量电阻值的部位和短路试验结果均应载入试验报告。

8电气距离测量

8.1通常采用简单的量具检测电能计量柜内不同极性的裸露带电导体相互之间以及它们与外壳之间的电气距离，所测值应不小于表3中的规定。

8.2对移开式电能计量柜的手车，应检查其不同工作位置的电气距离。

8.3测量电气距离时应考虑到外壳及部件和内部屏蔽物可能产生的变化，因此测量应在短路强度试验之后进行。

表3不同极性的裸露带电导体相互之间电气距离的最小值mm

电压等级(kV)

类别

0.3861035

相间及相对地20100125300

各相对门及侧板—130155400各相对网门或网状封板—200225500

8.4电气距离测量的位置，使用的量具均应载入试验报告中。

9绝缘电阻测量和绝缘耐受试验

9.1绝缘电阻的测量

9.1.1测量绝缘电阻的部位：

a.电能计量柜的断路器、隔离开关在闭合位置，对不同相的带电部件之间、主回路与计量和辅助回路之间。

b.电能计量柜断路器、隔离开关在断开位置，对同相的进、出线之间(断口)。

c.各带电部件与金属框架之间(对地)。

d.电压互感器、电流互感器各二次绕组之间。

9.1.2测量结果：在绝缘试验前，对0.38kV电能计量柜应以500V兆欧表进行绝缘电阻的测量，对6～35kV电能计量柜应以2500V兆欧表进行绝缘电阻的测量，加电压维持1min以上，在温度为+20±5℃及相对湿度为50%～90%环境中，绝缘电阻应满足如下规定：

a.整个计量和辅助回路的绝缘电阻应不小于2MΩ。

b.主回路的绝缘电阻应不小于10MΩ。

9.2绝缘耐受试验

绝缘耐受试验是验证电能计量柜各部分绝缘性能是否满足本标准第9.2.3条所规定的额定绝缘等级的要求，应根据各电路的耐受电压分别进行试验。

9.2.1试验电压的施加和试验条件：

a.主回路对地和相间。试验应在所有的开关闭合，且所有的可移开部件均处于工作位置下进行。主回路的每一相应轮流与试验电源的高压接线端连接，而其他主回路导体和辅助回路导体则应与接地导体或支架相连，并与试验电源接地端连接。

b.隔离断口之间。主回路的各隔离断口间，应按本标准第9.2.3条的规定电压进行试验。其隔离断口是主回路中可抽出或可移开的开关所连接的两个部分之间的距离。

c.计量和辅助回路。将计量回路、监控回路和辅助回路连接在一起，试验电压加在它和接地骨架之间。试验时电流互感器的二次侧应短路并与地断开，电压互感器的二次侧应断开。

9.2.2试验操作程序：

a.进行工频电压耐受试验时，过电压保护元件可以解除或移开。对主回路相间、相对地和断口间测量绝缘电阻合格后，方能加压，具体操作应先按本标准第9.2.3条规定的试验电压数值的30%～50%加在试验部位，然后在大约10～30s的时间内逐渐升到规定的试验电压值，并在该值下维持1min；最后进行降压操作，直至电压为零时再切除电源。

b.进行雷电冲击试验时，过电压保护元件应解除，电流互感器二次侧应短路并接地，低变比的电流互感器允许一次侧短接。冲击电压发生器的接地端应与电能计量柜的总接地端相连，高压端分别加在主回路相间、相对地和断口间，在标准大气压下承受 1.2/50μs，正极性冲击电压全波15次。

9.2.3试验电压值：工频和雷电冲击耐受试验电压值为表4中的规定值。

表4工频和雷电冲击耐受试验电压值

额定电压(有效值)最高工作

电压

雷电冲击耐受电压(峰

值)

1min工频耐受电压(有

效值)

二次回路1min

工作耐受电压

U m (有效值) 对地、相间

隔离断

口

对地、相间隔离断口

(有效值)

0.380.40——332

6 6.9575732322

1011.5758542532

3540.5185218951182

9.2.4试验结果：在15次雷电冲击试验中，如在母线支柱绝缘子等自恢复绝缘上放电次数不超过2次，电流互感器、电压互感器(非自恢复绝缘)上不发生破坏性放电；对1min工频耐压，若各次试验皆无击穿及闪络现象，则认为试验通过。

10短时耐受电流和峰值耐受电流试验

10.1试验的基本条件要求

10.1.1试验应在装配完整的电能计量柜上进行，将电能计量柜按正常工作条件放置，用三相方式对主回路由进线端通入本标准第10.2条规定的短时耐受电流和峰值耐受电流。

10.1.2试验时所用电源导线和短路连接线应具有足够的机械强度和截面积，且安装连接后对电能计量柜内任何部件不产生附加应力。

10.1.3试验可在适当电压下进行，试验电源的频率应为50Hz，允许偏差为±10%。

10.1.4短时耐受电流和峰值耐受电流试验联合进行时，其I2t值和峰值耐受电流峰值I p不得低于本标准第10.2条的规定值，且与规定值之差为I2t不得超出10%，I p值不得超出5%。当短时耐受电流和峰值耐受电流试验分开进行时，也应分别满足相应要求，峰值耐受电流试验通流时间不得小于0.3s。

10.1.5电流互感器应按正常使用条件安装，并将电流互感器二次绕组短路并可靠接地。10.1.66～35kV电能计量柜必须进行短时耐受电流和峰值耐受电流试验；0.38kV电能计量柜，短路电流不大于10kA时，可免做此项试验。

10.2短时耐受电流和峰值耐受电流试验中的两个程序

程序A：电流互感器接入主回路，按表5规定的短时耐受电流、峰值耐受电流及其持续时间的规定值进行试验。

程序B：将电流互感器一次侧短接，按同类型开关柜规定的I2t值及峰值耐受电流进行试验。

10.3试验结果

经短时耐受和峰值耐受试验后的电能计量柜在冷却到环境温度(10～40℃)后，如能同时满足下列要求时，则认为试验通过。

a.目测检查母线、支持绝缘件及绝缘套管不发生损坏或有害变形。

b.断路器、隔离开关的动、静触头无烧熔现象并能作分、合操作三次。

c.将电流互感器退磁后测定其误差，与试验前的差异不超过等级误差限值的一半，且仍能满足等级准确度要求。

d.能再承受90%的短时工频耐受电压试验，对浇注式固体绝缘的电流互感器还要加做局部放电试验，并小于其允许值50pC。

表 5 短时耐受电流和峰值耐受电流

额定电压 (kV) 额定电流 (A) 短时耐受电流有

效值 (kA) 短时耐受电流持续

时间 (s) 峰值耐受电流

峰值 (kA) 0.38

800 15 1 31.5 10

20 30、40 50、60 75

100、160、(150)

200

315(300)、400、500 630(600) 、800

1000

5 8 10 1

6 20 20 25 31.5

40 2 2 2 2 2 2 4 4 4 12.5 20 25 40 50 20 62.5 80 100 35

50 100 160(150)

200

315(300) 、400、500 630(600) 、800

1000

8 16 20 20 25 31.5 40

2 2 2 2 4 4 4

20 40 50 50 62.5 80 100

11 计量单元准确度试验

按GB1207、GB1208、SD109和DL447的规定和试验方法分别测出电流、电压互感器的误差(%)、电压互感器二次回路电压降引起的误差(%)和电能表的误差(%)，所测值应分别满足表6、7、8、9中的规定。

注：电流、电压互感器的合成误差是由试验中分别测出电流、电压互感器的比值差、相位差后，计算得到的。考核范围：主回路电流为5%～120%，电压为80%～120%，功率因数为0.3(L)～0.5(L)。

表 6 测量用电压互感器的误差限

比值差 相位差 功率因数 准确度 级别 一次电压为额定电压的百分数

(%) ± % ± % cos φ 0.2 80～120 0.2 10 0.3～0.5 0.5

80～120

0.5

20

0.3～0.5

表 7 测量用电流互感器的误差限

比 值 差(%) 额定电流下的百分数值

相位差

在一列额定电流下的百分数值 准确度 级别

5

20

100

120

±5 ±20 ±100 ±120

0.2 ±0.75 ±0.35 ±0.2 ±0.2 ±30 ±15 ±10 ±10 0.5 ±1.5 ±0.75 ±0.5 ±0.5 ±90 ±45 ±30 ±30 0.2S ±0.35 ±0.2 ±0.2 ±0.2 ±15 ±10 ±10 ±10 0.5S

±0.75

±0.5

±0.5

±0.5 ±45

±30

±30

±30

表 8 电压互感器二次回路压降的要求

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

计量装置类别

分体

整体

分体

整体

分体

整体

二次回路对额定二次电压的百分数限

值 (%)

0.25

0.1

0.5

0.2

0.5

0.2

注：试验方法推荐采用电桥比较仪法。

表 9 电能表的基本误差限

基本误差限

(%) 负载电流 功率因数 cos φ 0.5级

1级 2级 0.05I b 1.0 ±1.0 ±1.5 ±2.5 0.1I b ～I max

1.0 ±0.5 ±1.0 ±

2.0 0.5(感性) ±1.3 ±1.5 ±2.5 0.1I b 0.8(容性) ±1.3 ±1.5 — 0.5(感性) ±0.8 ±1.0 ±2.0 0.2I b ～I max 0.8(容性) ±0.8 ±1.0 — 0.25(感性) ±2.5 ±

3.5 — 用户特殊需要时

0.2I b ～I b

0.8(容性)

±1.5

±2.5

—

将互感器合成误差、电压互感器二次回路压降误差、电能表误差以代数和相加得电能计量装置的综合误差，应满足表10的要求。 综合误差计算： 综合误差表达如下

y(%)　=y y y b h d ++

式中：y b ——电能表的相对误差(%)； y h ——互感器合成误差(%)；

y d ——电压互感器二次回路压降引起的误差(%)。

表10 电能计量装置的综合误差限

电能计量装置类别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 允许综合误差

(%)

±0.7

±1.2

±1.2

12操作震动试验

电能计量柜按正常工作条件固定，计量和辅助回路加上额定电压、额定电流，操作隔离开关分、合16次。在操作过程中，电能计量柜内的计量单元，监控单元及其辅助回路上的各电气元件不发生异常。

13局部放电试验

13.1采用浇注式固体绝缘电流互感器、电压互感器的6～35kV电能计量柜，应在所有绝缘试验结束以后进行局部放电试验。

13.2电流互感器选用频率为50Hz的试验电源。为防止电压互感器激磁电流过大，可提高试验电源的频率，但不得超过400Hz。电压波形为正弦波。

13.3试验电路：电流互感器的局部放电试验电路按图1所示。相对地电压互感器的局部放电试验电路按图2所示，并将铁芯和金属外壳都接到二次绕组的端子(a、x)上。

图1电流互感器局部放电试验线路

L1，L2—一次绕组的端子；K1，K2—二次绕组的端子；C k—耦合电容器；

C—铁芯；F—金属外壳；Z—滤波器(可不用)；Z m—测量阻抗

图2电压互感器局部放电试验线路

A，X—一次绕组的端子；a，x—二次绕组的端子；　C k—耦合电容器；

C—铁芯；F—金属外壳；Z—滤波器(可不用)；Z m—测量阻抗

13.4试验程序：试验应在不大于1/3测量电压下接通电源，升至预加电压1.3U m(U m=1.15U n)

保持10s ；而后不间断地降到测量电压3/1.1m U ，保持1min 以 上，读取局部放电量值，当降到1/3测量电压下切除电源。

13.5 测量结果：在施加电压的过程中，电源电压不得突然下降，并且在施加测量电压期间，测得视在放电量不超过50pC 。

_________________________

附加说明：

本标准由电力工业部提出。

本标准由电力工业部电测量标准化技术委员会归口。 本标准由电力工业部武汉高压研究所负责起草。 本标准主要起草人：谢天真、徐勇、陈俪。

本标准参加起草人：王国璋、白忠敏、於崇干、龚均麟、李翊、许道胜、罗明览、

李勃。