《12kV數(shù)字式一二次融合環(huán)網(wǎng)箱技術規(guī)范》編制說明

《12kV數(shù)字式一二次融合環(huán)網(wǎng)箱技術規(guī)范》編制說明

一、工作簡況

1、主要工作過程

起草階段：

隨著分布式電源大規(guī)模建設的推進，大量分布式電源需要接入配電網(wǎng)，需要

一二次融合環(huán)網(wǎng)箱更加靈活智能且設備運維更簡單，更方便基層運維班組的使用。

傳統(tǒng)一二次融合環(huán)網(wǎng)箱采用集中式DTU設計方案，一次開關和DTU通過電纜連

接，同時需要配置二次模塊、操作模塊，使用了大量的航插電纜、塑料等等，碳

排放數(shù)量巨大，且未考慮分布式電源擴展接口。

傳統(tǒng)一二次融合環(huán)網(wǎng)箱采用分散式DTU設計方案，需要使用公共單元柜和分

散式間隔單元，兩者之間通訊參數(shù)配置復雜，設備出現(xiàn)問題后需要廠家專業(yè)人員

配合完成故障檢修，無法做到設備更換即插即用，且未考慮分布式電源擴展接口。

此外，目前戶外環(huán)網(wǎng)箱防護等級低，潮濕環(huán)境下機構出現(xiàn)銹蝕卡澀的問題突

出，二次設備的防護等級也較低，惡劣環(huán)境條件下可靠性得不到保障。

基于解決以上實際問題并結合國家戰(zhàn)略，有必要在配電領域開發(fā)綠色低碳的

全國產化數(shù)字式高防護環(huán)網(wǎng)箱，確保在生產過程、運輸過程控制好碳排放并實現(xiàn)

配電產品的自主可控；同時簡化設計、降低運維難度，確保電力公司基層員工一

看就懂，一說就會，實現(xiàn)“即插即用”運維。提升在高溫高濕高鹽霧環(huán)境下設備

使用壽命，降低故障發(fā)生率。同時考慮適應未來分布式光伏10kV并網(wǎng)需求。

根據(jù)中國電工技術學會標準工作委員會配電開關設備智能化工作組安排，

2023年6月5日通過函審方式，邀請了沈兵兵、熊曉方、張子仲、吳琳、謝俊、

許泰峰、于華東共7位專家參加立項評審，共形成了2條評審意見。

2023年7月13日通過騰訊會議方式召開了《12kV數(shù)字式一二次融合環(huán)網(wǎng)箱技

術規(guī)范》啟動會，討論草案框架結構，確定初版評審、征求意見、送審稿評審、

報批稿送審等關鍵時間計劃，編寫組編寫標準的分工等事宜。參加本次啟動會的

單位有東方電子股份有限公司、國網(wǎng)山東省電力有限公司電力科學研究院、國網(wǎng)

山東省電力有限公司濱州市供電公司、國網(wǎng)湖南省電力有限公司電力科學研究院、

國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學研究院、國網(wǎng)浙江省電力有限公司瑞安市供電

1/9

公司、廣西電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院、國網(wǎng)江西省電力有限公司電力科

學研究院、國網(wǎng)重慶市電力公司電力科學研究院、國網(wǎng)山西省電力有限公司忻州

供電公司、國網(wǎng)湖北省電力有限公司、國網(wǎng)湖北省電力有限公司電力科學研究院、

國網(wǎng)安徽省電力有限公司電力科學研究院、南方電網(wǎng)電力科技股份有限公司、北

京合銳賽爾電力科技股份有限公司、江蘇亞開電氣有限公司、湖北網(wǎng)安科技有限

公司共17家參編單位。啟動會評審專家有：中國電工技術學會標工委沈兵兵、

河海大學謝俊、國電南瑞科技股份有限公司張子仲、南京渡易能源技術咨詢

有限公司許泰峰、北京智芯微電子科技有限公司于華東。

2023年7月17日-2023年8月29日，標準編寫工作組根據(jù)啟動會上評審專家意

見對標準草案進行了修改。

2023年8月30日通過騰訊會議方式召開了《12kV數(shù)字式一二次融合環(huán)網(wǎng)箱技

術規(guī)范》初稿評審會，對東方電子股份有限公司牽頭申報的中國電工技術學會團

體標準《12kV數(shù)字式一二次融合環(huán)網(wǎng)箱技術規(guī)范》（初稿）進行評審。參加會

議的有沈兵兵、熊曉方、張子仲、許泰峰、張文凱等共5名代表，會議成立了

專家評審組，經討論質詢，共形成了18條評審意見。

2023年9月1日-2023年9月30日，標準編寫工作組根據(jù)專家評審會的意見對標

準初稿進行了修改，完成征求意見稿編寫。

征求意見階段：

送審階段：

報批階段：

2、主要參加單位和工作組成員及其所做的工作

本標準由東方電子股份有限公司、國網(wǎng)山東省電力有限公司電力科學研究院、

國網(wǎng)山東省電力有限公司濱州市供電公司、國網(wǎng)湖南省電力有限公司電力科學研

究院、國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學研究院、國網(wǎng)浙江省電力有限公司瑞安

市供電公司、廣西電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院、國網(wǎng)江西省電力有限公司

電力科學研究院、國網(wǎng)重慶市電力公司電力科學研究院、國網(wǎng)山西省電力有限公

司忻州供電公司、國網(wǎng)湖北省電力有限公司、國網(wǎng)湖北省電力有限公司電力科學

研究院、國網(wǎng)安徽省電力有限公司電力科學研究院、南方電網(wǎng)電力科技股份有限

2/9

公司、北京合銳賽爾電力科技股份有限公司、江蘇亞開電氣有限公司、湖北網(wǎng)安

科技有限公司等單位共同負責起草。

主要成員：張馳、王高海、劉林、遲同信、徐偉敏、張寬、司士交、孫勇、

王友國、游金梁、張帝、周金輝、吳棟萁、陳偉、李克文、鄧志祥、劉蓓、戴健、

黃飛、韓昱、蔡超、雷楊、王明、陳小軍、胡康濤、韓博文、戴書軍、陳平、潘

東東、楊劍。

所做的工作：負責標準草案的編寫，負責相關數(shù)據(jù)的試驗驗證。

二、標準編制原則和主要內容

1、標準編制原則

1）避免二次設備元器件故障影響線路供電

由于一次設備與二次設備的制造工藝和元器件不同，其故障率與設備的預期

使用年限并不等同，經常出現(xiàn)二次控制器先于一次開關故障損壞的情況。因此數(shù)

字式環(huán)網(wǎng)箱的設計要確保二次設備損壞的情況下不能影響一次設備的穩(wěn)定運行。

因此本技術規(guī)范要求數(shù)字式傳感單元安裝在二次室內，而不能將AD轉換部分與互

感器完全集成在一起，避免AD轉換相關的元件損壞后需要停電換互感器的問題。

2）推動戶外環(huán)網(wǎng)箱向綠色低碳及國產化方向發(fā)展

目前標環(huán)網(wǎng)箱使用了大量的電纜、航插、二次模塊、操作模塊，這些設備生

產過程碳排放巨大，采用數(shù)字化架構后可減少大量的電纜和塑料制品，還可以減

輕環(huán)網(wǎng)箱重量，同時也減少運輸環(huán)節(jié)的碳排放，促進配電設備向綠色低碳方向發(fā)

展；同時響應國家自主可控戰(zhàn)略要求，推進全國產化產品在配電中的應用。

3）提升環(huán)境適應能力

戶外環(huán)網(wǎng)箱架設于戶外電纜溝上，使用環(huán)境惡劣。潮氣、腐蝕性氣體等嚴重

影響了一二次設備的可靠性。目前國網(wǎng)和南網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)箱對機構的密封性和二次設

備的防護等級要求較低，故障率較高，影響了配網(wǎng)的安全運行，也給基層運維帶

來巨大壓力。12kV數(shù)字式一二次融合環(huán)網(wǎng)箱提高了關鍵設備的防護等級，從而提

升設備的環(huán)境適應能力。

4）簡化設計、方便運維

3/9

目前配電終端的使用很復雜而且廠家較多，基層班組的實際運維能力不足，

難以掌握所有公司的維護軟件去設置對應的參數(shù)。特別是設備故障后需要更換新

設備時，離不開廠家的售后服務人員到現(xiàn)場處理，故障消缺時間較長。12kV數(shù)字

式一二次融合環(huán)網(wǎng)箱結合現(xiàn)場情況，推動配電終端設備的簡單化，現(xiàn)場投運后，

后期更換故障設備可實現(xiàn)即插即用，無需專用軟件和電腦重新配置參數(shù)，大大降

低基層班組運維要求。

5）適應未來分布式電源10kV并網(wǎng)接入需求

目前環(huán)網(wǎng)箱對新型電力系統(tǒng)支撐不足，有源配電網(wǎng)及分布式光伏等有效監(jiān)控

所需要的接口和功能欠缺（包括并網(wǎng)保護所需功能和電能質量監(jiān)測功能）。12kV

數(shù)字式一二次融合環(huán)網(wǎng)箱充分考慮未來分布式電源10kV并網(wǎng)的需求，對相關接口

和功能做了規(guī)定。

2、標準主要內容

1）適用范圍。

本文件規(guī)定了12kV數(shù)字式一二次融合環(huán)網(wǎng)箱的設計、生產、制造與試驗技術

條件。24kV數(shù)字式一二次融合環(huán)網(wǎng)箱也可參考本標準。

12kV數(shù)字式一二次融合環(huán)網(wǎng)箱特征在于采用了就地數(shù)字化采集及集中式數(shù)據(jù)

處理的架構模式。

2)總體要求。

數(shù)字式一二次融合環(huán)網(wǎng)箱各間隔信號使用就地數(shù)字式架構，間隔柜內的電流

模擬量或線路電壓傳感器出的模擬量、狀態(tài)量由數(shù)字式傳感單元就地數(shù)字化，測

供一體化電壓互感器輸出的電壓信號由數(shù)字式主控單元就地數(shù)字化。無分布式電

源可不配置出線側線路電壓傳感器。數(shù)字式一二次融合環(huán)網(wǎng)箱絕緣材質應使用環(huán)

保材料。數(shù)字式一二次融合環(huán)網(wǎng)箱應采用高防護設計。數(shù)字式傳感單元、數(shù)字式

主控單元應采用全國產化設計。

3)結構要求。

數(shù)字式一二次融合環(huán)網(wǎng)箱應采用高防護操作機構，操作機構滿足GB/T4208中

IP65防護等級的相關要求。數(shù)字式傳感單元、數(shù)字式主控單元采用304不銹鋼殼體，

對外接口全部使用航插方式。數(shù)字式傳感單元與數(shù)字式主控單元整體防護等級滿

4/9

足GB/T4208中IP65防護等級的相關要求。環(huán)網(wǎng)單元對外接口使用航插方式。模擬

量、狀態(tài)量及控制信號不經過二次室端子排轉接。遠方/就地旋鈕、分合閘按鈕、

分合閘壓板應集成在數(shù)字式傳感單元上。相電流互感器應采用三相一體套管式安

裝，零序電流互感器應采用電纜式安裝；數(shù)字式傳感單元上的插頭拔下后，插頭

具備電流防開路功能。電流互感器本體也需具備防開路功能（電磁式電流互感器

適用）。各組件間的連接航插應插拔方便且具備鎖緊、防脫、防誤插功能。數(shù)字

式傳感單元、數(shù)字式主控單元、一二次連接電纜應進行電氣參數(shù)及結構的標準化

設計，應能實現(xiàn)互換，并滿足帶電更換。外箱箱體宜采用不銹鋼和GRC材質，或使

用SMC（增強纖維不飽和聚酯型）材質，并能滿足機械強度要求。

4)功能要求。

電流模擬量（或線路電壓模擬量）和遙信具備在間隔二次室就地數(shù)字化處理、

電壓模擬量在PT間隔柜二次室就地數(shù)字化處理。具備相間短路故障檢測、判斷與

錄波功能，并支持上送相間短路故障事件；支持錄波數(shù)據(jù)存儲，且能響應主站對

錄波數(shù)據(jù)的召喚。具備不同中性點接地方式下接地故障檢測、判斷與錄波功能，

并支持上送接地故障事件；應支持錄波數(shù)據(jù)存儲，且能響應主站對錄波數(shù)據(jù)的召

喚。具備故障就地切除功能，可直接切除相間短路故障和接地故障。具備電壓越

限、負荷越限等告警上送功能。具備自動重合閘功能，重合次數(shù)及時間可調；具

備閉鎖重合閘功能。具備異步采集同步計算功能實現(xiàn)有功功率和無功功率計算及

每個間隔的正向、反向有功電能量，正向、反向無功電能量和四象限無功電能量，

以及電能量凍結功能功能。具備低頻、低壓、高頻、過壓、頻率突變解列、低電

壓穿越等并網(wǎng)保護功能。具備2-25次三相電壓/電流諧波；電壓不平衡度；頻率偏

差；三相電壓偏差；三相電壓總畸變率；三相電壓波動率；三相電壓閃變等電能

質量監(jiān)測功能。

同時具備壓板狀態(tài)監(jiān)測、設備更換可不依賴電腦或手持運維工具實現(xiàn)即插即

用。

5）試驗方法及要求。

12kV數(shù)字式一二次融合環(huán)網(wǎng)箱應包括數(shù)字式傳感單元、數(shù)字式主控單元、環(huán)

網(wǎng)單元、測供一體化電壓互感器、后備電源、一二次連接電纜等構成，試驗項目

應涵蓋環(huán)網(wǎng)箱所有部件。主要試驗項目：工頻耐壓、雷電沖擊、互感器準確度、

5/9

成套化準確度、電源帶載、傳動、故障（短路故障和單相接地故障）檢測與處理。

6）附錄A。

數(shù)字式主控單元外形尺寸與安裝尺寸。

7）附錄B。

數(shù)字式傳感單元外形尺寸與安裝尺寸。

8）附錄C。

數(shù)字式主控單元對外接口。

9）附錄D。

數(shù)字式傳感單元對外接口。

9）附錄E。

數(shù)字式主控單元與傳感單元之間FT3通訊協(xié)議。

3、主要技術差異

無。

4、解決的主要問題

（1）解決環(huán)網(wǎng)箱綠色低碳標準缺乏的問題。目前標準化環(huán)網(wǎng)箱使用了大量的電

纜、航插、二次模塊、操作模塊，這些設備生產過程碳排放巨大，采用數(shù)字化架構

后可顯著減少鋼鐵、銅材及塑料的使用，同時減輕環(huán)網(wǎng)箱重量，減少運輸環(huán)節(jié)的碳

排放；

（2）解決目前產品設計復雜，運維難的問題。目前標準化環(huán)網(wǎng)箱的二次回路信

號轉接的地方比較多，出問題后難定位難測試。數(shù)字化架構環(huán)網(wǎng)箱簡化環(huán)網(wǎng)箱二次

設計，提升設備可靠性和運維方便性；

（3）解決一次設備狀態(tài)監(jiān)測缺失的問題。目前標準化環(huán)網(wǎng)箱還不具備分合閘及

儲能回路錄波功能，無法對控制回路提前預警；

（4）解決二次設備壓板狀態(tài)監(jiān)測缺失的問題。常規(guī)環(huán)網(wǎng)箱上二次室壓板眾多，

但是壓板是否接通無在線監(jiān)視，故障情況下不能按預期動作，導致故障停電范圍擴

6/9

大；

（5）解決設備投運后設備更換消缺時間長的問題。目前終端參數(shù)設置復雜，無

備份情況難以快速設置正確的參數(shù)，無法實現(xiàn)設備更換上就能即插即用；

（6）解決目前一二次設備防護等級低，設備故障頻繁的問題。南方高溫高濕環(huán)

境下操作機構、二次回路容易引發(fā)故障（開關拒動、誤動等），但目前規(guī)范未對關

鍵部件的防護等級提較高要求，設備故障率高。

（7）解決目前環(huán)網(wǎng)箱對新型電力系統(tǒng)支撐不足的問題。目前環(huán)網(wǎng)箱的二次設備

未考慮分布式電源并網(wǎng)所需接口和功能等（包括并網(wǎng)保護保護功能和電能質量監(jiān)測

功能）。

三、主要試驗（或驗證）情況

本標準成套產品通過了國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學研究院成套性測試。

二次產品通過了開普試驗室型式試驗測試。

采用本標準中的試驗方法科學合理，可用于對標準中涉及到的裝置進行試驗。

四、標準中涉及專利的情況

本標準不涉及專利問題。

五、預期達到的社會效益、對產業(yè)發(fā)展的作用等情況

（1）國家能源局“2023年能源行業(yè)標準計劃立項指南”提到：緊密圍繞碳達

峰、碳中和目標任務，充分發(fā)揮標準推動能源綠色低碳轉型的技術支撐和引領性

作用，突出重點領域和關鍵技術要求，提出能源行業(yè)標準計劃。對沒有國家標準

而又需要在能源行業(yè)范圍內統(tǒng)一的，提出能源行業(yè)標準計劃。

（2）2023年8月3日，國家電網(wǎng)有限公司發(fā)布《綠色采購告全體供應商書》。

要求優(yōu)先選用高強度、高性能、高耐久性和可循環(huán)材料，優(yōu)先采購綠色低碳產品

和服務，建立物料綠色屬性信息庫，推行資源標準化、減量化利用，實施裝備、

企業(yè)、供應鏈碳排放跟蹤。

（3）2023年8月23日，工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司為加強工業(yè)和信息

化綠色低碳領域標準化管理，加快推進相關標準體系建設，在京組織召開綠色低

碳標準化工作調度推進會，要求各相關標準化機構聚焦工業(yè)綠色低碳發(fā)展重點任

務，切實提升綠色低碳領域標準質量，為加快推動工業(yè)和信息化綠色低碳轉型提

供有力支撐。

7/9

國內目前還沒有相關標準對環(huán)網(wǎng)箱提出技術規(guī)范去引導環(huán)網(wǎng)箱向綠色低碳方

向發(fā)展。國內戶外環(huán)網(wǎng)箱年均使用約5萬套，每年使用了大量的鋼鐵、控制電纜、

塑料等等，碳排放數(shù)量巨大。

為圍繞碳達峰、碳中和目標任務，充分發(fā)揮標準推動能源綠色低碳轉型的技

術支撐和引領性作用，急需在能源行業(yè)提出數(shù)字化架構的環(huán)保型環(huán)網(wǎng)箱標準。為

此，中國電工技術學會標準工作委員會配電開關設備智能化工作組，邀請了國家

電網(wǎng)、南方電網(wǎng)及配電領域具有創(chuàng)新能力的生產企業(yè)參與聯(lián)合設計和技術攻關，

大力推動和落實此項工作。

本標準對12kV數(shù)字式一二次融合環(huán)網(wǎng)箱做出了規(guī)范性要求，填補了空白。本

標準實施后，將促進12kV數(shù)字式一二次融合環(huán)網(wǎng)箱抗極端天氣能力、促進電力設

備制造向綠色低碳方向發(fā)展，同時更方便現(xiàn)場運維，并確保設備自主可控。

六、與國際、國外對比情況

本文件未采用國際、國外標準

七、在標準體系中的位置，與現(xiàn)行相關法律、法規(guī)、規(guī)章及相關標準，特

別是強制性標準的協(xié)調性

本標準與相關技術領域的國家現(xiàn)行法律、法規(guī)和政策保持一致。

本標準采用相關國家與電力行業(yè)標準的具體條款與情況見表1。

表1《12kV數(shù)字式一二次融合環(huán)網(wǎng)箱》采標明細表

序號條文編號具體內容依據(jù)的現(xiàn)行標準說明

14.2環(huán)境要求GB/T11022、GB/T4796、采用

GB/T4797、GB/T4798

24.3電源要求DL/T721采用

34.4結構要求GB/T4208、GB/T3906采用

44.5功能要求DL/T721采用

54.5.3.2故障處理功能DL/T1910采用

64.5.5環(huán)網(wǎng)單元GB/T11022、GB/T3906采用

74.6.3環(huán)網(wǎng)單元GB/T11022、GB4208采用

84.6.5成套性能要求DL/T593采用

8/9

96.1一般規(guī)定GB/T3906、