T/CSEE 0400-2023 12 kV一二次融合配电开关单相接地故障处理能力实验室真型试验技术规范

ICS 19.020
CCS K 85
团体标准
T/CSEE 0400—2023
12 kV 一二次融合配电开关单相接地故障处理能力实验室真型试验技术规范
Technical specification for full-scale single-phase-to-ground fault testin laboratory of 12 kV primary and secondary fusion distribution switch
2023-12-29发布 2024-03-29实施
中国电机工程学会 发布

目 次
前言······························································································································ II
1 范围··························································································································1
2 规范性引用文件···········································································································1
3 术语和定义·················································································································1
4 基本规定····················································································································1
4.1 被试12 kV 一二次融合配电开关·················································································1
4.2 试验前核查············································································································2
4.3 试验自然环境·········································································································2
5 真型试验系统··············································································································2
5.1 中性点接地方式及系统接地电阻·················································································2
5.2 真型试验系统额定电压、频率、三相不平衡及谐波·························································2
5.3 真型试验系统额定电压下的电容电流···········································································2
5.4 真型试验系统拓扑···································································································3
5.5 真型试验系统电源···································································································3
5.6 真型试验系统负荷···································································································3
5.7 真型试验系统测控配置·····························································································3
5.8 故障触发···············································································································3
6 试验项目····················································································································3
7 试验方法和要求···········································································································5
7.1 被试开关接入试验系统要求·······················································································5
7.2 试验场景···············································································································5
7.3 送电前核查及送电···································································································7
7.4 真型试验系统额定电压下的电容电流校核·····································································7
7.5 试验方法···············································································································7
7.6 试验记录···············································································································8
7.7 试验评价···············································································································8
附录A（资料性） 12 kV 一二次融合配电开关防误动试验项目与考核指标····································9
附录B（资料性） 12 kV 一二次融合配电开关单相接地故障真型试验项目与考核指标··················· 10
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II
前 言
本文件按照《中国电机工程学会标准化管理办法》《中国电机工程学会标准化管理办法实施细则》
的要求，依据GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国电机工程学会提出。
本文件由中国电机工程学会分布式发电及智能配电专业委员会技术归口并解释。
本文件起草单位：国网河南省电力公司电力科学研究院、中国电力科学研究院有限公司、山东科汇
电力自动化股份有限公司、东方电子股份有限公司、国网河南省电力公司、山东大学、燕山大学、国网
河南省电力公司漯河供电公司、上海交通大学、浙江华电器材检测研究院有限公司、河南九域恩湃电力
技术有限公司、国网陕西省电力有限公司电力科学研究院、广西电网有限责任公司电力科学研究院、国
网辽宁省电力有限公司电力科学研究院、南京南瑞继保电气有限公司、珠海许继电气有限公司、国网江
苏省电力有限公司电力科学研究院、国网山西省电力公司电力科学研究院、河南合众电力技术有限公司、
郑州大学、国网山东省电力公司电力科学研究院、国网湖北省电力有限公司电力科学研究院、云南电网
有限责任公司电力科学研究院、郑州优碧科技有限公司。
本文件主要起草人：张建宾、王鹏、徐铭铭、冯光、董轩、单瑞卿、刘林、王超、张晓慧、车东昀、
张嵩阳、赵书杰、贾璐璐、詹植振、邵苠峰、吴燕、郭剑黎、李辉、郭祥富、彭磊、周少珍、王震宇、
张金帅、徐恒博、陈明、邹会权、尹晶、石访、王宁、程显、马心良、轩梦辉、刘亚东、李志、王伟、
王黎伟、王毅钊、余小勇、李冠华、朱中华、王志鹏、张林利、庄舒仪、杨帆、李丰君、汤新建。
本文件为首次发布。
本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国电机工程学会标准执行办公室（地址：北京市西城区
白广路二条1 号，100761，网址：http://www.csee.org.cn，邮箱：cseebz@csee.org.cn）。
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12 kV 一二次融合配电开关单相接地故障处理能力
实验室真型试验技术规范
1 范围
本文件规定了12 kV 一二次融合配电开关的单相接地故障处理能力实验室真型试验的基本规定、真
型试验系统、试验项目、试验方法和要求。
本文件适用于12 kV 一二次融合配电开关单相接地故障实验室真型试验及评价，其他具有单相接地
故障处置功能的12 kV 智能配电设备可参照执行。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，
仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本
文件。
GB/T 11022—2020 高压交流开关设备和控制设备标准的共用技术要求
GB/T 12325 电能质量 供电电压偏差
GB/T 14549 电能质量 公用电网谐波
GB/T 15543 电能质量 三相电压不平衡
GB/T 15945 电能质量 电力系统频率偏差
GB/T 50065—2011 交流电气装置的接地设计规范
GB 50613—2010 城市配电网规划设计规范
T/CEC 484—2021 10 kV 配电网单相接地故障真型试验技术规范
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
单相接地故障实验室真型试验 full-scale single-phase-to-ground fault test in laboratory
一种在实验室人工发生真实接地故障的试验，在显著影响单相接地故障特征的电压等级、故障
点接地场景、电容电流水平等方面，实验室配电网采用与真实配电网一致的电压等级、中性点接地
方式。
3.2
12 kV 一二次融合配电开关 primary and secondary fusion distribution switch
一种将配电开关、配电自动化终端、电源、互感器进行一体化设计，实现正常状态下的监控、故障
处理等功能的配电开关成套化设备，包括12 kV 一二次融合柱上断路器、12 kV 一二次融合柱上负荷开
关、12 kV 一二次融合环网箱。
4 基本规定
4.1 被试12 kV 一二次融合配电开关
4.1.1 12 kV 一二次融合配电开关（以下简称“开关”）应具备完整的技术说明书、设计图纸、参
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数及保护定值整定清单、出厂试验报告及合格证。若配备独立的电压传感器和电流传感器应具备
合格证。
4.1.2 开关标牌、标识及标记应完整清晰，外壳接地点应采用直径不小于12 mm 的防锈接地螺钉，接地
点应标有接地符号，接地应符合GB/T 50065—2011 中6.2 的规定。
4.1.3 开关绝缘应符合GB/T 11022—2020 中6.3 的规定。
4.2 试验前核查
4.2.1 试验前应明确试验方案。
4.2.2 试验前应核查试验设备在检定或校准有效期内。
4.2.3 试验前被试开关应与真型试验系统完成接线。
4.2.4 试验前被试开关宜与测试主站通信，完成本地和远方的遥信、遥测、遥控联调，方便测试。
4.2.5 试验前试验场地应采取安全隔离措施。
4.3 试验自然环境
4.3.1 大气条件
大气条件宜符合下列规定：
a） 试验环境温度在－40 ℃～70 ℃范围内；
b） 试验相对湿度在5%～100%范围内；
c） 大气压力在70 kPa～106 kPa 范围内。
4.3.2 周围环境条件
被试开关安装地点应无爆炸危险、腐蚀性气体、导电尘埃、剧烈振动源。
4.3.3 特殊环境条件
超出4.3.1 和4.3.2 规定的自然环境条件时，应由用户和设备制造厂商定。
5 真型试验系统
5.1 中性点接地方式及系统接地电阻
5.1.1 真型试验系统中性点应具备不接地、经消弧线圈接地、经低电阻接地等典型中性点接地方式，中
性点宜具备扩展为其他接地方式的能力。
5.1.2 当中性点采用消弧线圈接地方式时，补偿方式应可配置为过补偿或欠补偿方式，并且补偿后接地
故障残余容性和感性电流可调。
5.1.3 真型试验系统的接地网接地电阻应符合GB/T 50065—2011 中4.2.1 的规定。
5.2 真型试验系统额定电压、频率、三相不平衡及谐波
额定电压和频率应符合GB/T 12325 和GB/T 15945 的规定，三相不平衡条件应符合GB/T 15543 的
规定，谐波条件应符合GB/T 14549 的规定。
5.3 真型试验系统额定电压下的电容电流
真型试验系统额定电压下的电容电流模拟能力应可调节，最大电容电流宜大于 100 A。各种中性点
接地方式下的系统额定电压下的电容电流宜符合GB 50613—2010 中5.6.2 的规定。
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5.4 真型试验系统拓扑
5.4.1 真型试验系统应至少具备3 条10 kV 线路，至少具备1 条不少于3 km 的真实线路。
5.4.2 架空网架结构宜包含配电网典型结构，架空线路系统结构可采用三分段三联络、三分段单联络、
三分段单辐射等。
5.4.3 电缆网架结构宜包含配电网典型结构，电缆线路系统结构可采用单环式、双射式、双环式、对射
式等。
5.4.4 试验线路宜采用真实电缆或架空线。当真实电缆或架空线不满足试验需求时，可采用多个序阻抗
等效的RLC 组件级联形式，电容电流应满足多个故障点位置的试验要求。
5.5 真型试验系统电源
真型试验系统电源容量不应小于578 kVA。
5.6 真型试验系统负荷
真型试验系统负荷应包含阻性、感性、容性负荷。
5.7 真型试验系统测控配置
5.7.1 真型试验系统实时监控应符合T/CEC 484—2021 中6.1 的规定。
5.7.2 真型试验系统保护配置应符合T/CEC 484—2021 中6.2 的规定。
5.8 故障触发
5.8.1 试验系统应具备远程触发单相接地故障的能力，故障持续时间应可控，宜具备故障合闸角度控制
功能。
5.8.2 故障触发装置应具备相间短路防护功能。
6 试验项目
6.1 试验可按系统中性点接地方式分为中性点不接地方式、中性点经消弧线圈接地方式、中性点经低电
阻接地方式试验。
6.2 试验可按试验项目性质分为常规试验和特殊试验，常规试验应为考核被试开关的基础试验，特殊试
验可根据被试开关应用地区可靠性和安全性要求采用选择性试验。
6.3 试验可按试验考核目的分为防误动试验和单相接地故障处理试验。
6.4 试验可按单相接地故障介质分为经固定电阻接地，经弧光接地，经水泥地、泥土地、树木等非线性
过渡电阻试验。
6.5 防误动常规试验项目应符合表1 的规定，单相接地故障真型试验项目应符合表2 的规定。用户和设
备制造商可按被试品应用场景选择中性点接地方式和特殊试验项目。
表1 防误动常规试验项目
序号 中性点接地方式 试验项目类型 试 验 项 目
1 被试开关上电防误动
2 被试开关人工复位防误动
3 投切联络开关防误动
4
不接地 常规试验
负荷投切防误动
5 经消弧线圈接地 常规试验 被试开关上电防误动
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表1（续）
序号 中性点接地方式 试验项目类型 试 验 项 目
6 被试开关人工复位防误动
7 投切联络开关防误动
8
经消弧线圈接地 常规试验
负荷投切防误动
9 被试开关上电防误动
10 被试开关人工复位防误动
11 投切联络开关防误动
12
经低电阻接地 常规试验
负荷投切防误动
表2 单相接地故障真型试验项目
序号 中性点接地方式 试验项目类型 试 验 项 目
1 金属性接地故障
2 经1000 Ω 过渡电阻接地故障
3 经2000 Ω 过渡电阻接地故障
4 经间歇弧光接地故障
5
常规试验
经稳定弧光接地故障
6 经4000 Ω 过渡电阻接地故障
7 经5000 Ω 过渡电阻接地故障
8 经水泥地接地故障
9 经泥土地接地故障
10 经草地接地故障
11
不接地
特殊试验
经树木搭接接地故障
12 金属性接地故障
13 经1000 Ω 过渡电阻接地故障
14 经2000 Ω 过渡电阻接地故障
15 经间歇弧光接地故障
16
常规试验
经稳定弧光接地故障
17 经4000 Ω 过渡电阻接地故障
18 经5000 Ω 过渡电阻接地故障
19 经水泥地接地故障
20 经泥土地接地故障
21 经草地接地故障
22
经消弧线圈接地
特殊试验
经树木搭接接地故障
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表2（续）
序号 中性点接地方式 试验项目类型 试 验 项 目
23 金属性接地故障
24 经250 Ω 过渡电阻接地故障
25 经500 Ω 过渡电阻接地故障
26 经1000 Ω 过渡电阻接地故障
27 经间歇弧光接地故障
28
常规试验
经稳定弧光接地故障
29 经水泥地接地故障
30 经泥土地接地故障
31 经草地接地故障
32
经低电阻接地
特殊试验
经树木搭接接地故障
7 试验方法和要求
7.1 被试开关接入试验系统要求
7.1.1 被试开关应安装在平整的水泥地面上或牢固的检测台上，一次电缆和二次电缆应牢固连接，一次
设备和二次设备标注接地符号的接地点均应牢固接地。
7.1.2 被试开关连接导线颜色、线径及接线方式等应符合产品标准的规定。
7.1.3 被试开关遥信、遥测及遥控信息宜接入测试主站，测试主站宜具备对被试开关远方控制功能，并
应采用“分-合-分”操作，确保被试开关应动作正常。
7.2 试验场景
7.2.1 试验内容应根据被试开关和试验项目设置，试验应在同一被试开关上完成，并且在同一中性点接
地系统下，试验期间不应修改定值。
7.2.2 中性点不接地系统，系统电容电流宜小于10 A；中性点经消弧线圈接地系统，系统电容电流应为
30 A～100 A，消弧线圈的补偿状态可调；中性点经低电阻接地系统，系统电容电流宜不小于100 A。
7.2.3 金属性接地故障接线可按图1 确定，可利用选相开关和接地开关将故障点A、B、C 线路的某相
经金属性接地。
图1 金属性接地故障接线示意图
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7.2.4 经电阻接地故障接线可按图2 确定，可利用选相开关和接地开关将故障点A、B、C 线路的某相
经固定阻值的电阻接地。
图2 经电阻接地故障接线示意图
7.2.5 经间歇弧光接地故障接线可按图3 确定，可利用选相开关和接地开关将故障点A、B、C 线路的
某相经间歇弧光发生装置或受损电缆接地。
图3 经间歇弧光接地故障接线示意图
7.2.6 经稳定弧光接地故障接线可按图4 确定，可利用选相开关和接地开关将故障点A、B、C 线路的
某相经可调间隙电极接地。
图4 经稳定弧光接地故障接线示意图
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7.2.7 经水泥地或泥土地接地故障接线可按图5 确定，可利用选相开关和接地开关将故障点A、B、C
线路的某相经水泥地或泥土地接地。
图5 经水泥地或泥土地接地故障接线示意图
7.2.8 经树木搭接接地故障接线可按图6 确定，可利用选相开关和接地开关将故障点A、B、C 线路的
某相经树木搭接接地。
图6 经树木搭接接地故障接线示意图
7.3 送电前核查及送电
7.3.1 核查被试开关的一次接线、二次接线及接地线应满足7.1 的要求。
7.3.2 核查真型试验的接地电阻和系统拓扑应满足5.1 和5.4 的要求。
7.3.3 核查真型试验系统、被测开关及其二次回路的安全隔离措施应满足设计要求。
7.3.4 依次给电源、母线、馈线送电，投入负荷，核验电压、电流应正常。
7.4 真型试验系统额定电压下的电容电流校核
7.4.1 中性点采用不接系统时，三相电压平衡时，可随机在任一相发生金属性接地，测算真型试验系统的
电容电流值；三相电压不平衡时，应分别在每相发生金属性接地故障，测算试验系统的平均电容电流值。
7.4.2 中性点采用经消弧线圈接地系统时，三相电压平衡时，可随机在任一相发生金属性接地，测算真
型试验系统的残流值；三相电压不平衡时，应分别在每相发生金属性接地故障，测算每次故障点的残流。
7.5 试验方法
7.5.1 试验项目见附录A 和附录B，常规试验项目应为必做项，特殊试验项目可由用户与制造商商定。
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7.5.2 中性点接地方式、故障场景，应按试验项目设置。接地故障类型应按7.2.3～7.2.8 的要求设置。
7.5.3 故障持续时间应在接地故障装置控制平台设置，故障持续时间不应少于被试开关动作时间和开关
跳闸动作延时时间的总和。
7.5.4 试验时应记录中性点接地方式、系统电容电流、补偿后残流、被试开关动作、故障持续时间。
7.5.5 完成试验项目后应先断开母线进线开关，拉开隔离开关，对试验线路放电，放电时间不应少于10 s，
并应挂接接地线。
7.6 试验记录
7.6.1 故障发生前、发生中及发生后全过程波形应采用真型试验系统录波仪记录，应包括母线三相电压、
零序电压、馈线三相电流和零序电流、故障点故障电流等数据。
7.6.2 故障时刻故障点现象和被试开关分合闸状态过程宜采用高清摄像头记录，并与该次故障录波数据
同步存储。
7.6.3 被试开关接入测试主站时，宜记录被试开关在故障发生时刻被试开关的遥信、遥测、遥控信息，
并应与该次故障录波数据同步存储。
7.7 试验评价
7.7.1 故障正确处理应满足下列要求：
a） 故障发生在被试开关下游时，被试开关应可靠动作并切除故障；
b） 故障发生在被试开关上游或其他馈线时，被试开关不应报警误动作。
7.7.2 单相接地故障处理正确率应按公式（1）计算：
正确处理次数
实际发生接地故障次数
×100% ······································· （1）
7.7.3 被试开关防误动试验考核指标见附录A。
7.7.4 被试开关单相接地故障处理真型试验考核指标见附录B。
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