GB/T 28810-2012
基本信息
标准号： GB/T 28810-2012
中文名称：高压开关设备和控制设备 电子及其相关技术在开关设备和控制设备的辅助设备中的应用
标准类别：国家标准(GB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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相关标签： 高压 开关设备 控制 设备 电子 相关 技术 辅助 应用
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
GB/T 28810-2012 高压开关设备和控制设备 电子及其相关技术在开关设备和控制设备的辅助设备中的应用
GB/T28810-2012
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标准内容
ICS 29. 130. 10
中华人民共和国国家标准
GB/T 28810—2012
高压开关设备和控制设备
电子及其
相关技术在开关设备和控制设备的辅助设备中的应用
High-voltage switchgear and controlgear-The use of electronic and associatedtechnologies in auxiliary equipment of switchgear and controlgear(IEC 62063:1999,MOD)
2012-11-05发布
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國
2013-02-01实施
GB/T 28810 ---2012
1范围
2规范性引用文件
3术语和定义
设计与结构
4.1概述
4.2系统结构
4.3变送器和执行器
接口和连接
5变电站中推荐使用的新技术
5.1安装
5.2变送器和执行器
5.3绝缘方面·
5.4安全性和保密性
5.5连接器的防护等级·
5.6维修
6标准革新的建议
6.1新技术的引人导致的变化·
6.2标推现场总线的引入导致的变化·目
附录A（规范性附录）开关设备和控制设备应用的趋势参考文献
本标推按照GB/T1.1-2009给出的规卿起草。GB/T28810—2012
本标准修改采用IEC62063：1999高压开关设备和控制设备电子及其相关技术在开关设备和控制设备的辅助设备中的应用》。本标准与IEC62063：1999的主要差别有：-将IEC62063：1999中第4部分“开关设备和控制设备应用的趋势”作为附录内容；一将IEC62063：1999中第5部分\技术趋势”更改为“设计与结构”，一一增加了“必要时，智能化开关设备中的电子装置与高压开关设备一起进行相关试验”；-增加了*高压开关设备和控制设备的接口标准见GB/T28811(IEC62271-3）”；-理想开关设备基本功能的示例增加：动作计数器和SF。度监测：理想开关设备非基本功能的示例去掉：动作计数器和SF。气体密度监测，将极的爬电比距更改为绝缘状态：
—一删除了实现现场总线的制约因素；在维修的趋势中去掉：关于财政限制和缺乏专业知识人员的附加因素！在变送器的应用章节明确工业变送器用于压力和温度的括号中的液压改为液压机构用流体；删除了7.2中关于“TC57已着手起草关于接口方面的标准”的内容。本标准由中国电器工业协会提出。本标推出全国高压开关设备标准化技术委员会（SAC/TC65)归口。本标准负资起草单位：西安高压电器研究院有限责任公司。本标准参加起草单位：西安西电自动化控制系统有限资任公司、金华电力开关有限公司、日升集团有限公司、许昌开普电器检测研究院、南京新宁光电自动化有限公司、上海西门子高压开关有限公司.南京南瑞继保电气有限公司、浙江华仪电力白动化有限公司、北京科锐配电白动化股份有限公司、武汉市武吕电控设备有限公可、新东北电气（沈阳)高压开关有限公司，ABB（中国)有限公司中压技术中心、西安西开商压电气股份有限公司、河南平高电气股份有限公司、天津市三源电力设备制造有限公司、天水长城开关厂有限公司、ABB（中国）有限公司集团研究中心。本标准主要起草人：游一民、雷颖、薛哗、用恩文、张实：本标准参加起草人：任稳柱、路俊勇、牟京卫、冯建华、戴冬云、张杭、张劳、卢德银、欧建军、林爱民、贺春、汤汉松、孙波、须雷、廖学军、袁钦成、沈祥裕、李志刚、付海明、王军、周华、陈娟、井军华、彭在兴、顾德明、李菊红、王照、王其恺，I
1范围
1.1范围和目标
高压开关设备和控制设备电子及其相关技术在开关设备和控制设备的辅助设备中的应用
GB/T 28810—2012
本标准规定了对与高压开关设备和控制设备相关的国家标准引入先进技术的基本导则。要求这些先进技术可以使开关设备的用户最大限度地获得由电子设备带来的利益。本标准限定了技术允许与开关设备和控制设备相关的辅助设备的全部或部分采用电了装置。本标谁中引人的新条款就是为了涵盖这些技术。它还定义了应保证的功能的不同等级，以及相应的界定条件，它将：
给用提供与所选技术无关的运行安全性保证。这就要求，例如在来用变送器的情况下，应有涉及准确度、响应时问,可试验性等方面的条款。允许制造厂通过自已特有的技术保证要求的功能。可以白行选择使用或者不使用光纤，数字式连接或传统式连接通信网络等。一必要时，智能化开关设备中的电子装置与高压并关设备一起进行相关试验。一高压开关设备和控制设备的接口标准见GB/T28811。1.2新的概念
开关设备可以从两个方面来考虑：一一次设备即开关设备的高压部分，用于高压绝缘、裁流和并合：辅助设备即并关设备的低压部分，用于主元件的控制和监测。采用传统的技术，这两部分避常均由一个开关设备制造厂提供，其分界就是通常的端子排。电子技术的使用引起下述几方面发生重大变化：辅助设备的位置不必限定于相应的开关设备，而可以放置在任何位置，从开关设备的就地控制柜到变电站的控制室。一次设备和辅助设备的分界不再是物理上接近就地控制柜的位置一辅助设备的不同元件可以由不同的制造！提供。一一采用分布式结构的电子技术，基于微处理器的元件和数字通信引入了可信性方面的新概念。这将导致开关设备的维修规程以及用户运行方式的改变。继而，在变电站内部出现故障的情况下，就出现了责任划分问题。本标准建议对相关标准进行修改，以明确一次设备和辅助设备制造商之阅的责任。1.3本标准的结构
本标准主要由3部分组成。
第1部分（第1章～第3章）讲述本标准的范围、引用标准和术语定义：第2部分（第4章）着重于系统结构设计、安装、试验等方面的技术和结果：第3部分（第5章、第6章)推荐在一-些变电站使用新技术和建议对标准进行适当修改以适应新形势。1
GB/T28810--2012
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T2900.13—2008电工术语可信性与服务质量（IEC60050-191:1990.IDT)GB/T2900.562008电工术语自动控制(IEC60050-351:2006，IDT）GB/T3805—2008特低电压（ELV）限值GB/T5080.1：1986设备可靠性试验总要求idtIEC60605-1:1978）GB/T5083.2—1986设备可靠性试验试验周期设计导则GB/T5080.11985设备可靠性试验可靠性测定试验的点估计和区间估计方法（指数分布）GB/T5080.5--1985设备可靠性试验成功率的验证试验方案（id1IEC60605-5：1982）GB/T5080.6—1996设备可靠性试验恒定失效率假设的有效性检验（idtIEC60605-6：1989）GB7288（所有部分）设备可靠性试验推荐的试验条件（IEC60605（所有部分)）GB/T7289—1987可靠性、维修性与有效性预计报告编写指南（eg[EC60863：1986）GB/T11022--2011高送开关设备利控制设备标准的共用技术要求（IEC62271-1:2007MOD）GB/T14733.5—1993电信术语使用离散信号的电信方式，电报、传真和数据通信GB/T17045—2008电击防护装置利设备的通用部分（IFC61140:200I，IDT）IEC61000-5-1：1996电磁兼容性（EMC）第5部分：安装和调试指南第1节：一般考虑基础EMC 出版物(Electromagnetic cormparibility Part 5: Installation and mitigation guidelines Section l:General considerationsBasicFMCpublication)IEC61000-5-2：1.997电磁兼容性（EMC）第5部分：安装和调试指南第2节：接地和电缆激设基础 EMC 出版物（Electromagnetic compatibility Part 5:Installation and mitigation guidelinesSection 2: Earthing and cabling Basitc FMC publication)IEC61000-5-6电磁兼容性（EMC）第5部分：安装利调试指南第6节：外部电影响的克服(正在考虑中)(Electromagnetic compatibility Part 5:Installation and rmitigation guidelines Section 6:Mitigation ol exiernal EM influences(under consideration))ANSI/IEEE110：1993对于供电和接地敏感的电子设备IEEE推荐的经验（IEEErecommendedpractice lor powering and gruunding sensitive electronic equipment)3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1与元件有关的定义（开关设备和控制设备的部件）3. 1. 1
模似装置aaaloguedevice
装置的输出取决于装置的输入，且输出是在其范围内连续变化的。3. 1.2
数字装置nameric device
装置的输出取决于装置的输入，且输出的是数字量（装置输出的数字量可以是串行的，也可以是并行的）。
智能开关设备intelligent switchgearGB/T 28810--2012
具有较高性能的开关设备和控制设备，配装有电子设备，变送器和执行器，不仪具有开关设备的基本功能，还具有附加功能，尤其在监测和诊断方面。3.1.4
理想开关设备idealiscd switchgear无任何内部故障如老化效应、气体或油的泄露、电气的或机械的磨损，且仅对外部要求作出反应的开关设备和控制设备。因此，理想开关设备不需要使用监测系统来保证其正确运行（免维护开关设备和控制设备）。
注：显然，这样的开关设备和控制设备并不存在，定义这样一个概念的目的是为了清楚地区分什么功能操作所要求的,什么是保证开关设备和控制设备正确性能所要求的。3.1.5
变送器transducer
根据确定的法则，接收物理量形式的信息并把其转化成相同形式或其他物理量形式，便于传输或使用的装置。
传感器 sensor
变送器的一部分，把输人信号转化成适合于测量的形式。3.1.7
接口点 interfacing point
适合于用连接到其他设备的端口。3.1.8
临时连接lemporarycunnection
开关设备和控制设备正常运行时不要求的连接，即仅用于调试或维修目的的连接。3.1.9
执行器actuator
辅助设备的录终控制元件。
注：最终控制元件通常都是机械式（阀、气闸、钳夹等），但也有其他形式的（例如，发电机的励磁装置）。3.1.10
并行传翰 parallel transmission字符信号或信号中的信号单元在各自的通道同时传输。[GB/T 14733.5—1993的 3. 3. 3的 721,33. 17,修改过3. 1.11
串行传输serial transmission
字符信号或信号串的信号单元在连续的时间间隔内传输，这种传输本身可以是连续的，也可以是断续的。
[GB/T14733.5—1993的3.3.3的721.33.16，修改过］3.2与功能有关的术语和定义
hase switchgear functions
开关设备的基本功能
保证理想开关设备和控制设备正确运行所要求的功能，如对开关设备和控制设备外部事件作出的反应。
GB/T 28810—2012
注：为了正确运行，即使是理想开关设备（见定义）也应根据一组相关联的装置的状态来操作。例如，隔离开关的授权操作取决于临近的接地开关设备的状态。根据现行标准和一般可接受的用广要求，应提供一定数量的这种控制功能。考虑到二次设备，如今这些功能通过机械的或电路的机电控制和辅助设备来实现，可以统称为开关设备的湛本功能。
基本功能的示例有:脱扣、合闻,位置指示,防跳联,联锁,通信,动作计数器和 SF。密度监测等。实际上，开关设备通常都要承受老化效应、气体或油的泄漏，电气或机械磨损，更进·步，开关设备的绝缘和开合性能取决于-·系列参量的影响，例如；围温度，“体密度或电损。为了正确运行，开关设备的基本功能通常由一系列非基本功能来完善，在基本功能实现授权动作时它们保证了开关设备的正确运行。应注意到监测功能并非基本功能。
这些功能的示例有：早期警告报警（SF，能量的损失），绝缘状态、合阐和分闻时间、行程曲线采集、储能（O-CC)的间隔等。
开关设备和控制设备监测switchgearzndcontrolgearmoniloring通过对影响开关设备和控制设备的能力或实现其功能的部分能力的一个或多个参量的测量，来判断哪些参量不在其有效范围内。3.2.3
Emonitoring system
监测系统
实现预定监测功能的在线系统，3.2.4
修复性维修corrective maintenance故障确认后为使产品恢复到能完成要求的功能的状态所实施的维修。[GB/T 2900.13—2008 的 2, 7 的 11-07-08~3.2.5
预防性维修 preventive mainlenance在预定的时问问隔或根据规定的判据以及为「降低故障的概率或防止某项功能的劣化而进行的维修。
[GB/T2900.13—2008的2.7的191-07-07，修改过】3.2.6
状态维修condition-based maintenance根据监测系统探测到的，以某些规定判据为基础的预防性维修3.2.7
预计prediction
用于获得某个的预计值的计算过程。[GB/T 2900. 13—2008 的 2. 16 的 191-16-01-3.2.8
颈测性维修predictive mainteance根据故障查我的预测和要求的介人概率所逃行的维修。3.2.9
supervision
自在观察某个元件的状态，不论手动或自动进行的一种行为。[GB/T2900.13—2008的2.7的191-07-26，修改过］注：自动监测可以在该元作的内部或外部进行。3.2.10
以可靠性为核心的维修reliability centered maintenanceRCM
GB/T 28810—2012
一种确定系统中设备维修要求的结构方法学。它是根据设备故障危害度的估算、故障的概率和故障对整个系统可靠性的影响来作出维修决策的过程，3.3与运行性能有关的术语和定义3.3.1
弹跳时间bounce time
触头在关合电路时，从触头第一次接触瞬闻到回路取得永久接通瞬问的时间间隔。3.3.2
可信性dependability
用来描述系统在下述任一因素;可靠性,维修性、可用性和安全性方面的一个共同术语。『GB/T2900.13—2008的2.2的191-02-03，修改过』3.3.3
可用性availability
在所要求的外部资源得到提供的情况下，产品在给定的条件下、在给定的时刻或时间区间内处于能完成要求的功能状态的能力
[GB/T 290. 132008 的 2. 2的 191-02-053.3.4
瞬时可用度instantaneous availabilits在所要求的外部资源得到提供的情况下，产品在给定的条件下和给定的时刻处于能完成要求的均能状态的概率。
[GB/T 2900. 132008的 2.11 的 191-11-013.3.5
可靠度reliability
产品在给定的条件下和给定的时间区间内能完成要求的功能的概率。[GB/T2900.13—2008的2.12的191-12-0]]3.3. 6
维修度maintainability
在规定条件下和采用规定的程序和资源，对十某个元件，在给定的维修条件下所采取的主动维修行为的概率。
【GB/T2900.13—2008的2.13的191-13-01,修改过】3.3.7
安全性safety
为了提高可能危及操作者、设备、系统性能等的安全而采取的附加措施的保护形式。4设计与结构
4.1概述
早期变电站中的低压部分的技术，即变电站控制和监测系统的技术，是基于传统电路的机电设备：自从80年代中期，通过引人了数字式变电站控制系统对该技术产生了积极影响。这些新型、计算机化装置的主要优点包括：良好的人机接口、灵活性、用广友好的方式、运行可靠性、减少空间要求，且可以提GB/T28810--2012
供早期故障探测。例如，持续的自我监视能力，尽管采用了数字式变电站控制系统：但与开关设备直接相关的系统的低压部分，即安装在操动机构箱内的机电控制设备（辅助开关、限位接点等），已经成熟，至今没有创新。与过程（即一次元件）的接口，传统1：，由机电控制技术实现。经验表明，开关设备的大部分误操作和失效出现在其操动机构中的机电辅助和控制设备中或其周围，继而，系统化地减少了传统的机电控制设备以及过强和数字式变电站控谢系统之间的并行连接线，就可望获得更高的可靠性。开关设备的可用性得以提汗，并伴随着在其整个使用寿命期间较高的投资/收益率。用于过程接口的传统的机电元件可以用新型的变送器、执行器和集成的微控制器技术取代，这样可给用户提供最新的功能，而且还在过程控制和监测领域提供更大范围的新的备选功能。实现这一-过程接口的最先进方法是由尽可能靠近过程的独力工作的电子装置组成分散系统。它们可以直接装在断路器或陷离开关的机构箱内，且可以就地处理过程规定的所有任务：在一个间隔内，这些分布式装置、继电保护装置、间隔控制器和数字式变电站控制系统的其他装置之问的通信优先通过串行数据通信和现场总线方式（过程总线）完成。因此，来自过程的变电站的传统硬接线与下一层的计算机连接技术并存，其间通过接口（如EMI-满离器利信号电平转换器）联系，这种异质的控制技术将会被一个同质的从过程到网络级的数字控制技术取代。次设备，例如断路器、隔离开关等高压部件，如今已非常可靠且技术已非常成熟，它们的故障率远低于控制设备的故障率。与此相比，更广泛地对开关设备进行监测是个趋势。监测装置可以是开关设备的附加零件，也可以是如上述提及的数字式变电站控制系统等先进的组合元件，根据来用的原理，监测既可以在线又可以离线实现。所有原理的共同国标是借助于各种各样的诊断方法，根据采集的数据去寻找商用的最佳值，作为所涉及开关设备状态、维修周期和新设备的投资期限的函数。4.2系统结构
4.2.1功能结构
引人理想开关设备的概念，所真有的基本功能和用于监测的附加功能，构成完整开关设备和控制设备的一般功能模型如图1所示。
开关设备的曲设备
监动糖
来自其他经
来自就地MI
来自过程
说明：MMI一人机接口
数据处理
闭锁。自动脱扣等
oox ex:
基本功能思
建极开关务的美
控制指令
一次设备
图1开关设备和控制设备的功能结构到其他级
到就地MMI
4.2.2系统结构的发展
GB/T 28810—2012
在开关设备和控制设备中引入电子辅助设备，打开了通向各种各样关于如何实现与开关设备直接相关的功能以及如何在间隔层或变电站层上将过程与保护及控制设备连接等概念的途径。传感器，执行器和电子技术使开关设备有新的备选功能而升级，并且具有使其他功能从间隔层或变电站层转秘到过程层的可能性。
由于采用了电子技术，辅助设备提供了实现开关设备和控制设备要求功能的多种可能性。根据所选的技术、概念或原理，开关设备和控制设备次技术将导致特定的系统结构。现今的系统结构其技术手段并设有经过任何标推化处理。开放式即竞争者的产品间的一致性和兼睿性仅体现在通信接口上，例如传统的并行连接线或通过光纤或双绞线的串行数据传输。4.2.3结构比较
图2给出了开关设备的传统结构（结构1）。并关设备的控制和辅助部分是由一定数量的传统元件组成，如继电器、连线、端子排、辅助开关等，置于断路器操动机构箱内或者靠近就地的控制柜，并且通过多芯电缆与间陷中的控制和保护设备相连。开关设备
（断器
隔离开关等）
机电式
二次设备
到就地控制柜的机电式硬违接
接口点
图 2 开关设备的传统结构[结构 1]只要开关设备的传统二次设备通过新技术使其或多或少得到提升，则与传统控制和保护设备的接口可以按照图2或图3来实现。图3中给出的系统结构结构2描述了开关设备通过串行数据传输与装置的链接。例如在变电站控制室内，它提供数字输人和输出通道去模拟开关设备以前的机电式辅助触点，率2中的这些机电式辅助触点已被电子元件替代。控制和操作这样一个系统的主要功能是由软件模块握供的，
陷离开关等）
电子式
二次设备
申行数据传输
输入/出
图3硬连接环境中具有电子式二次设备的开关设备（远方)结构2]硬连楼
接口点
考虑到现有的数字式变电站控制系统，有可能以更直接的方式实现远方输入/输出，因此提议采用由结构2演变来的稍加改良的结构，即所谓的RTB(远方端排）。它可以在串行链接和现有的控制计算机之间起接口作用。
除了开关设备和远方输入/输出单元之间的串行通信链接外，图4中的系统结构（结构3)与图2中的系统结构类似，输人/输出单元置入开关设备的外克内。数字端口设置在传统的端子排或插座附近。F
GB/T 28810--2012
开关设备
（断路装，
隔离开关等）
电子式
二次设备
墩字式
输入/挣出
图4硬连接环境中具有电子辅助设备的开关设备（就地儿结构3]便连接
接口点
正因为变电站层使用电子辅助设备和在间隔层和变电站层中使用数字式控制系统，串行数据传输便可以按图5（结构1)使用。因此，在这样的环境中，就不再需要机械触点或带有数字式输入和输出的模拟元件。
开关设备
《断尚器、
临商开关等）
电子式
一改设备
到就地控制柜的申行数据传编Www.bzxZ.net
接口点
图5具有与串行通信连接的电子辅助设备的开关设备[结构4]其他的系统结构如图6～图8所示，它们包括了图2～图5中所示的些结构，并提供了一些附加功能。这些附加功能可以是监测功能，可以通过安装在开关设备上独立的附加装置以最简单的方式提供。进一步处理所要求的过程信息既可以通过并行线路也可以遵过串行数据传输到变电站的间隔层或变电站层（图6和图7)(结构5和结构6）。开关设备
（斯路器、
陷开关等）
监测装罩
按照图2~-图5
硬注接到控制柜的监测功能
接口点
图6由独立的附加装置提供的监测功能(硬连接)[结构58
开关设备
(断路器、
隔离开关等
监测装查
按照图2图6
监测装置和控制柜之问的串行数据传输图7由独立的附加装置提供的监测功能(串行连接)[结构6]GB/T28810—2012
接口点
集成度最高的方法见图8（结构7）：监测功能集成在与开关设备直接相关的电子控制设备内。监测功能通过模块来实现，利用了用于替换机电设备而附于开关设备上的传感器所提供的过程信息的优点。监测模块更有效地利用了传感器提供的信息，这些信息也是全面控制和操作开关设备所需的软件的一部分。开关设备
（断路器
隔离开关等）
按照图2~图5
包括监测功能
图8集成在开关设备的电子辅助设备中的监测功能【结构7]4.2.4接口技术
4.2.4.1现场总线
串行通信可以通过点对点或多点链接（专用连接）来实现，它替代了并行（线缆）链接。现在局部使用并代表了未来发展的主要趋势是采用现场总线连接去替代点对点或多点链接的串行或并行链接。
现场总线的应用会大大减少电缆连接，继而降低铺设和维修的费用。更进一步，现场总线的连接可导致在改变或添加信息方面更好的灵活性，以实现真正的分布式结构。4.2.4.2远方端子排(RTB)
RTB的概念允许制造厂和用户在一侧的开关设备和控制设备（0级）以及另一侧变电站的监测和控制(1级)之间规定一个开放的接口系统。图9所示的标接口可以满足现今的计算机化的变电站控制系统的需要。
链接就是RTB内部的过程映像中的数据连续刷新的通道。所提供的数据，既包括来自0级系统面9
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3术语和定义
设计与结构
4.1概述
4.2系统结构
4.3变送器和执行器
接口和连接
5变电站中推荐使用的新技术
5.1安装
5.2变送器和执行器
5.3绝缘方面·
5.4安全性和保密性
5.5连接器的防护等级·
5.6维修
6标准革新的建议
6.1新技术的引人导致的变化·
6.2标推现场总线的引入导致的变化·目
附录A（规范性附录）开关设备和控制设备应用的趋势参考文献
本标推按照GB/T1.1-2009给出的规卿起草。GB/T28810—2012
本标准修改采用IEC62063：1999高压开关设备和控制设备电子及其相关技术在开关设备和控制设备的辅助设备中的应用》。本标准与IEC62063：1999的主要差别有：-将IEC62063：1999中第4部分“开关设备和控制设备应用的趋势”作为附录内容；一将IEC62063：1999中第5部分\技术趋势”更改为“设计与结构”，一一增加了“必要时，智能化开关设备中的电子装置与高压开关设备一起进行相关试验”；-增加了*高压开关设备和控制设备的接口标准见GB/T28811(IEC62271-3）”；-理想开关设备基本功能的示例增加：动作计数器和SF。度监测：理想开关设备非基本功能的示例去掉：动作计数器和SF。气体密度监测，将极的爬电比距更改为绝缘状态：
—一删除了实现现场总线的制约因素；在维修的趋势中去掉：关于财政限制和缺乏专业知识人员的附加因素！在变送器的应用章节明确工业变送器用于压力和温度的括号中的液压改为液压机构用流体；删除了7.2中关于“TC57已着手起草关于接口方面的标准”的内容。本标准由中国电器工业协会提出。本标推出全国高压开关设备标准化技术委员会（SAC/TC65)归口。本标准负资起草单位：西安高压电器研究院有限责任公司。本标准参加起草单位：西安西电自动化控制系统有限资任公司、金华电力开关有限公司、日升集团有限公司、许昌开普电器检测研究院、南京新宁光电自动化有限公司、上海西门子高压开关有限公司.南京南瑞继保电气有限公司、浙江华仪电力白动化有限公司、北京科锐配电白动化股份有限公司、武汉市武吕电控设备有限公可、新东北电气（沈阳)高压开关有限公司，ABB（中国)有限公司中压技术中心、西安西开商压电气股份有限公司、河南平高电气股份有限公司、天津市三源电力设备制造有限公司、天水长城开关厂有限公司、ABB（中国）有限公司集团研究中心。本标准主要起草人：游一民、雷颖、薛哗、用恩文、张实：本标准参加起草人：任稳柱、路俊勇、牟京卫、冯建华、戴冬云、张杭、张劳、卢德银、欧建军、林爱民、贺春、汤汉松、孙波、须雷、廖学军、袁钦成、沈祥裕、李志刚、付海明、王军、周华、陈娟、井军华、彭在兴、顾德明、李菊红、王照、王其恺，I
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高压开关设备和控制设备电子及其相关技术在开关设备和控制设备的辅助设备中的应用
GB/T 28810—2012
本标准规定了对与高压开关设备和控制设备相关的国家标准引入先进技术的基本导则。要求这些先进技术可以使开关设备的用户最大限度地获得由电子设备带来的利益。本标准限定了技术允许与开关设备和控制设备相关的辅助设备的全部或部分采用电了装置。本标谁中引人的新条款就是为了涵盖这些技术。它还定义了应保证的功能的不同等级，以及相应的界定条件，它将：
给用提供与所选技术无关的运行安全性保证。这就要求，例如在来用变送器的情况下，应有涉及准确度、响应时问,可试验性等方面的条款。允许制造厂通过自已特有的技术保证要求的功能。可以白行选择使用或者不使用光纤，数字式连接或传统式连接通信网络等。一必要时，智能化开关设备中的电子装置与高压并关设备一起进行相关试验。一高压开关设备和控制设备的接口标准见GB/T28811。1.2新的概念
开关设备可以从两个方面来考虑：一一次设备即开关设备的高压部分，用于高压绝缘、裁流和并合：辅助设备即并关设备的低压部分，用于主元件的控制和监测。采用传统的技术，这两部分避常均由一个开关设备制造厂提供，其分界就是通常的端子排。电子技术的使用引起下述几方面发生重大变化：辅助设备的位置不必限定于相应的开关设备，而可以放置在任何位置，从开关设备的就地控制柜到变电站的控制室。一次设备和辅助设备的分界不再是物理上接近就地控制柜的位置一辅助设备的不同元件可以由不同的制造！提供。一一采用分布式结构的电子技术，基于微处理器的元件和数字通信引入了可信性方面的新概念。这将导致开关设备的维修规程以及用户运行方式的改变。继而，在变电站内部出现故障的情况下，就出现了责任划分问题。本标准建议对相关标准进行修改，以明确一次设备和辅助设备制造商之阅的责任。1.3本标准的结构
本标准主要由3部分组成。
第1部分（第1章～第3章）讲述本标准的范围、引用标准和术语定义：第2部分（第4章）着重于系统结构设计、安装、试验等方面的技术和结果：第3部分（第5章、第6章)推荐在一-些变电站使用新技术和建议对标准进行适当修改以适应新形势。1
GB/T28810--2012
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T2900.13—2008电工术语可信性与服务质量（IEC60050-191:1990.IDT)GB/T2900.562008电工术语自动控制(IEC60050-351:2006，IDT）GB/T3805—2008特低电压（ELV）限值GB/T5080.1：1986设备可靠性试验总要求idtIEC60605-1:1978）GB/T5083.2—1986设备可靠性试验试验周期设计导则GB/T5080.11985设备可靠性试验可靠性测定试验的点估计和区间估计方法（指数分布）GB/T5080.5--1985设备可靠性试验成功率的验证试验方案（id1IEC60605-5：1982）GB/T5080.6—1996设备可靠性试验恒定失效率假设的有效性检验（idtIEC60605-6：1989）GB7288（所有部分）设备可靠性试验推荐的试验条件（IEC60605（所有部分)）GB/T7289—1987可靠性、维修性与有效性预计报告编写指南（eg[EC60863：1986）GB/T11022--2011高送开关设备利控制设备标准的共用技术要求（IEC62271-1:2007MOD）GB/T14733.5—1993电信术语使用离散信号的电信方式，电报、传真和数据通信GB/T17045—2008电击防护装置利设备的通用部分（IFC61140:200I，IDT）IEC61000-5-1：1996电磁兼容性（EMC）第5部分：安装和调试指南第1节：一般考虑基础EMC 出版物(Electromagnetic cormparibility Part 5: Installation and mitigation guidelines Section l:General considerationsBasicFMCpublication)IEC61000-5-2：1.997电磁兼容性（EMC）第5部分：安装和调试指南第2节：接地和电缆激设基础 EMC 出版物（Electromagnetic compatibility Part 5:Installation and mitigation guidelinesSection 2: Earthing and cabling Basitc FMC publication)IEC61000-5-6电磁兼容性（EMC）第5部分：安装利调试指南第6节：外部电影响的克服(正在考虑中)(Electromagnetic compatibility Part 5:Installation and rmitigation guidelines Section 6:Mitigation ol exiernal EM influences(under consideration))ANSI/IEEE110：1993对于供电和接地敏感的电子设备IEEE推荐的经验（IEEErecommendedpractice lor powering and gruunding sensitive electronic equipment)3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1与元件有关的定义（开关设备和控制设备的部件）3. 1. 1
模似装置aaaloguedevice
装置的输出取决于装置的输入，且输出是在其范围内连续变化的。3. 1.2
数字装置nameric device
装置的输出取决于装置的输入，且输出的是数字量（装置输出的数字量可以是串行的，也可以是并行的）。
智能开关设备intelligent switchgearGB/T 28810--2012
具有较高性能的开关设备和控制设备，配装有电子设备，变送器和执行器，不仪具有开关设备的基本功能，还具有附加功能，尤其在监测和诊断方面。3.1.4
理想开关设备idealiscd switchgear无任何内部故障如老化效应、气体或油的泄露、电气的或机械的磨损，且仅对外部要求作出反应的开关设备和控制设备。因此，理想开关设备不需要使用监测系统来保证其正确运行（免维护开关设备和控制设备）。
注：显然，这样的开关设备和控制设备并不存在，定义这样一个概念的目的是为了清楚地区分什么功能操作所要求的,什么是保证开关设备和控制设备正确性能所要求的。3.1.5
变送器transducer
根据确定的法则，接收物理量形式的信息并把其转化成相同形式或其他物理量形式，便于传输或使用的装置。
传感器 sensor
变送器的一部分，把输人信号转化成适合于测量的形式。3.1.7
接口点 interfacing point
适合于用连接到其他设备的端口。3.1.8
临时连接lemporarycunnection
开关设备和控制设备正常运行时不要求的连接，即仅用于调试或维修目的的连接。3.1.9
执行器actuator
辅助设备的录终控制元件。
注：最终控制元件通常都是机械式（阀、气闸、钳夹等），但也有其他形式的（例如，发电机的励磁装置）。3.1.10
并行传翰 parallel transmission字符信号或信号中的信号单元在各自的通道同时传输。[GB/T 14733.5—1993的 3. 3. 3的 721,33. 17,修改过3. 1.11
串行传输serial transmission
字符信号或信号串的信号单元在连续的时间间隔内传输，这种传输本身可以是连续的，也可以是断续的。
[GB/T14733.5—1993的3.3.3的721.33.16，修改过］3.2与功能有关的术语和定义
hase switchgear functions
开关设备的基本功能
保证理想开关设备和控制设备正确运行所要求的功能，如对开关设备和控制设备外部事件作出的反应。
GB/T 28810—2012
注：为了正确运行，即使是理想开关设备（见定义）也应根据一组相关联的装置的状态来操作。例如，隔离开关的授权操作取决于临近的接地开关设备的状态。根据现行标准和一般可接受的用广要求，应提供一定数量的这种控制功能。考虑到二次设备，如今这些功能通过机械的或电路的机电控制和辅助设备来实现，可以统称为开关设备的湛本功能。
基本功能的示例有:脱扣、合闻,位置指示,防跳联,联锁,通信,动作计数器和 SF。密度监测等。实际上，开关设备通常都要承受老化效应、气体或油的泄漏，电气或机械磨损，更进·步，开关设备的绝缘和开合性能取决于-·系列参量的影响，例如；围温度，“体密度或电损。为了正确运行，开关设备的基本功能通常由一系列非基本功能来完善，在基本功能实现授权动作时它们保证了开关设备的正确运行。应注意到监测功能并非基本功能。
这些功能的示例有：早期警告报警（SF，能量的损失），绝缘状态、合阐和分闻时间、行程曲线采集、储能（O-CC)的间隔等。
开关设备和控制设备监测switchgearzndcontrolgearmoniloring通过对影响开关设备和控制设备的能力或实现其功能的部分能力的一个或多个参量的测量，来判断哪些参量不在其有效范围内。3.2.3
Emonitoring system
监测系统
实现预定监测功能的在线系统，3.2.4
修复性维修corrective maintenance故障确认后为使产品恢复到能完成要求的功能的状态所实施的维修。[GB/T 2900.13—2008 的 2, 7 的 11-07-08~3.2.5
预防性维修 preventive mainlenance在预定的时问问隔或根据规定的判据以及为「降低故障的概率或防止某项功能的劣化而进行的维修。
[GB/T2900.13—2008的2.7的191-07-07，修改过】3.2.6
状态维修condition-based maintenance根据监测系统探测到的，以某些规定判据为基础的预防性维修3.2.7
预计prediction
用于获得某个的预计值的计算过程。[GB/T 2900. 13—2008 的 2. 16 的 191-16-01-3.2.8
颈测性维修predictive mainteance根据故障查我的预测和要求的介人概率所逃行的维修。3.2.9
supervision
自在观察某个元件的状态，不论手动或自动进行的一种行为。[GB/T2900.13—2008的2.7的191-07-26，修改过］注：自动监测可以在该元作的内部或外部进行。3.2.10
以可靠性为核心的维修reliability centered maintenanceRCM
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一种确定系统中设备维修要求的结构方法学。它是根据设备故障危害度的估算、故障的概率和故障对整个系统可靠性的影响来作出维修决策的过程，3.3与运行性能有关的术语和定义3.3.1
弹跳时间bounce time
触头在关合电路时，从触头第一次接触瞬闻到回路取得永久接通瞬问的时间间隔。3.3.2
可信性dependability
用来描述系统在下述任一因素;可靠性,维修性、可用性和安全性方面的一个共同术语。『GB/T2900.13—2008的2.2的191-02-03，修改过』3.3.3
可用性availability
在所要求的外部资源得到提供的情况下，产品在给定的条件下、在给定的时刻或时间区间内处于能完成要求的功能状态的能力
[GB/T 290. 132008 的 2. 2的 191-02-053.3.4
瞬时可用度instantaneous availabilits在所要求的外部资源得到提供的情况下，产品在给定的条件下和给定的时刻处于能完成要求的均能状态的概率。
[GB/T 2900. 132008的 2.11 的 191-11-013.3.5
可靠度reliability
产品在给定的条件下和给定的时间区间内能完成要求的功能的概率。[GB/T2900.13—2008的2.12的191-12-0]]3.3. 6
维修度maintainability
在规定条件下和采用规定的程序和资源，对十某个元件，在给定的维修条件下所采取的主动维修行为的概率。
【GB/T2900.13—2008的2.13的191-13-01,修改过】3.3.7
安全性safety
为了提高可能危及操作者、设备、系统性能等的安全而采取的附加措施的保护形式。4设计与结构
4.1概述
早期变电站中的低压部分的技术，即变电站控制和监测系统的技术，是基于传统电路的机电设备：自从80年代中期，通过引人了数字式变电站控制系统对该技术产生了积极影响。这些新型、计算机化装置的主要优点包括：良好的人机接口、灵活性、用广友好的方式、运行可靠性、减少空间要求，且可以提GB/T28810--2012
供早期故障探测。例如，持续的自我监视能力，尽管采用了数字式变电站控制系统：但与开关设备直接相关的系统的低压部分，即安装在操动机构箱内的机电控制设备（辅助开关、限位接点等），已经成熟，至今没有创新。与过程（即一次元件）的接口，传统1：，由机电控制技术实现。经验表明，开关设备的大部分误操作和失效出现在其操动机构中的机电辅助和控制设备中或其周围，继而，系统化地减少了传统的机电控制设备以及过强和数字式变电站控谢系统之间的并行连接线，就可望获得更高的可靠性。开关设备的可用性得以提汗，并伴随着在其整个使用寿命期间较高的投资/收益率。用于过程接口的传统的机电元件可以用新型的变送器、执行器和集成的微控制器技术取代，这样可给用户提供最新的功能，而且还在过程控制和监测领域提供更大范围的新的备选功能。实现这一-过程接口的最先进方法是由尽可能靠近过程的独力工作的电子装置组成分散系统。它们可以直接装在断路器或陷离开关的机构箱内，且可以就地处理过程规定的所有任务：在一个间隔内，这些分布式装置、继电保护装置、间隔控制器和数字式变电站控制系统的其他装置之问的通信优先通过串行数据通信和现场总线方式（过程总线）完成。因此，来自过程的变电站的传统硬接线与下一层的计算机连接技术并存，其间通过接口（如EMI-满离器利信号电平转换器）联系，这种异质的控制技术将会被一个同质的从过程到网络级的数字控制技术取代。次设备，例如断路器、隔离开关等高压部件，如今已非常可靠且技术已非常成熟，它们的故障率远低于控制设备的故障率。与此相比，更广泛地对开关设备进行监测是个趋势。监测装置可以是开关设备的附加零件，也可以是如上述提及的数字式变电站控制系统等先进的组合元件，根据来用的原理，监测既可以在线又可以离线实现。所有原理的共同国标是借助于各种各样的诊断方法，根据采集的数据去寻找商用的最佳值，作为所涉及开关设备状态、维修周期和新设备的投资期限的函数。4.2系统结构
4.2.1功能结构
引人理想开关设备的概念，所真有的基本功能和用于监测的附加功能，构成完整开关设备和控制设备的一般功能模型如图1所示。
开关设备的曲设备
监动糖
来自其他经
来自就地MI
来自过程
说明：MMI一人机接口
数据处理
闭锁。自动脱扣等
oox ex:
基本功能思
建极开关务的美
控制指令
一次设备
图1开关设备和控制设备的功能结构到其他级
到就地MMI
4.2.2系统结构的发展
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在开关设备和控制设备中引入电子辅助设备，打开了通向各种各样关于如何实现与开关设备直接相关的功能以及如何在间隔层或变电站层上将过程与保护及控制设备连接等概念的途径。传感器，执行器和电子技术使开关设备有新的备选功能而升级，并且具有使其他功能从间隔层或变电站层转秘到过程层的可能性。
由于采用了电子技术，辅助设备提供了实现开关设备和控制设备要求功能的多种可能性。根据所选的技术、概念或原理，开关设备和控制设备次技术将导致特定的系统结构。现今的系统结构其技术手段并设有经过任何标推化处理。开放式即竞争者的产品间的一致性和兼睿性仅体现在通信接口上，例如传统的并行连接线或通过光纤或双绞线的串行数据传输。4.2.3结构比较
图2给出了开关设备的传统结构（结构1）。并关设备的控制和辅助部分是由一定数量的传统元件组成，如继电器、连线、端子排、辅助开关等，置于断路器操动机构箱内或者靠近就地的控制柜，并且通过多芯电缆与间陷中的控制和保护设备相连。开关设备
（断器
隔离开关等）
机电式
二次设备
到就地控制柜的机电式硬违接
接口点
图 2 开关设备的传统结构[结构 1]只要开关设备的传统二次设备通过新技术使其或多或少得到提升，则与传统控制和保护设备的接口可以按照图2或图3来实现。图3中给出的系统结构结构2描述了开关设备通过串行数据传输与装置的链接。例如在变电站控制室内，它提供数字输人和输出通道去模拟开关设备以前的机电式辅助触点，率2中的这些机电式辅助触点已被电子元件替代。控制和操作这样一个系统的主要功能是由软件模块握供的，
陷离开关等）
电子式
二次设备
申行数据传输
输入/出
图3硬连接环境中具有电子式二次设备的开关设备（远方)结构2]硬连楼
接口点
考虑到现有的数字式变电站控制系统，有可能以更直接的方式实现远方输入/输出，因此提议采用由结构2演变来的稍加改良的结构，即所谓的RTB(远方端排）。它可以在串行链接和现有的控制计算机之间起接口作用。
除了开关设备和远方输入/输出单元之间的串行通信链接外，图4中的系统结构（结构3)与图2中的系统结构类似，输人/输出单元置入开关设备的外克内。数字端口设置在传统的端子排或插座附近。F
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开关设备
（断路装，
隔离开关等）
电子式
二次设备
墩字式
输入/挣出
图4硬连接环境中具有电子辅助设备的开关设备（就地儿结构3]便连接
接口点
正因为变电站层使用电子辅助设备和在间隔层和变电站层中使用数字式控制系统，串行数据传输便可以按图5（结构1)使用。因此，在这样的环境中，就不再需要机械触点或带有数字式输入和输出的模拟元件。
开关设备
《断尚器、
临商开关等）
电子式
一改设备
到就地控制柜的申行数据传编Www.bzxZ.net
接口点
图5具有与串行通信连接的电子辅助设备的开关设备[结构4]其他的系统结构如图6～图8所示，它们包括了图2～图5中所示的些结构，并提供了一些附加功能。这些附加功能可以是监测功能，可以通过安装在开关设备上独立的附加装置以最简单的方式提供。进一步处理所要求的过程信息既可以通过并行线路也可以遵过串行数据传输到变电站的间隔层或变电站层（图6和图7)(结构5和结构6）。开关设备
（斯路器、
陷开关等）
监测装罩
按照图2~-图5
硬注接到控制柜的监测功能
接口点
图6由独立的附加装置提供的监测功能(硬连接)[结构58
开关设备
(断路器、
隔离开关等
监测装查
按照图2图6
监测装置和控制柜之问的串行数据传输图7由独立的附加装置提供的监测功能(串行连接)[结构6]GB/T28810—2012
接口点
集成度最高的方法见图8（结构7）：监测功能集成在与开关设备直接相关的电子控制设备内。监测功能通过模块来实现，利用了用于替换机电设备而附于开关设备上的传感器所提供的过程信息的优点。监测模块更有效地利用了传感器提供的信息，这些信息也是全面控制和操作开关设备所需的软件的一部分。开关设备
（断路器
隔离开关等）
按照图2~图5
包括监测功能
图8集成在开关设备的电子辅助设备中的监测功能【结构7]4.2.4接口技术
4.2.4.1现场总线
串行通信可以通过点对点或多点链接（专用连接）来实现，它替代了并行（线缆）链接。现在局部使用并代表了未来发展的主要趋势是采用现场总线连接去替代点对点或多点链接的串行或并行链接。
现场总线的应用会大大减少电缆连接，继而降低铺设和维修的费用。更进一步，现场总线的连接可导致在改变或添加信息方面更好的灵活性，以实现真正的分布式结构。4.2.4.2远方端子排(RTB)
RTB的概念允许制造厂和用户在一侧的开关设备和控制设备（0级）以及另一侧变电站的监测和控制(1级)之间规定一个开放的接口系统。图9所示的标接口可以满足现今的计算机化的变电站控制系统的需要。
链接就是RTB内部的过程映像中的数据连续刷新的通道。所提供的数据，既包括来自0级系统面9
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