新形势下智能化高压开关设备发展
2024年高压安全标准总结
2024年高压安全标准总结引言：随着科技的进步和社会的发展，高压设备在工业、能源、交通等领域得到广泛应用。
然而，高压设备的使用也伴随着一系列的安全隐患和风险。
为了保障人身安全和财产安全，各国都制定了相应的高压安全标准。
本文将对2024年的高压安全标准进行总结，为相关从业人员提供参考。
一、国际高压安全标准：1. IEC 60038：电压标准该标准规定了各类电压的分类和命名方法，包括低压、中压和高压。
通过统一的电压分类和命名方法，可以减少由于电压误判而导致的错误操作和事故。
2. IEC 60270：高压绝缘测试该标准规定了高压设备绝缘测试的方法和要求，用于检测绝缘性能是否符合要求。
通过定期的绝缘测试，可以及时发现绝缘性能下降的设备，并采取相应的维修或更换措施，以保证设备的安全运行。
3. IEC 62271：高压开关设备和控制设备该标准规定了高压开关设备和控制设备的设计、制造、试验和操作要求。
包括高压断路器、隔离开关、负荷开关等设备的安全性能和操作规程。
通过严格的制造和操作标准，可以保证高压设备的可靠性和安全性。
二、国内高压安全标准：1. GB 1984：交流高压断路器该标准规定了交流高压断路器的技术要求和试验方法。
包括断路器的额定电压、额定电流、额定短路开断电流和额定短时稳定电流等参数的确定和测试。
通过对断路器的严格测试和监控，可以确保其在高压系统中的可靠运行。
2. GB 11022：高压开关设备和控制设备通用技术要求该标准规定了高压开关设备和控制设备的设计、制造、试验和运行要求。
包括设备的外观、电气和机械性能、绝缘性能、环境适应性等方面的要求。
通过对设备的综合评价，可以提高设备的可靠性和安全性。
3. GB/T 11022：高压电气设备污秽度分类和防护要求该标准规定了高压电气设备的污秽度分类和相应的防护要求。
通过对设备污秽度的评估和防护措施的实施，可以减少因为污秽导致的设备故障和火灾风险。
三、高压安全标准的趋势：1.电气设备自动化和智能化随着科技的发展，高压设备将越来越倾向于自动化和智能化。
高压柜的发展状况
高压开关柜的发展状况1.高压开关柜的技术发展史2.高压开关柜国内外技术发展现状3.高压开关柜执行标准和基本要求目录前言1高压开关柜的发展史10(12)kV固定式高压开关柜10(12)kV手车式高压开关柜10(12)kV双母线高压开关柜35kV高压开关柜2高压开关柜国内外技术发展现状新一代12kV手车式高压开关柜新一代35kV的手车式高压开关柜环网柜(RMU)35kV气体绝缘金属封闭开关设备3高压开关柜执行标准和基本要求当前我国对高压开关柜的设计、制造、验收、执行的主要标准产品结构的基本要求4补充部分接第35页 2.4.3接36页新一代额定电压12kV固定式开关柜我国高压开关柜的发展状况前言忆往昔看今朝才能看到我们社会的发展和技术的进步，才能看到我们国家电器工业在过去的五十多年来，经过两代甚至三代人的艰苦奋斗取得的伟大成绩。
展望未来才能看到我们将来的发展远景。
开关柜这种配电不可缺少的设备，在我国1953年以前是一片空白。
当时我国既没有自己的国家标准，也无自己的产品品牌，更无自己的试验基地。
自1949年建国到1952年我国经历了三年的国民经济恢复时期之后，自1953年开始实施第一个五年建设计划，在第一个五年计划期间原苏联援建我国156项重点工程。
在我们电工行业国家统一引进了原苏联电工产品制造技术，这些产品包括高低压开关柜及其配套的高低压电器元件；当时分散到沈高、沈低、锦开、北开、上海华通等厂分别进行开发和生产。
发展到今天已经过去50多年，经过开发一代——淘汰一代——再开发——再淘汰的进程，产品一代比一代强，特别是改革开放以来取得突飞猛进发展，到今天在产品性能和功能上已接近或达到国际先进水平。
为了大家能够了解开关柜发展历史，下面把高压开关柜过去的发展过程作个简单介绍，并注重现在的需求把新产品作重点介绍，因所述内容是跨越五十多年时间的开关柜的发展历史，难免有不当之处，请同行给予指正与谅解。
1953年之前一些变电站，因当时我国没有高压开关柜，只好将元件固定在墙上，前面做个网门，每回路之间砌水泥砖结构墙来间隔见图1。
高压成套开关设备的发展研究
高压成套开关设备的发展研究摘要中山明阳电器公司根据对高压成套设备运行情况的多年分析得出结论：要想从根本上解决安全问题、大电流问题必须使用固定柜才有可能。
在此思路基础上与上海森隆源电器公司联合开发出了KGN8-12型铠装固定式金属封闭开关设备。
该产品型式试验和其它现场运行的情况良好，完全具备批量生产的条件。
关键词开关柜固定柜手车柜1 引言随着真空开关免(少)维护的优点被广泛接受，过去针对少油断路器而设计的手车柜（中置柜）理应逐步退出这一领域，而用固定柜取而代之。
令人遗憾的是：这一历史性的转变时至今日还没有到来。
同时，由于手车柜安全性低（特别是大电流柜），暴露的问题已日益明显。
《高压开关》2005年第3期“2004年国家电网公司高压开关运行分析”充分说明开关柜存在的两大问题：①绝缘事故(占所有事故的14.3%,开关柜及断路器占其中73.2%)。
主要是柜内放电、CT 闪络和相间闪络。
断路器与开关柜不匹配，绝缘尺寸不够，柜内隔板吸潮，爬距不足，老旧开关改造不彻底，未进行加强绝缘措施等原因造成。
②载流故障（占所有事故的2.3%,开关柜占其中77.8%）。
主要集中在12~40.5kV中压开关设备上，触头过热，引线过热，常扩大为绝缘事故。
主要是由于插头接触不良、插头偏心等原因导致过热，以致起弧烧坏设备。
出现上述情况的原因固然是多方面的，但是最根本的原因还是国内、外没有开发出比较理想的固定柜，也就没有创造出替代手车柜的先决条件。
2 对固定柜的要求运行事故统计表明高压开关柜烧毁事故已呈上升的趋势,这又不得不引起我们的极大关注！这些问题国内、外有识之士并不是没有重视，这在GB3906-2005《3.6kV~40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》中就已充分体现。
首先在附录F中F.1条“与GB3906-1991相比，分类的变化”中明确指出：前版标准主要围绕可抽出式的空气绝缘外壳而编写的。
现在的趋势朝着固定式和GIS方向发展，需要本标准代表这些设备。
高压设备智能化的现状和研究方向
问采 用光 缆连 接 ， 过 ＧＯ Ｅ报 文 上传 一 次 设 备 通 ＯＳ 的本 体状 态信 息 ， 同时接 收来 自保护 、 测控 的分合 闸 ＧＯＯ Ｅ下行控 制 命 令 ， 现 对 一 次设 备 的 实 时 控 ｓ 实
制 功能 。
到 避雷器 智能 化 的工作 主要 放在 有用 的雷 电流信 号 提 取上 ， 将避 雷器 与在 线 监 测 系统 结 Байду номын сангаас起 来 是 一 种
１ 智 能 化 的技 术 要 求
根据 智 能 电网 的发展 目标及 智 能设 备在 电 网 中
他 相关 系统 可 自动 辨识 的方 式 进 行 表述 ， 广 播 至 并
站 控层 网络 。
（ ） 能一体 化 。过去 ， ４功 高压 设备 制造商 很少关 注 二次设 备 ， 能 高压 设 备 将 打 破这 一 传 统 。在智 智 能高压设 备 的设 计 理念 中 ， 根 据 具 体 的智 能 化 目 应 标 ， 高压设 备 中集 成必要 的传 感器 和执行 器 ， 在 因此 传 感器 和执 行器 的植 入应 在高压 设备 的设计 阶段 就 予 以考 虑 。功能 一体 化 的另一个 方 面是一 次 电气 参 量 测量 装置 与变 压 器 等 高压 设 备 的集 成 制 造 技术 。
入 使用 。
３ 高压 设 备 智 能 化 尚存 在 的 问题
现 阶段 ， 压设 备 智 能化 技术 已经 取得 了长 足 高 进步 ， 也有 不少 成 功 的应 用 范例 。但就 目前 的 技术 和形 势而 言 ， 存 在 一 些 问题 ， 要 表 现 在 以 下 方 仍 主
面 ：
［ 稿 日期 ］ ２ １ －０２ 收 ０ １１ —５
线 监测 主要 包括 以下 几个方 面 ： 绕组 热点温 度 （ 纤 光
高压开关行业的最新发展
从2006 年高压开关行业年鉴看， 高压
称 “ 西开电气” 是经国家经贸委批准 ， ) 于
长， 2006年达到252 kVGIS 300 间隔、 kV 126 GIS 500 多间隔。在 126 kV GIS 方面，该
开关行业呈现出快速发展的态势。 2006 年
我国高压开关行业实现工业产值 808 .7 亿 元，比2005 年增长 22.22 。行业资产总
ZF6- 72.5门26T, Y型 GIS ; 北京北开电气
间隔， 较上年增加875 间隔， 增长185%.
GIS 的不同需求。该公司还研制出ZHW1一
GIS , 1976- 1978 年又成功开发出我国首
252/Y3150- 50 型复合式组合电 器， 并于
2006 年 5 月通过了国家级技术鉴定。平高
最新研制出LW 口一 550/Y4000- 50 型单断
继续保持产销两旺的态势。 2006 年高压开
关行业实现利润总额56.1亿元， 较2005 年
.. J 一
口吧. . 尸
.....
局注 汁
. 西安高压 电器研究所 李建基
摘 要 高 压开关设备在电网中 起控制和保护作用。电网的大发展，为高压开关行业提供了 极好的 发展空间。文中论述了 我国高压开关行业2006 年的最新发展，包 括取得的业绩、龙头企业、 热点产品、合资并购等， 并介绍了电力发展对高压开关的需要以及高压断路器在电网的运行经
2001 年3 月改制成立的， 其前身为西安高
压开关厂。 该公司为我国高压及超高压设备 制造和开发的三大基地之一。西开 电气 1969 一 19 72 年成功开发出首套 126 kV
公司先后开发出ZF5- 126 型、ZF12- 126
我国高压开关行业最新发展述评
２ ２ Ｖ Ｓ 路器 ２ ７ ５ ｋ Ｆ 断 ３ ５台 ，增
长２９ ０ ％；１ ６ ｋ Ｆ 断 路器 ７ ４ ４台 ， ２ Ｖ Ｓ ４
在 电力 系 统 中 ， 随着 高压 开 关的 关 合 ，强大 的 电力 源 源不 断 流 向千 千 万 万 个 用 户 ，而 当线 路 出 现故 障 （ 短 路 ） 如 时 ，高 压 开 关 则 当 即立 断 ，能在 数 十 毫 秒 内切 除故 障 ，保 证 线 路 和 重大 设 备 的
国家 骨 干 输 电 网架 ” 的 目标 。据 研 究 资
料 显 示 ，特高 压 电网 具有 跨 区域 、大 容
பைடு நூலகம்
式 Ｓ 断路 器 制造 技 术 ，现有 十几 家厂 Ｆ
量 、远 距 离 、低 损 耗 输 电等 优 点 。 以 百
万 伏级 交流为 例 ，１回 １０ ０ ｋ 输 电线 ０ Ｖ
增 长 ８ ．％｝７ ． ｋ Ｆ 断路器 １２ １ ５６ ２５ Ｖ Ｓ ５ 台 ，增 长 ６ ％。 ０
２０ ０ ４年 ，生 产 ５ ０ Ｖ Ｉ ８ ５ ｋ Ｇ Ｓ 间
口基本 为外 国产 品所填 补 。５ ０ ｋ Ｉ ５ Ｖ Ｇ Ｓ 间隔 的产 量 更少 ，２ ０ 年 我 国高压 开 关 ０３ 行 业 仅 生产 了 ４问 间隔 ， 由于 国 内能 力
下方 面 ：①我 国 已掌握 了 １ ６ Ｖ 自能 ２ ｋ
特 高 压 开 关 设 备 需 要 加 大 自主 研 发力度
２ ０ 年 初 ，国家 电网公 司在 ２ ０ 年 ０５ ０５
工作 会 议上 提 出建 设 “ 百万 伏 级 交 流 以
高压开关行业市场与技术发展分析
路 器／ 台
４ ．Ｒ ０ ５ Ｖ断 真空
ｓ‘ Ｆ
１ Ｖ断 ２ Ｒ
路器 ／ 台
真空
ｓ
９ ４ ３ ６５ ９ ６ ４ ２ ９ ４ ３ ６５
２ ２６ １ ５
１ ３ １ ３ ５９ １５ ０２ ｌ３５ ｌ８ ５
产品市场 占有率 不断提 高。
３３ ６～
５０Ｒ ５ Ｖ
断路器 ／台
ＧＩ／间隔 Ｓ
２ Ｏ
０
３ ６
２
７ ３
４
７ ７
８
ｌ４ １
８ ２
１７ ２
１９ ０
２２Ｒ ５ Ｖ
断路器 ／台
Ｇ ｓ 隔 Ｉ／间
５ｏ ０
６ ８ ２ ５ ４０ ７ ６ ８ ６ ９ ７ ９ ３ ８ ７ ２
０ ５ 元，２ ０ ０ ６年为 １ ５ ９ 亿元 ，分别同 比增长 仍将以 １ ％～１ ％的较快速率增长 。
２％ 和 ２ ％。 ０ １
１ ～３ Ｖ中压开关设备是行业量 ０ ５ｋ 大面广产品，广泛应用于经济建设 中输
变 电系统、冶金 、石化、铁 道、矿 山等
各用电领域。
利润总额 ： ０ ５ ２ ０ 年为４ 亿元 ， ０ ６ ８ ２０
表 １ ２ １ ２ ６ 电气行 业主要 经 营指标 ０ — ０ 年 ０ ０
发展而发展 ，国内高压开关设备技术发 展经历 了２ 世纪 ５ ～６ 年 代以仿制 （ ０ ０ ０ 仿 原苏联产 品）为主 ，到 ２ ０世纪 ７ ０年代
以 来 的 自行 开 发 研 制 与技 术 引进 相 结 合
维普资讯
高压开关行业市场 与技术发展分析
国内外高压电气设备技术发展述评
2 250 ,
2 50 0
电 峰 ( kV) 压‘ 值)
额定操作冲击耐受 电 压(峰值) ( kV )
断 一50+606 口 级
1 675 ,
断 口2 2 50 + 606
5 50
_ 2250, _
2 10 0
断 口1675+606
断数 口
操动机构
一
_
12
_
4 几_
液压
气动
液压(32 MPa)
2 x 7 00
取得了重大突破 ，促进了产品的更新 换代，中、高压产品性能有了显著提
高，超、特高压产品技术发展尤为突
出。目 超高压SF6断路器最高电 前， 压
达到800 kV双断口、 额定电流4 000 A,
算机控制技术的发展， 进一步凸显了直 流输电的优点， 使其得到了日 益广泛的 应用，主要用于远距离输电、跨海输 电、电网间的联网等。目 前， 世界上采
日本后来居上 ，发展也很快 ，重点研
1.1 高 关 压开
20世纪70年代以来 ，国外高压
制的交流特高压断路器设备主要参数
见表1。
开关设备技术水平有了快速提升，产
品灭弧技术和整体结构设计以及新材 料、新技术、新工艺的开发、应用都
1.2 换流变压器与平波电抗器
国际上 士 500 kV换流变压器和平 波电抗器的设计制造技术和运行经验
究，并于1985年率先建成1 150 kV输 电线路 ; 意大利、日本也相继建设特
高压试验场和试验线路，但因 市场因素
用直流输电的总容量约60 000 MW,
已投入和在建的直流输电线路超过70
等原因，已 建成的线路后降 压至500 kV
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新形势下智能化高压开关设备的发展
摘要：高压开关设备智能化是智能电网的重要组成部分。文章
介绍了高压智能化开关设备的主要技术与发展方向。
关键词：智能化 高压开关设备
0 引言
信息技术和微电子技术的不断发展，智能家电、智能机器人、
智能建筑不断涌现，建设智能电网已被提到国家电力发展规划，智
能变电站是统一坚强智能电网的重要基础和支撑。高压开关设备智
能化是智能电网的重要组成部分。
1 智能变电站及特征
智能变电站包含：一次设备智能化，开关、变压器的状态检测；
站控高级功能应用，设备状态可视化、故障信息综合分析决策、与
外部系统交互信息。
智能变电站的体系分层：过程层、间隔层和站控层。保护、测
控等二次设备属间隔层。站控层包括自动化站级监控系统、站域控
制、通信系统、对时系统等，实现面向全站的监视、控制、告警及
信息交互功能。
智能变电站的特征：一次设备智能化、信息交换标准化、系统
高度集成化、运行控制自动化、保护控制协同化、分析决策在线化。
高可靠性的设备是变电站坚强的基础，综合分析、自动协同控制是
变电站智能化的关键，设备信息数字化、功能集成化、结构紧凑化
是发展方向。
2 智能化高压开关设备结构
智能设备是智能电网的重要组成部分，也是区别传统电网的主
要标志之一。智能设备smart equipment，由高压设备本体和智能
组件组成，具有测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体
化和信息互动化特征的高压设备，是高压设备智能化的简称。
组成架构：高压设备；传感器或/和执行器；智能组件，通过传
感器或/和执行器与高压设备形成有机整体，实现与宿主设备相关
的测量、控制、计量、监测、保护等全部或部分功能。
智能设备是含传感器的一次设备与智能组件的结合体。
一次设备指变压器开关互感器等。设备应具备高可靠性，外绝
缘宜采用复合材料，并与运行环境相适应，智能化所需各种传感器、
执行器与一次设备本体可采用集成化设计。
智能组件是面向单一一次设备的综合测控集，强调功能实现的
一体化。智能组件(intelligent component)由若干智能电子装置
(ied)集合组成，在满足相关标准要求时，还可承担计量、保护等
功能。
根据目前智能设备技术现状及发展趋势，高压设备与智能组件
结合方式可采用以下三种方案：
目前设备组成 过渡阶段 未来智能设备
高压设备 高压设备（检测单元可内置）
智能组件（分散布置） 智能组件（一体化） 保护单元
测量单元
控制
计量
检测
保护单元
测量单元
控制
计量
检测 保护单元
测量单元
控制
计量
一般性通信要求：智能组件包括过程层网络通信和站控层网络
通信，遵循iec61850通信协议；组件内可有不同的交换机配置方
案，应采用优先设置、流量控制、vlan划分等技术优化过程层网络
通信。
3 智能化功能实现
智能化开关设备应针对智能化变电站而设计，具有全电动操作，
对开关成套设备进行全面的在线监测、智能分析和判断的功能。利
用先进的数字化通讯系统使变电站实现完全无人值守成为可能。
1）全电动操作：能对断路器、负荷开关和接地开关等进行远程
分合控制。对手车底盘加装电动推进机构，进行电动进出操作。手
动操作与电动操作互不影响，并可随时转换。
2）信号测量与状态监测：电子技术的发展使传感器技术日趋成
熟，在开关设备的适当部位安装相应的传感器可进行各种信号的监
测。断路器机械特性在线监测，gis局放的监测，气体成分监测，
触头烧蚀状态
在导电连接的薄弱环节，安装温度在线监测器可实时监测该部
位的温升。防止过热引起的烧损。
断路器机械特性的测量：测量断路器的机械特性较理想的方法
就是在机构主转轴上安装旋转式位移传感器。再通过主轴转动角度
与动触头的运动过程的对应关系计算出触头分合闸的时间—行程
曲线，并由此计算各机械参数。
还可以监测断路器机构的储能电机电流，脱扣线圈电流，电机
启动次数入间隔时间，位置信号等。
断路器电寿命的在线监测：每一型号规格的断路器都有各自的
电寿命。电子式ct采用罗氏线圈，无磁饱和缺陷，可以在工作电
流至短路电流范围内线性精确地测量电流，并且瞬态响应快，为开
关柜的事故分析及电寿命检测提供准确的数据。通过时间—行程曲
线监测分闸时间，对i2t的进行累加，从而判断触头烧损情况，实
现电寿命的监测。
弧光检测及快速灭弧：据统计，电力系统在运的约33万面中压
开关柜中，存在故障电弧防护不足的占相当在的比例，开关柜折安
全隐患亟待重视。iac级高压开关柜内部故障电弧允许持续时间应
不小于0.5s试验电流为额定短时耐受电流。确保运行人员的人身
安全和开关设备的安全，为迅速排除故障恢复供电创造条件。
3）智能控制：智能组件应支持所属断路器开关设备的网络化控
制。控制应满足所属各开关设备的逻辑闭锁和保护闭锁要求。合闸
选相控制是指断路器智能选择合适的相位进行合闸操作。在需要减
少合闸暂态电压和涌流等场合，宜选择合闸选相控制器。
4）功能集成：将所有测量模块，在线监测数据采集模块，控制
模块集成于智能组件中；考虑到系统层网络的数据量问题，所有在
线监测数据的处理及判断集成于智能组件中；所有在线监测的数据
通过独立的网线上传至后台。
5）综合故障评估与分析：对自诊断结果进行综合分析及判断，
并以故障模式，故障的影响和故障的发生几率进行表述。
如机构发生故障时：曲线超出会正常曲线包络线，分合闸时间
超标，分合闸速度不达标，可能是负载增加或油缓冲失效等。
4 未来展望
目前我国电力设备基本满足电网建设和发展的常规需求，智能
电网的前期技术试点工作已取得各项技术领域的一大批可喜成果，
具有了向智能化发展的基础。
根据规划，“十二五”期间进入智能电网的全面建设阶段，将加
快城市配电网的建设，初步形成智能电网运行控制和互动体系，关
键技术和装备实现重大突破和广泛应用。国内智能电网建设前景看
好，智能设备将得到广泛应用。