T/CES 209-2023 12kV磁控柱上开关技术规范

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1. ​​前言与背景​​

该标准由中国电工技术学会提出，并归口于其标准工作委员会配电开关设备智能化工作组。起草单位包括中国电力科学研究院有限公司、江苏宏达电气有限公司等20多家机构，主要起草人有邱进、陈尚等。标准首次发布于2023年，依据GB/T 1.1-2020《标准化工作导则》起草，旨在规范12kV磁控柱上开关的技术要求。该标准适用于额定电压12kV、频率50Hz的交流配电架空线路，其他电压等级可参考使用。

2. ​​范围​​

本标准规定了12kV磁控柱上开关的全生命周期要求，包括：

• 技术要求（如功能、性能参数）。
• 设计与结构（如机械、电气设计）。
• 试验项目和规则（如型式试验、出厂试验）。
• 包装、运输、安装、运行、维修和储存指南。
  适用对象为10kV交流配电架空线路的磁控柱上开关，强调了其在智能配电网中的核心作用。

3. ​​规范性引用文件​​

文档引用了多项国家标准和行业标准作为技术基础，包括：

• ​​关键标准​​：GB/T 1984-2014（高压交流断路器）、GB/T 11022-2011（高压开关设备共用要求）、DL/T 403-2017（高压交流真空断路器）、DL/T 721-2013（配电网自动化终端）。
• ​​补充标准​​：T/CES系列标准（如T/CES 033智能配电柱上开关通用技术条件），这些引用于设计、试验和环境条件部分。
  所有引用文件的最新版本适用，确保标准的一致性和兼容性。

4. ​​术语和定义​​

文档定义了关键术语，基于GB/T 2900.20-2016等标准，补充了磁控柱上开关专有概念：

• ​​磁控机构（Magnetic-controlled Actuator）​​：由半硬磁材料（如动铁心、静铁心）、线圈和弹簧组成的操作机构，用于直动开关分合闸。
• ​​磁控柱上开关（Magnetic-controlled Pole-mounted Switchgear）​​：以磁控机构为核心的操作型柱上开关设备。
• ​​开关固有分闸时间（Switch Inherent Opening Time）​​：从磁控机构线圈带电到所有极弧触头分离的时间间隔（宜≤6ms）。
• ​​应急合闸驱动模块（Power Drive Module of Switch Emergency Closing）​​：独立于主回路的模块，用于在供电失电或控制器故障时手动操作合闸。

5. ​​技术要求​​

技术要求分为使用条件、基本功能、开关本体、驱动模块和控制器五个部分，参考T/CES 033、T/CES 064等标准。

4.1 使用条件

• 环境条件参照T/CES 033和T/CES 064，涵盖温度（-40°C至70°C）、湿度、海拔（≤2000m）等，确保开关在无气候防护场所的稳定性。

4.2 基本功能

• ​​核心功能​​：
  • 后备电源切除后，能使用电容取电作为主电源进行正常分合闸操作。
  • 在供电线路失电和控制器故障时，必须支持应急手动合闸功能（实现方式见附录A）。
• ​​补充要求​​：集成T/CES 033的智能功能（如远程监控），并强调故障隔离和自诊断能力。

4.3 开关本体

• 每相采用独立磁控机构直动操作，避免相间干扰。
• 支持手动分闸，操作力符合DL/T 403-2017要求（安全可靠）。
• 关键参数：固有分闸时间宜≤6ms（确保快速响应），手动分闸或应急合闸时机械特性需满足真空灭弧室参数（如行程、速度）。

4.4 驱动模块

• 功能：支持异常监测和故障自检（如电容器状态报警）。
• 电气要求：输入电压为AC220V、DC48V或DC24V，允许±20%波动；储能电容器需有防护措施，最低电压保证一组重合闸操作。
• 寿命：分合闸电容（如电解电容）寿命宜≥5000h@105°C（高耐久性）。

4.5 控制器

• 功能：具备未储能闭锁分合闸、防跳、闭锁和故障指示；提供驱动模块工作电源；支持电池电量检测和应急休眠（节能）。
• 兼容性：需符合DL/T 721-2013的通信和接口标准（如遥测、遥信功能）。

6. ​​设计与结构​​

设计部分强调安全、可靠性和智能化，参考T/CES 033的通用要求。

5.1 一般要求

• 电源设计：成套供电需满足驱动模块、控制器及磁控机构的功耗需求（优化能效）。
• 应用场景：可作为交流自动重合器或选相开关使用；与隔离刀配套时，联锁装置不影响机械特性。
• 电磁兼容：主导电回路设计需考虑短时耐受电流产生的磁场对磁控机构的影响（防干扰）。

5.2 开关本体要求

• 防护：航空插座配绝缘密封罩和保护接口，本体防护等级IP65（防尘防水）。
• 机械：手动分闸操作力符合DL/T 403-2017（人性化设计）。

5.3 磁控机构要求

• 结构：采用密封壳体（防潮、防尘、防锈），有防尘措施防止碎屑进入动/静铁心间。
• 辅助功能：具备常开与常闭辅助触点（信号反馈）。

5.4 驱动模块要求

• 设计：分合闸操作宜独立储能电容器；电容器内置模块化（紧凑结构）。

5.5 控制器要求

• 低功耗：控制器采用低功耗设计，可与驱动模块整体集成（简化系统），整体需满足DL/T 721-2013标准。

7. ​​试验项目和规则​​

试验分为型式试验、出厂试验和交接试验，确保产品性能。

6.1 型式试验

• ​​电磁兼容试验​​：依据GB/T 17626.1，测试辅助和控制回路的抗扰度（静电放电、工频磁场、脉冲磁场），要求满足T/CES 033的5.9（无功能异常）。
• ​​机械振动耐受试验​​：基于GB/T 20159.4-2010和GB/T 13540-2009，模拟车辆振动应力，要求无零件松动或机械损坏，合闸状态下遥信/遥测正常。
• ​​应急合闸和手动分闸机械特性试验​​：适用GB/T 1984-2014的6.101.2，验证机械参数（如分闸时间）符合产品技术条件。

6.2 出厂试验

• 引用DL/T 593-2016和T/CES 033/034，补充磁控开关手动分闸和应急合闸机械特性试验（全检关键参数）。

6.3 交接试验

• 依据GB 50150第11章，储存超过半年时需为控制器和后备电源充电4h，验证分合功能后方可检测（预防性维护）。

8. ​​包装、运输、安装、运行、维修和储存​​

生命周期管理要求确保产品从出厂到退役的可靠性。

7.1 包装和运输

• 包装规范：保证零部件在运输中不受损、受潮（绝缘件特别保护）；外露接触面有防腐蚀措施。
• 标识：包装箱标明注意事项（如上部位置、防雨、起吊点）；开关运输时处于分闸状态并固定。
• 随附文件：包括产品合格证明书（含试验数据）、装箱单、安装使用说明书（注明维护周期）。

7.2 安装

• 依据DL/T 593-2016的10.3，强调安装环境（如支架固定、电气连接）符合标准。

7.3 运行

• 依据DL/T 593-2016的10.4，运行中监控开关状态（如通过控制器远程管理）。

7.4 维修

• 依据DL/T 593-2016的10.5，定期维护（如检查磁控机构密封性），备件可更换。

7.5 储存

• 后备电源每半年充电一次（防过放电）；电容器每年充电一次（保持有效性）。储存环境需干燥、通风。

9. ​​附录A：应急手动合闸功能实现方式（资料性附录）​​

附录A提供两种应急手动合闸方案，用于供电失电或控制器故障场景。

A.1 人工接入应急合闸电源装置方案

• ​​实现方式​​：复用开关本体与控制器的连接电缆，人工接入外部应急合闸驱动模块。驱动电源可选用应急电池或手摇发电机，模块独立于主回路。
• 该方案示意图如下，展示连接逻辑：
  

A.2 专门设置应急合闸手动操作柄

• ​​实现方式​​：设计专用手动操作柄和应急合闸驱动模块（含应急电源和驱动电路）。模块化设计，支持热插拔和自检告警；应急电源需长寿命（≥8年）、宽温幅（-40°C至70°C），满电时在25°C支持≥20次合闸，-40°C支持≥10次合闸。
• 应急电源参数参考表A.1：

  参数名称	技术要求
  标称电压	DC 24 V
  工作温度范围	-40~70 ℃
  使用寿命	≥8 年
  年自放电率	≤5 %

• 该方案示意图如下，突出操作柄和模块集成：
  

此总结全面覆盖了T/CES 209-2023标准的核心内容，从技术规范到实施细节，确保详细性和结构性。文档强调磁控柱上开关的高可靠性、智能化和应急能力，适用于现代配电网升级。

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