GB/T 13540-2009
基本信息
标准号： GB/T 13540-2009
中文名称：高压开关设备和控制设备的抗震要求
标准类别：国家标准(GB)
标准状态：现行
发布日期：2009-11-15
出版语种：简体中文
下载格式：.rar .pdf
下载大小：11229250
标准分类号
关联标准
替代情况：替代GB/T 13540-1992
出版信息
出版社：中国标准出版社
标准价格：0.0 元
出版日期：2010-04-01
相关单位信息
发布部门：中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会
标准简介
GB/T 13540-2009 高压开关设备和控制设备的抗震要求 GB/T13540-2009 标准下载解压密码：www.bzxz.net
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标准内容
ICS29.130.10
中华人民共和国国家标准
GB/T13540—2009
代替GB/T13540-—1992
高压开关设备和控制设备的抗震要求Seismic qualification for high-voltage switchgear and controlgear(IEC 62271-2:2003 High-voltage switchgear and controlgear-Part 2:Seismic qualification for rated voltages of 72. 5 kV and above,MOD)2009-11-30发布
教码防价
中华人民共和国“家质监督，验检疫总局中国国家标
理委员会
2010-04-01实施
范围和目的
规范性引用文件
术语和定义
抗震性能试验要求
初步分析
抗震水平
试验验证
外部负载
频率范围
试验加速度
试验和分析综合验证
振动和性能数据
数值分析
抗震性能的评估
应力的组合
地震试验的认可判据
试验结果的性能评价
允许应力
抗震性能试验的资料
试验报告
分析报告
附录A（规范性附录）
低水平激励
A.2自由振动试验
附录B（资料性附录）
B.1概述
试品的特性
开关设备和控制设备抗震性能充分性的判据B.2推荐的安装规则和实践
附录C（资料性附录）
抗震验证报告
C.1封面示例
C.2抗震分析验证报告的内容示例C.3抗震试验验证报告的内容示例参考文献
GB/T13540—2009
GB/T13540—2009
本标准修改采用IEC62271-2：2003《高压开关设备和控制设备第2部分：额定电压72.5kV及以上的抗震要求》，同时参考了1EC62271-207：2007《高压开关设备和控制设备第207部分：额定电压52kV以上的气体绝缘成套开关设备的抗震要求》和IEC62271-300：2006《高压开关设备和控制设备-一第300部分：交流断路器的抗震要求》等标准。本标准与1EC62271-2：2003的主要差异：标准名称改为：高压开关设备和控制设备的抗震要求；适用范围改为：本标准适用于标称电压3kV及以上，频率50Hz及以下的电力系统中运行的户内和户外安装的所有高压开关设备和控制设备，包括其与地面刚性连接的支撑构架；删除了第5章地震烈度中的注1及其内容。并将第5章中的“地震烈度”改为“抗震水平”；参考1EC62271-300:2006的相关内容，6.1增加了以下内容：该验证：
当试品所有极都安装在同一构架上时，在完整的试品上进行；当试品具有三个独立极时，在一极上进行；一当单个构架上有多个断开极时，用其断开单元在一列上进行。参考IEC62271-300：2006的相关内容，6.3增加了一个注释；参考1IEC62271-207：2007的相关内容，6.6.2增加了：“强震波部分是时程曲线具有最大加速度的部分。”的内容；
参考IEC62271-207：2007和IEC62271-300：2006的相关内容，6.7.2.1增加了以下两个列项内容：
-主回路电阻测量；
额定电压下辅助和控制回路的电气连续性检查；参考IEC62271-207：2007的相关内容，6.7.2.3增加了一个列项内容：“—试验时的水平和垂直加速度；”
一参考IEC62271-300：2006的相关内容，7.3增加了抗震分析的应用条件，即：“最终的抗震分析应是假设高压开关设备和控制设备固定在地面上的状况下进行，即高压开关设备和控制设备固定点之间没有地面移动。”
参考1EC62271-207:2007和IEC62271-300：2006的相关内容，8.3增加了一个列项\)”。参考IEC62271-300：2006的相关内容，增加了附录C(资料性附录）。本标准代替GB/T13540-1992《高压开关设备抗地震性能试验》。本标准与GB/T13540—1992的主要差异：标准结构及内容的不同（即除第1章、第2章、第3章外的各对应章条标题及内容完全不对应）。GB/T13540一1992规定了具体的抗震试验方法及程序，而本标准则规定了高压开关设备和控制设备总的抗震要求，并明确了采用分析、试验或两者的组合验证抗震性能。其具体的试验方法则引用了GB/T2423.43、GB/T2423.48和GB/T2424.25等三个标准，本标准未作赞述；
本标准主要适用的产品由原“设防烈度为8度至9度的瓷瓶支柱式高压开关设备”扩大至“额定电压3.6kV及以上所有的高压开关设备和控制设备”（如：高压交流断路器、高压交流隔离开关和接地开关、72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备（GIS)、3.6kV~40.5kV交流GB/T13540—2009
金属封闭开关设备、高压/低压预装式变电站等）；适用的抗震水平由原来的地面水平加速度3m/s（对应参考的地震烈度度～X度）向外扩展至2m/s、3m/s、5m/s2（对应参考的地震烈度分别为：<度、度～区度、>X度=的范围；
采用的标准反应谱中的阻尼比分别为2%、5%、10%、20%及更大，而原标准为3%、5%、7%、10%、15%。
本标准的附录A是规范性附录，附录B、附录C是资料性附录。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国高压开关设备标准化技术委员会（SAC/TC65)归口。本标准负责起草单位：西安高压电器研究所本标准参加起草单位：西安西开高压电气股份有限公司、河南平高电气股份有限公司、新东北电气郑州机破研究所、中国电力科学研究院高压开关研究所、正泰电气股份有限(沈阳)高压开关有限公司、
公司、宁波天安（集团）股司、川开电气有限公司、西门子中国输配电中压部、西门子（杭州）高压开关有限公司、ABB(中国有限公司、ABB（中国）有限公司厦门分公司、厦NABB华电高压开关有限公备（集团）有限公司
司、常州太平洋电力设
本标准主要起草
本标准参加起
玉林、田思文·张颜珠
建西、闫关星、张妹
玉民、杨垫、刘累博、杨桃莉、主晋根张希捷、李东妍、余明星、张天运、张德勤
活彬彬、黄立群、徐先锋、张交锁、潘瑞琼、度春萍、王向克、朱佩龙、王其恺、姚
张艳。
本标准所代督
的历次版本发布情况为
1992。
范图和百的
高压开关设备和控制设备的抗震要求GB/T 13540—2009
本标准规定了高压开关设备和控制设备的抗巅要求，并听确了采用分插，试验或者降者的姐合验证就震性能的原则。
本脉准适用于标券电压3V及欧上，期车50H及以下的电力系航中运行的户内和户外安装的所有高压开关设备和腔制设备，包薪其与地制刷性连陵的支保构架。如果开关设各和腔制设备不是地函安装的，例如安案在建筑物内，适用条件应恢据用户和制查厂之间的协议，
开关设备和控制设各的抗雷整求考感了所有的辅历和接制设备，不论其是一体安繁或胜享安装。本标准给出了验证地百安装的高压开关设备和控制设备批置经能的试验序。适用时，开关设各和控制设务抗留性能需费进行股证。本难还对抗需差的地面加速度求平行了规定，并给出了适合于验证要求具有抗需您力的开关设备和控制设各性随的备选的方法。规范性引用文样
下列文件中的条款通过本标准的引用商或成为本标准的录款。凡是生日的引用文件，其随后所有的修改单（不包活勤调的内容》或修订版均不适用于本标准，燃面，献阶那恶本标准达或协放的各方舒究是否可使用这些文件的量新版本，凡是不性脂制的引用文件，其最新版本适同于本标准，GE1984
GB1985
高压交疏断路筹（GB1981—2003，IEC62271-100，2001，MOD)高压交微隔离开关和接池开关（GB1985—2004，IEC62271-102.2002，MOD）GB/T 2423, 43
电工电于产品环晚试验
品的安蒙(GB/T2423.43
GB/T 2423, 48
第2部分：试验方础
2008.1EC 60068-2-47:2005,IDT)电工电子产品环费试验
第2部分：试验方始
(GB/T 2423. 4B—2008.1EC 60068-2-57,1999,IDT)GB/T 2424. 25
电工电于产品环境试验
2000,IEC 60065-3-3,1991,IDT)GB 3906
2003,MOD)
GB 7674
振动，冲毒和类象助力学试验料试验FI报动
时历程法
第3部分：试验导则地蒙试验方达（GB/T2424.25-3.6kV40.5kV交流金属封闭开关设鲁和控制设（GB3906—20061EC62271-200复定电压T2.5&V及以上气体地修金屏射闭开美设务（GB7674—2008，1EC62271203,2003,MOD)
GB/T 11022
GB17467
术语和定
高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求(IEC62271-1，MOD)高压/低压题装武变电站（IEC62271-202，MOD）GB1984,GB1985,GB/T2424.25.GB3905.GB7674.GB/T11022,GB17457确立的术语和定又适用于本标准。
抗观性能试验要求
抗性离试验底养证开关设备和控制设备副受志需息力的能力。GB/T13540—2009
抗震性能试验有以下要求内容：主回路、控制和辅助回路包括相关的安装构架不应出现故障。只要不降低设备的功能，永久的变形是允许的。在完成8.2和8.3确定的抗震试验后，应对设备进行操作。
应采用分析、试验或者两者的组合来验证抗震性能。如果采用分析，则应有足够的7.2中所定义的数据；如果没有，应采用在结构和功能方面能够代表整个装置的试验样品进行试验。这些基本的试验数据应该用来作为输人参数来校正分析。对于完整的成套开关设备和控制设备，应该认为分析能够充分证明抗震性能。4.2初步分析
4.2.1代表性试品的选择
由于适用的试验设施方面的实际原因，开关设备和控制设备可要求确定和选择不同的、足以能够代表整个装置的试品来进行维构利切能检查。综动机构和控制设备的并关装鉴以及么们的低究和机械接口。这些试品应包括带有
推荐：
试验通用元
（的试验来确定试品的动态特性（固有频率和阻尼比）。通过附录
4.2.2试品的数学模型
在变电站设计特征技术资料的基础上，应建立试品的三维模型。
该模型应考虑到实际的隔室和支撑构架，并在所研的质率范围内描述试品的动态性能时具有足够的灵敏度。5
抗震水平
抗震水平从
选取。
抗震水
开关设备和控制设备的抗震性能水头要求的响应频谱（RRS)
水平方向加速度
零居期加理度（ZPA)
分高系数为水平方向的0.5(见GB/T2424.25)/对于垂直方向抗震水平
注：关于抗震性能水平和不同地统之间相关的资料在GB/T2424.2中给出。所选择的抗震性能水平应与设施的安装地点地震时最大地面运动相一致。这一水平对应于S2级
地震（参见GB/T2424.25）。
试验验证
6.1概述
试品的验证试验程序应符合GB/T2424.25。应在4.2.1规定的具有代表性的试品上进行验证。如果辅助和控制设备安装在单独的构架上，可以单独进行验证。如果试品不能在自身的构架上进行试验（例如，由于尺寸），应通过分析确定构架的动态作用，并在试验中予以考患。
除非振动响应研究表明在分闸位置更严酷，一般开关设备及其成套装置应在合闸位置进行试验。该验证：
一当试品所有极都安装在同一构架上时，在完整的试品上进行；一当试品具有三个独立极时，在一极上进行；一当单个构架上有多个断并极时，用其断开单元在一列上进行。6.2安装
试品应按运行条件进行安装，包括减震器（如果有）。试品的水平方向应是沿着激励力作用的两个互相垂直的方向。任何仅用于试验的固定和连接设施不应影响试品的动态性能。GB/T13540—2009
试品的安装方法应予以文件化记录，且应包含所有固定和连接设施的说明（见GB/T2423.43）。6.3外部负载
一般情况下，地震试验时难以模拟运行中的电气和环境载荷。考虑到试验室的安全要求，这种情况也适用于试品的内部压力。
注：关于地震和运行载荷的组合见8.1，地震试验期间，不应操作试品；控和辅助回路必须通电以监视继电器的任何振颤，但不应导致开关装置动作。
6.4测量
应按GB/T2424.25进行测量并包括：在可能出现的最大的形变和显著相对位移处元件的振动行程；关键部件（如：套管、法兰、外壳和支撑构件）上的应变。6.5频率范围
频率范围应在0.5Hz~35Hz。
6.6试验加速度
试验加速度应按第5章选取。
对于不同的抗震水平，图1到图3中给出了推荐的要求的响应谱。该曲线与开关设备和控制设备2%、5%、10%和20%以及更大的阻尼比相关，其余的阻尼比值的频谱可以通过线性插值获得。时程试验法是优选的方法，由于它更贴切地模拟了实际的运行条件，尤其是在试品的性能为非线性的情况下。该试验方法应符合GB/T2423.48。6.6.1正弦拍波激励的参数
试验频率应以1/2倍频程覆盖6.5规定的频率范围。对每一试验频率，应施加五个周期的五个正弦拍波。
6.6.2时程激励的参数
时程激励波的总的持续时间应为大约30s，其中强震波部分不应小于65。强震波部分是时程曲线具有最大加速度的部分。
6.7试验
6.7.1试验方向
试验方向应按GB/T2424.25的规定选取。在某些情况下，垂直加速度的作用产生的应力很小，垂直方向的激励不必施加。6.7.2试验顺序
试验顾序如下：
试验前的功能检查；
振动响应检查试验（要求确定和/或分析试品的固有频率和阻尼比）；抗震性能试验；
试验后的功能检查。
GB/T13540—2009
6.7.2.1功能检查
试验前后，在额定电源电压和操作压力下应记录或计算(适用时)下述动作特性、状态或整定值：合闸时间；
分闸时间；
一极中各单元之间的时间差；
极间的时间差（如果多极被试）；气体和/或液体的密封性（适用时）；主回路电阻测量；
-额定电压下辅助和控制回路的电气连续性检查；制造厂规定的其他重要特性或整定值。6.7.2.2振动响应检查试验
振动响应检查试验应在6.5规定的频率范围内按GB/T2424.25的规定进行。6.7.2.3抗震性能试验
根据试验设施，通过施加GB/T2424.25附录中的流程图所规定的试验程序之一进行试验。试验应在从第5章选取的抗震水平下进行一次。地震试验期间，应记录下列参数：试验时的水平和乘直加速度；
关键元件（如：套管、法兰、外壳和支撑件等)的应力和应变；-可能出现显著位移处的部件的偏移；一主回路的电气连续性（如果适用）；在额定电压下辅助和控制回路的电气连续性。7试验和分析综合验证
7.1概述
该方法可用于：
验证仅靠试验无法验证其抗震性能的成套开关设备和控制设备（如：因为其尺寸和/或复杂性）；
验证已经在不同的地震条件下试验过的开关设备和控制设备；验证与经过试验的开关设备和控制设备类似的、但包括影响动态特性的改动（如：装置布置方式的变化，或者元件质量的变化)的开关设备和控制设备；验证那些振动及性能数据已知的开关设备和控制设备。7.2振动和性能数据
通过下述试验之一可获得用于分析的振动方面的数据（固有频率、阻尼比和关键部件的应力）：a）类似试品的动态试验；
b）降低试验水平时的动态试验；通过其他试验，如自由振动试验或低水平激励试验（见附录A)确定固有频率及阻尼比。c）
性能数据可从与之类似的试品上进行的试验来获得。7.3数值分析
一般程序为：
a）为了评估动态性能，利用7.2所述的试验数据建立并关设备和控制设备的数学模型。考虑到开关设备和控制设备的模块化特性，只要正确使用并考虑到不同模块之间的结构差异，完成和校正过的试品的数学模型可以扩展到整个变电站。b）考患到在附录A的试验期间试品的动态响应的非线性来校正数学模型。4
GB/T13540—2009
c）在6.5规定的频率范围内，使用下述条款中所述的任一方法确定其响应。但是，如果正确，也可以使用其他方法。
最终的抗震分析应是假设高压开关设备和控制设备固定在地面上的状况下进行，即高压开关设备和控制设备固定点之间没有地面移动。7.3.1加速度时程数值分析
如果采用时程数值分析作抗震分析，地面运动加速度时程应满足要求的响应频谱（RRS)（见表1）。根据问题的复杂程度，通常采用两种叠加方法：a）分别计算由于地震运动产生的三个分量（水平面方向的X和Y，以及垂直方向的Z)中的最大响应。每个水平方向分量和垂直方向分量的综合效应是这两者平方和的平方根，即（十2\)*和(y\十2\)*。用两值中的较大者计算开关设备和控制设备的响应。先同时计算一个水平方向分量和垂直方向分量(X和2)，然后计算另一个水平方向分量和垂b）
直方向分量（Y和Z）。这就是说每一时间步长计算之后，所有的值（如力、应力）是代数和。用两个值中的较大者计算开关设备和控制设备的响应。7.3.2利用要求的响应频谱（RRS)的模型分析当采用响应频谱法分析抗震性能时，应力叠加的过程描述如下：在与开关设备和控制设备主轴正交的坐标系中，X、Y为两个相互垂直的水平方向，Z代表垂直方向。用平方和的平方根法计算开关设备和控制设备在X、Y、2三个方向的每一个方向在不同模态频率作用下的应力，对计算的应力叠加得到并关设备和控制设备该方向的应力最大值。X和Z方向或Y和2方向)的最大值以平方和的平方根来叠加。这两种情况(X、Z)和(Y、Z)中的较大者就是开关设备和控制设备的计算系数。7.3.3静态系数分析
这种方法适用于刚性设备（设备最低的共振频率大于35Hz）。作为一种替代的分析方法，它也适用于柔性设备。这种方法采用了一种更加保守、更加简单的计算技术。不需确定固有频率，但是，把开关设备和控制设备的响应频谱假设为阻尼比取值趋于保守且恰当的基础上的要求的响应频谱的峰值。然后，该响应应乘以静态系数1.5，该静态系数是在考虑了多频激励和多方式响应的影响后根据经验确定的。如果能证明其结果过宇保守，可以采用较低的静态系数。作用于高压并关设备和控制设备每一部件的地震力由该部件重心处集中质量和加速度的乘积求得。
得出的地震力应与质量分布成正比例分布。然后按照8.1的规定完成应力分析。8抗震性能的评估
8.1应力的组合
试验或分析确定的地震应力应与其他运行载荷组合后作为确定开关设备和控制设备总的承载能力。
在开关设备和控制设备的寿命期内出现所推荐的抗震性能水平的地震概率是很小的。在自然地中，仅当开关设备和控制设备在其临界频率下以最大加速度被激励时，才会出现最大的地震载荷。由于此过程仅持续几秒钟，所以，如果以最大的电气负荷和运行环境载荷来组合会使得应力组合不切实际且过于保守。
除非另有规定，认为可以出现以下附加载荷：内部压力(适用时）；
静态端子负荷；
注：对于高压交流断路器、高压交流隔离开关和接地开关分别见CB1984、GB1985中给出的数值。考虑到户外产品连接导体上的风速仅为10m/s，其户外产品静态端子负荷应为0.7倍规定值，5
GB/T13540—2009
一户外开关设备和控制设备上的风负荷（风速为10m/s）。这些载荷的组合应受到静态分析的影响，采用在其出现方向上的力。8.2地震试验的认可判据
地震模拟波应产生覆盖要求的响应频谱(在相同的阻尼比下计算的）的试验响应频谱，其加速度峰值应等于或大于零周期加速度（ZPA)。地震试验认可判据的细节在GB/T2423.48中给出。8.3试验结果的性能评价
正常情况下，性能的评价仅通过动态试验获得。还可以通过试验和分析综合外推这些结论来得到认可。特别是：
a）抗震试验期间，主触头应保持在其合闸或分闸位置；b）继电器的振额不应导致开关设备和控制设备的动作；继电器的振颤不应提供开关设备和控制设备错误的状态信号（位置、报警信号）；c）
注：正常情况下，如果继电器的扳额时间小于5ms，则认为是可以接受的。d）如果开关设备和控制设备的整体性能不受影响，则认为可以重新设定监测装置：e）在试验顺序结束后，功能检查的记录不应与初始状态的记录有显著变化（见6.7.2.1)；设备和设备支撑构架上不应出现降低设备功能的裂纹和翘曲。f）
8.4允许应力
机械和电气设备以及其支撑构架的设计的抗震验证应在许用应力的基础上完成。根据8.1中规定的负载组合，用具有经过核实届服点的材料制成的元件的总的应力不应超过该材料屈服强度的90%。
对于套管，总应力不应超过材料破坏应力的50%。对于设备或支撑构架中的焊接结构，总的应力不应超过届服强度的100%。最终的地震分析应在假定开关设备和控制设备安装在固定的地面上的情况下进行。注：如果分析得来的最终数据说明相对于允许极限值的安全裕度太小，则可在考虑了地面对变电站的动态特性的影响后进行附加的分析。
9文件
9.1抗震性能试验的资料
无论对开关设备和控制设备采用试验或分析均需要以下资料：a）抗震水平（见第5章）；
结构和安装的详细资料（见6.1和6.2）；b）线
试验轴的数目及相对位置（见6.2）。9.2试验报告
试验报告应包括：
a）开关设备和控制设备的确认文件，包括结构和安装的详细资料；b）抗震性能试验的资料；
试验设备：
1）位置；
2）试验设备的说明和校定；
d）试验方法及程序；
包含性能数据的试验数据（见6.7.2.1和7.2)；e）bzxz.net
结果和结论；
批准签字及日期。
9.3分析报告
作为性能评价证据的分析应分步列出。+2%阻尼比
阻尼比
—5%阻尼比
10%尼比
额率/Hz
GB/T13540—2009
20%阻尼比及更大
加速度幅值/（m/s）
阻尼比
注1；根据GB/T2424.25，g的数值应圆整到最后的整数，即10m/s。注2：按照GB/T2423.48，RRS表示生成的波形为推荐的形状，图1地面安装的开关设备和控制设备的RRS-阻尼比
阻尼比
20%及更大
水平方向地面加速度：AG5：ZPA=5m/s?（0.5g）7
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中华人民共和国国家标准
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高压开关设备和控制设备的抗震要求Seismic qualification for high-voltage switchgear and controlgear(IEC 62271-2:2003 High-voltage switchgear and controlgear-Part 2:Seismic qualification for rated voltages of 72. 5 kV and above,MOD)2009-11-30发布
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理委员会
2010-04-01实施
范围和目的
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术语和定义
抗震性能试验要求
初步分析
抗震水平
试验验证
外部负载
频率范围
试验加速度
试验和分析综合验证
振动和性能数据
数值分析
抗震性能的评估
应力的组合
地震试验的认可判据
试验结果的性能评价
允许应力
抗震性能试验的资料
试验报告
分析报告
附录A（规范性附录）
低水平激励
A.2自由振动试验
附录B（资料性附录）
B.1概述
试品的特性
开关设备和控制设备抗震性能充分性的判据B.2推荐的安装规则和实践
附录C（资料性附录）
抗震验证报告
C.1封面示例
C.2抗震分析验证报告的内容示例C.3抗震试验验证报告的内容示例参考文献
GB/T13540—2009
GB/T13540—2009
本标准修改采用IEC62271-2：2003《高压开关设备和控制设备第2部分：额定电压72.5kV及以上的抗震要求》，同时参考了1EC62271-207：2007《高压开关设备和控制设备第207部分：额定电压52kV以上的气体绝缘成套开关设备的抗震要求》和IEC62271-300：2006《高压开关设备和控制设备-一第300部分：交流断路器的抗震要求》等标准。本标准与1EC62271-2：2003的主要差异：标准名称改为：高压开关设备和控制设备的抗震要求；适用范围改为：本标准适用于标称电压3kV及以上，频率50Hz及以下的电力系统中运行的户内和户外安装的所有高压开关设备和控制设备，包括其与地面刚性连接的支撑构架；删除了第5章地震烈度中的注1及其内容。并将第5章中的“地震烈度”改为“抗震水平”；参考1EC62271-300:2006的相关内容，6.1增加了以下内容：该验证：
当试品所有极都安装在同一构架上时，在完整的试品上进行；当试品具有三个独立极时，在一极上进行；一当单个构架上有多个断开极时，用其断开单元在一列上进行。参考IEC62271-300：2006的相关内容，6.3增加了一个注释；参考1IEC62271-207：2007的相关内容，6.6.2增加了：“强震波部分是时程曲线具有最大加速度的部分。”的内容；
参考IEC62271-207：2007和IEC62271-300：2006的相关内容，6.7.2.1增加了以下两个列项内容：
-主回路电阻测量；
额定电压下辅助和控制回路的电气连续性检查；参考IEC62271-207：2007的相关内容，6.7.2.3增加了一个列项内容：“—试验时的水平和垂直加速度；”
一参考IEC62271-300：2006的相关内容，7.3增加了抗震分析的应用条件，即：“最终的抗震分析应是假设高压开关设备和控制设备固定在地面上的状况下进行，即高压开关设备和控制设备固定点之间没有地面移动。”
参考1EC62271-207:2007和IEC62271-300：2006的相关内容，8.3增加了一个列项\)”。参考IEC62271-300：2006的相关内容，增加了附录C(资料性附录）。本标准代替GB/T13540-1992《高压开关设备抗地震性能试验》。本标准与GB/T13540—1992的主要差异：标准结构及内容的不同（即除第1章、第2章、第3章外的各对应章条标题及内容完全不对应）。GB/T13540一1992规定了具体的抗震试验方法及程序，而本标准则规定了高压开关设备和控制设备总的抗震要求，并明确了采用分析、试验或两者的组合验证抗震性能。其具体的试验方法则引用了GB/T2423.43、GB/T2423.48和GB/T2424.25等三个标准，本标准未作赞述；
本标准主要适用的产品由原“设防烈度为8度至9度的瓷瓶支柱式高压开关设备”扩大至“额定电压3.6kV及以上所有的高压开关设备和控制设备”（如：高压交流断路器、高压交流隔离开关和接地开关、72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备（GIS)、3.6kV~40.5kV交流GB/T13540—2009
金属封闭开关设备、高压/低压预装式变电站等）；适用的抗震水平由原来的地面水平加速度3m/s（对应参考的地震烈度度～X度）向外扩展至2m/s、3m/s、5m/s2（对应参考的地震烈度分别为：<度、度～区度、>X度=的范围；
采用的标准反应谱中的阻尼比分别为2%、5%、10%、20%及更大，而原标准为3%、5%、7%、10%、15%。
本标准的附录A是规范性附录，附录B、附录C是资料性附录。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国高压开关设备标准化技术委员会（SAC/TC65)归口。本标准负责起草单位：西安高压电器研究所本标准参加起草单位：西安西开高压电气股份有限公司、河南平高电气股份有限公司、新东北电气郑州机破研究所、中国电力科学研究院高压开关研究所、正泰电气股份有限(沈阳)高压开关有限公司、
公司、宁波天安（集团）股司、川开电气有限公司、西门子中国输配电中压部、西门子（杭州）高压开关有限公司、ABB(中国有限公司、ABB（中国）有限公司厦门分公司、厦NABB华电高压开关有限公备（集团）有限公司
司、常州太平洋电力设
本标准主要起草
本标准参加起
玉林、田思文·张颜珠
建西、闫关星、张妹
玉民、杨垫、刘累博、杨桃莉、主晋根张希捷、李东妍、余明星、张天运、张德勤
活彬彬、黄立群、徐先锋、张交锁、潘瑞琼、度春萍、王向克、朱佩龙、王其恺、姚
张艳。
本标准所代督
的历次版本发布情况为
1992。
范图和百的
高压开关设备和控制设备的抗震要求GB/T 13540—2009
本标准规定了高压开关设备和控制设备的抗巅要求，并听确了采用分插，试验或者降者的姐合验证就震性能的原则。
本脉准适用于标券电压3V及欧上，期车50H及以下的电力系航中运行的户内和户外安装的所有高压开关设备和腔制设备，包薪其与地制刷性连陵的支保构架。如果开关设各和腔制设备不是地函安装的，例如安案在建筑物内，适用条件应恢据用户和制查厂之间的协议，
开关设备和控制设各的抗雷整求考感了所有的辅历和接制设备，不论其是一体安繁或胜享安装。本标准给出了验证地百安装的高压开关设备和控制设备批置经能的试验序。适用时，开关设各和控制设务抗留性能需费进行股证。本难还对抗需差的地面加速度求平行了规定，并给出了适合于验证要求具有抗需您力的开关设备和控制设各性随的备选的方法。规范性引用文样
下列文件中的条款通过本标准的引用商或成为本标准的录款。凡是生日的引用文件，其随后所有的修改单（不包活勤调的内容》或修订版均不适用于本标准，燃面，献阶那恶本标准达或协放的各方舒究是否可使用这些文件的量新版本，凡是不性脂制的引用文件，其最新版本适同于本标准，GE1984
GB1985
高压交疏断路筹（GB1981—2003，IEC62271-100，2001，MOD)高压交微隔离开关和接池开关（GB1985—2004，IEC62271-102.2002，MOD）GB/T 2423, 43
电工电于产品环晚试验
品的安蒙(GB/T2423.43
GB/T 2423, 48
第2部分：试验方础
2008.1EC 60068-2-47:2005,IDT)电工电子产品环费试验
第2部分：试验方始
(GB/T 2423. 4B—2008.1EC 60068-2-57,1999,IDT)GB/T 2424. 25
电工电于产品环境试验
2000,IEC 60065-3-3,1991,IDT)GB 3906
2003,MOD)
GB 7674
振动，冲毒和类象助力学试验料试验FI报动
时历程法
第3部分：试验导则地蒙试验方达（GB/T2424.25-3.6kV40.5kV交流金属封闭开关设鲁和控制设（GB3906—20061EC62271-200复定电压T2.5&V及以上气体地修金屏射闭开美设务（GB7674—2008，1EC62271203,2003,MOD)
GB/T 11022
GB17467
术语和定
高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求(IEC62271-1，MOD)高压/低压题装武变电站（IEC62271-202，MOD）GB1984,GB1985,GB/T2424.25.GB3905.GB7674.GB/T11022,GB17457确立的术语和定又适用于本标准。
抗观性能试验要求
抗性离试验底养证开关设备和控制设备副受志需息力的能力。GB/T13540—2009
抗震性能试验有以下要求内容：主回路、控制和辅助回路包括相关的安装构架不应出现故障。只要不降低设备的功能，永久的变形是允许的。在完成8.2和8.3确定的抗震试验后，应对设备进行操作。
应采用分析、试验或者两者的组合来验证抗震性能。如果采用分析，则应有足够的7.2中所定义的数据；如果没有，应采用在结构和功能方面能够代表整个装置的试验样品进行试验。这些基本的试验数据应该用来作为输人参数来校正分析。对于完整的成套开关设备和控制设备，应该认为分析能够充分证明抗震性能。4.2初步分析
4.2.1代表性试品的选择
由于适用的试验设施方面的实际原因，开关设备和控制设备可要求确定和选择不同的、足以能够代表整个装置的试品来进行维构利切能检查。综动机构和控制设备的并关装鉴以及么们的低究和机械接口。这些试品应包括带有
推荐：
试验通用元
（的试验来确定试品的动态特性（固有频率和阻尼比）。通过附录
4.2.2试品的数学模型
在变电站设计特征技术资料的基础上，应建立试品的三维模型。
该模型应考虑到实际的隔室和支撑构架，并在所研的质率范围内描述试品的动态性能时具有足够的灵敏度。5
抗震水平
抗震水平从
选取。
抗震水
开关设备和控制设备的抗震性能水头要求的响应频谱（RRS)
水平方向加速度
零居期加理度（ZPA)
分高系数为水平方向的0.5(见GB/T2424.25)/对于垂直方向抗震水平
注：关于抗震性能水平和不同地统之间相关的资料在GB/T2424.2中给出。所选择的抗震性能水平应与设施的安装地点地震时最大地面运动相一致。这一水平对应于S2级
地震（参见GB/T2424.25）。
试验验证
6.1概述
试品的验证试验程序应符合GB/T2424.25。应在4.2.1规定的具有代表性的试品上进行验证。如果辅助和控制设备安装在单独的构架上，可以单独进行验证。如果试品不能在自身的构架上进行试验（例如，由于尺寸），应通过分析确定构架的动态作用，并在试验中予以考患。
除非振动响应研究表明在分闸位置更严酷，一般开关设备及其成套装置应在合闸位置进行试验。该验证：
一当试品所有极都安装在同一构架上时，在完整的试品上进行；一当试品具有三个独立极时，在一极上进行；一当单个构架上有多个断并极时，用其断开单元在一列上进行。6.2安装
试品应按运行条件进行安装，包括减震器（如果有）。试品的水平方向应是沿着激励力作用的两个互相垂直的方向。任何仅用于试验的固定和连接设施不应影响试品的动态性能。GB/T13540—2009
试品的安装方法应予以文件化记录，且应包含所有固定和连接设施的说明（见GB/T2423.43）。6.3外部负载
一般情况下，地震试验时难以模拟运行中的电气和环境载荷。考虑到试验室的安全要求，这种情况也适用于试品的内部压力。
注：关于地震和运行载荷的组合见8.1，地震试验期间，不应操作试品；控和辅助回路必须通电以监视继电器的任何振颤，但不应导致开关装置动作。
6.4测量
应按GB/T2424.25进行测量并包括：在可能出现的最大的形变和显著相对位移处元件的振动行程；关键部件（如：套管、法兰、外壳和支撑构件）上的应变。6.5频率范围
频率范围应在0.5Hz~35Hz。
6.6试验加速度
试验加速度应按第5章选取。
对于不同的抗震水平，图1到图3中给出了推荐的要求的响应谱。该曲线与开关设备和控制设备2%、5%、10%和20%以及更大的阻尼比相关，其余的阻尼比值的频谱可以通过线性插值获得。时程试验法是优选的方法，由于它更贴切地模拟了实际的运行条件，尤其是在试品的性能为非线性的情况下。该试验方法应符合GB/T2423.48。6.6.1正弦拍波激励的参数
试验频率应以1/2倍频程覆盖6.5规定的频率范围。对每一试验频率，应施加五个周期的五个正弦拍波。
6.6.2时程激励的参数
时程激励波的总的持续时间应为大约30s，其中强震波部分不应小于65。强震波部分是时程曲线具有最大加速度的部分。
6.7试验
6.7.1试验方向
试验方向应按GB/T2424.25的规定选取。在某些情况下，垂直加速度的作用产生的应力很小，垂直方向的激励不必施加。6.7.2试验顺序
试验顾序如下：
试验前的功能检查；
振动响应检查试验（要求确定和/或分析试品的固有频率和阻尼比）；抗震性能试验；
试验后的功能检查。
GB/T13540—2009
6.7.2.1功能检查
试验前后，在额定电源电压和操作压力下应记录或计算(适用时)下述动作特性、状态或整定值：合闸时间；
分闸时间；
一极中各单元之间的时间差；
极间的时间差（如果多极被试）；气体和/或液体的密封性（适用时）；主回路电阻测量；
-额定电压下辅助和控制回路的电气连续性检查；制造厂规定的其他重要特性或整定值。6.7.2.2振动响应检查试验
振动响应检查试验应在6.5规定的频率范围内按GB/T2424.25的规定进行。6.7.2.3抗震性能试验
根据试验设施，通过施加GB/T2424.25附录中的流程图所规定的试验程序之一进行试验。试验应在从第5章选取的抗震水平下进行一次。地震试验期间，应记录下列参数：试验时的水平和乘直加速度；
关键元件（如：套管、法兰、外壳和支撑件等)的应力和应变；-可能出现显著位移处的部件的偏移；一主回路的电气连续性（如果适用）；在额定电压下辅助和控制回路的电气连续性。7试验和分析综合验证
7.1概述
该方法可用于：
验证仅靠试验无法验证其抗震性能的成套开关设备和控制设备（如：因为其尺寸和/或复杂性）；
验证已经在不同的地震条件下试验过的开关设备和控制设备；验证与经过试验的开关设备和控制设备类似的、但包括影响动态特性的改动（如：装置布置方式的变化，或者元件质量的变化)的开关设备和控制设备；验证那些振动及性能数据已知的开关设备和控制设备。7.2振动和性能数据
通过下述试验之一可获得用于分析的振动方面的数据（固有频率、阻尼比和关键部件的应力）：a）类似试品的动态试验；
b）降低试验水平时的动态试验；通过其他试验，如自由振动试验或低水平激励试验（见附录A)确定固有频率及阻尼比。c）
性能数据可从与之类似的试品上进行的试验来获得。7.3数值分析
一般程序为：
a）为了评估动态性能，利用7.2所述的试验数据建立并关设备和控制设备的数学模型。考虑到开关设备和控制设备的模块化特性，只要正确使用并考虑到不同模块之间的结构差异，完成和校正过的试品的数学模型可以扩展到整个变电站。b）考患到在附录A的试验期间试品的动态响应的非线性来校正数学模型。4
GB/T13540—2009
c）在6.5规定的频率范围内，使用下述条款中所述的任一方法确定其响应。但是，如果正确，也可以使用其他方法。
最终的抗震分析应是假设高压开关设备和控制设备固定在地面上的状况下进行，即高压开关设备和控制设备固定点之间没有地面移动。7.3.1加速度时程数值分析
如果采用时程数值分析作抗震分析，地面运动加速度时程应满足要求的响应频谱（RRS)（见表1）。根据问题的复杂程度，通常采用两种叠加方法：a）分别计算由于地震运动产生的三个分量（水平面方向的X和Y，以及垂直方向的Z)中的最大响应。每个水平方向分量和垂直方向分量的综合效应是这两者平方和的平方根，即（十2\)*和(y\十2\)*。用两值中的较大者计算开关设备和控制设备的响应。先同时计算一个水平方向分量和垂直方向分量(X和2)，然后计算另一个水平方向分量和垂b）
直方向分量（Y和Z）。这就是说每一时间步长计算之后，所有的值（如力、应力）是代数和。用两个值中的较大者计算开关设备和控制设备的响应。7.3.2利用要求的响应频谱（RRS)的模型分析当采用响应频谱法分析抗震性能时，应力叠加的过程描述如下：在与开关设备和控制设备主轴正交的坐标系中，X、Y为两个相互垂直的水平方向，Z代表垂直方向。用平方和的平方根法计算开关设备和控制设备在X、Y、2三个方向的每一个方向在不同模态频率作用下的应力，对计算的应力叠加得到并关设备和控制设备该方向的应力最大值。X和Z方向或Y和2方向)的最大值以平方和的平方根来叠加。这两种情况(X、Z)和(Y、Z)中的较大者就是开关设备和控制设备的计算系数。7.3.3静态系数分析
这种方法适用于刚性设备（设备最低的共振频率大于35Hz）。作为一种替代的分析方法，它也适用于柔性设备。这种方法采用了一种更加保守、更加简单的计算技术。不需确定固有频率，但是，把开关设备和控制设备的响应频谱假设为阻尼比取值趋于保守且恰当的基础上的要求的响应频谱的峰值。然后，该响应应乘以静态系数1.5，该静态系数是在考虑了多频激励和多方式响应的影响后根据经验确定的。如果能证明其结果过宇保守，可以采用较低的静态系数。作用于高压并关设备和控制设备每一部件的地震力由该部件重心处集中质量和加速度的乘积求得。
得出的地震力应与质量分布成正比例分布。然后按照8.1的规定完成应力分析。8抗震性能的评估
8.1应力的组合
试验或分析确定的地震应力应与其他运行载荷组合后作为确定开关设备和控制设备总的承载能力。
在开关设备和控制设备的寿命期内出现所推荐的抗震性能水平的地震概率是很小的。在自然地中，仅当开关设备和控制设备在其临界频率下以最大加速度被激励时，才会出现最大的地震载荷。由于此过程仅持续几秒钟，所以，如果以最大的电气负荷和运行环境载荷来组合会使得应力组合不切实际且过于保守。
除非另有规定，认为可以出现以下附加载荷：内部压力(适用时）；
静态端子负荷；
注：对于高压交流断路器、高压交流隔离开关和接地开关分别见CB1984、GB1985中给出的数值。考虑到户外产品连接导体上的风速仅为10m/s，其户外产品静态端子负荷应为0.7倍规定值，5
GB/T13540—2009
一户外开关设备和控制设备上的风负荷（风速为10m/s）。这些载荷的组合应受到静态分析的影响，采用在其出现方向上的力。8.2地震试验的认可判据
地震模拟波应产生覆盖要求的响应频谱(在相同的阻尼比下计算的）的试验响应频谱，其加速度峰值应等于或大于零周期加速度（ZPA)。地震试验认可判据的细节在GB/T2423.48中给出。8.3试验结果的性能评价
正常情况下，性能的评价仅通过动态试验获得。还可以通过试验和分析综合外推这些结论来得到认可。特别是：
a）抗震试验期间，主触头应保持在其合闸或分闸位置；b）继电器的振额不应导致开关设备和控制设备的动作；继电器的振颤不应提供开关设备和控制设备错误的状态信号（位置、报警信号）；c）
注：正常情况下，如果继电器的扳额时间小于5ms，则认为是可以接受的。d）如果开关设备和控制设备的整体性能不受影响，则认为可以重新设定监测装置：e）在试验顺序结束后，功能检查的记录不应与初始状态的记录有显著变化（见6.7.2.1)；设备和设备支撑构架上不应出现降低设备功能的裂纹和翘曲。f）
8.4允许应力
机械和电气设备以及其支撑构架的设计的抗震验证应在许用应力的基础上完成。根据8.1中规定的负载组合，用具有经过核实届服点的材料制成的元件的总的应力不应超过该材料屈服强度的90%。
对于套管，总应力不应超过材料破坏应力的50%。对于设备或支撑构架中的焊接结构，总的应力不应超过届服强度的100%。最终的地震分析应在假定开关设备和控制设备安装在固定的地面上的情况下进行。注：如果分析得来的最终数据说明相对于允许极限值的安全裕度太小，则可在考虑了地面对变电站的动态特性的影响后进行附加的分析。
9文件
9.1抗震性能试验的资料
无论对开关设备和控制设备采用试验或分析均需要以下资料：a）抗震水平（见第5章）；
结构和安装的详细资料（见6.1和6.2）；b）线
试验轴的数目及相对位置（见6.2）。9.2试验报告
试验报告应包括：
a）开关设备和控制设备的确认文件，包括结构和安装的详细资料；b）抗震性能试验的资料；
试验设备：
1）位置；
2）试验设备的说明和校定；
d）试验方法及程序；
包含性能数据的试验数据（见6.7.2.1和7.2)；e）bzxz.net
结果和结论；
批准签字及日期。
9.3分析报告
作为性能评价证据的分析应分步列出。+2%阻尼比
阻尼比
—5%阻尼比
10%尼比
额率/Hz
GB/T13540—2009
20%阻尼比及更大
加速度幅值/（m/s）
阻尼比
注1；根据GB/T2424.25，g的数值应圆整到最后的整数，即10m/s。注2：按照GB/T2423.48，RRS表示生成的波形为推荐的形状，图1地面安装的开关设备和控制设备的RRS-阻尼比
阻尼比
20%及更大
水平方向地面加速度：AG5：ZPA=5m/s?（0.5g）7
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