標(biāo)準化低壓開關(guān)柜試驗分析

胡珊李云

(天津電氣科學(xué)研究院有限公司,天津300180）

摘要:目前低壓開關(guān)柜產(chǎn)品為國家強制性認證產(chǎn)品,依據(jù)國家標(biāo)準進行強制認證的型式試驗,而國網(wǎng)公司為了進一步深化配電網(wǎng)標(biāo)準化建設(shè),推動配電設(shè)備向中高端邁進,制定了低壓開關(guān)柜標(biāo)準化設(shè)計方案(2020版）,生產(chǎn)企業(yè)計劃參與國網(wǎng)標(biāo)準化定制柜的招標(biāo)項目就需要按照國網(wǎng)要求規(guī)范產(chǎn)品。鑒于此,介紹了sLVA柜試驗樣機與試驗項目覆蓋性要求,分析了《低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第2部分:成套電力開關(guān)和控制設(shè)備》(GB7251.12一2013）與低壓開關(guān)柜標(biāo)準化設(shè)計方案(2020版）的試驗差異,對相關(guān)企業(yè)具有一定的參考和借鑒價值。

關(guān)鍵詞:sLVA柜:標(biāo)準化:國標(biāo):差異

0引言

標(biāo)準化定制低壓開關(guān)柜規(guī)范,實現(xiàn)了國網(wǎng)配電設(shè)備的統(tǒng)一化,方便了整個電網(wǎng)的統(tǒng)一管理,是國網(wǎng)標(biāo)準化建設(shè)的重要部分。低壓開關(guān)柜標(biāo)準化設(shè)計方案(2020版）對sLVA柜的各個方面提出了具體詳盡的規(guī)定,包括產(chǎn)品的參數(shù)、結(jié)構(gòu)、規(guī)格、尺寸等,并涉及樣品的設(shè)計及試驗的進行。

1SLVA柜試驗樣機與試驗項目覆蓋性要求

1.1SLVA柜典型結(jié)構(gòu)方案

(1）四大類:進線柜、母聯(lián)柜、饋線柜、無功功率補償柜。

(2）八小類:進線柜、母聯(lián)柜各一類(方案1、方案2）,饋線柜四類(方案3～方案6）,無功功率補償柜兩類(方案7、方案8）。

1.2試驗樣機覆蓋規(guī)則

試驗樣機覆蓋規(guī)則如下:

(1）sLVA低壓開關(guān)柜型式試驗報告、入網(wǎng)專項試驗報告應(yīng)包括組合柜試驗報告和無功功率補償柜試驗報告。

(2）典型組合柜:方案1＋方案4＋方案5可覆蓋相同額定電流等級下的其他組合方式。水平母線額定電流2500A組合柜試驗報告可覆蓋水平母線額定電流2000A組合柜,水平母線1250A組合柜需單獨出具試驗報告。

(3）水平母線額定電流2500A無功功率補償柜可覆蓋2000A及1250A補償柜。方案7與方案8不得相互替代和覆蓋。

(4）緊湊型樣機試驗結(jié)果可覆蓋通用型樣機試驗結(jié)果。綜上所述,國網(wǎng)sLVA柜全系列示例如下:

(1）2500A(方案1＋方案4＋方案5）。

sLVA-2500/Z001-C,主母線:In=2500A,Icw=65kA:饋電柜配電母線:In=1600A,Icw=50kA:控制柜配電母線:In=1600A,Icw=50kA:Ue:400V:Ui:1000V(進線柜、饋線柜）、690V(控制柜）:50Hz:外殼IP4x/通風(fēng)孔IP3xD/柜頂部IP3x:電弧等級:B:戶內(nèi)型。

(2）1250A(方案1+方案4＋方案5）。

sLVA-1250/Z001-C,主母線:In=1250A,Icw=35kA:饋線柜配電母線:In=1250A,Icw=35kA:控制柜配電母線:In=1250A,Icw=35kA:Ue:400V:Ui:1000V(進線柜、饋線柜）、690V(控制柜）:50Hz:外殼IP4x/通風(fēng)孔IP3xD/柜頂部IP3x:戶內(nèi)型。

(3）2500A(方案7）。

sLVA-2500/07-330/30,水平母線:In=2500A,Icw=65kA:匯流母線:In=(384～69.8A）＋43.3A(sVG）,Icw=15kA:Ue:400V:Ui:690V:(330～60kvar）＋30kvar:單相、三相＋sVG混合補償、控制投切電容器的元件類型:半導(dǎo)體電子開關(guān):50Hz:外殼IP4x/通風(fēng)孔IP3xD/柜頂部IP3x:戶內(nèi)型:有抑制諧波功能。

(4）2500A(方案8）。

sLVA-2500/08-360,水平母線:In=2500A,Icw=65kA:匯流母線:In=418.2～69.7A,Icw=15kA:Ue:400V:Ui:690V:360～60kvar:單相、三相結(jié)合補償:控制投切電容器的元件類型:復(fù)合開關(guān):50Hz:外殼IP4x/通風(fēng)孔IP3xD/柜頂部IP3x:戶內(nèi)型。

1.3試驗項目覆蓋原則

(1）溫升試驗:按水平母線額定電流值遵循"以大代小"原則,即2500A組合柜溫升可覆蓋1250A的組合柜溫升,被覆蓋的1250A組合柜只需提供回路電阻實測值。

(2）電弧故障試驗:同一典型結(jié)構(gòu)方案按水平母線額定電流值,遵循"以大代小"的原則,即2500A可覆蓋2000A和1250A的電弧故障試驗。

(3）無功功率補償柜試驗:方案7中含有sVG的試驗結(jié)果可覆蓋未包含sVG的試驗結(jié)果。

2GB7251.12—2013與低壓開關(guān)柜標(biāo)準化設(shè)計方案(2020版）的試驗差異分析

以下內(nèi)容僅對低壓成套開關(guān)設(shè)備和sLVA低壓開關(guān)柜試驗差異進行分析,本文不涉及sLVA無功功率補償柜的試驗項目分析。

2.1適用范圍差異

GB7251.12一2013適用于一次性設(shè)計、制造和驗證或完全標(biāo)準化批量制造的成套設(shè)備,并滿足Ue交流不超過1000V、直流不超過1500V的要求,而標(biāo)準化低壓開關(guān)柜主要是國網(wǎng)公司為配電網(wǎng)標(biāo)準化建設(shè)制定的入網(wǎng)適用標(biāo)準,主要用于國家電網(wǎng)有限公司的招投標(biāo)、訂貨、檢驗、驗收以及安裝使用[1]。

標(biāo)準化低壓開關(guān)柜對運行系統(tǒng)與運行環(huán)境做了統(tǒng)一的要求,具體要求如下:系統(tǒng)標(biāo)稱電壓230/400V:Ui整柜690V:過電壓類別Ⅳ:額定頻率50Hz:污染等級3級:戶內(nèi)安裝。

2.2試驗的差異

GB7251.12一2013一共20個試驗項目,具體如下:(1）耐腐蝕性:(2）外殼熱穩(wěn)定性:(3）絕緣材料耐受內(nèi)部電效應(yīng)引起的非正常發(fā)熱和著火的驗證:(4）抗紫外線(UV）輻射驗證:(5）提升:(6）機械碰撞試驗:(7）標(biāo)志:(8）防護等級:(9）電氣間隙和爬電距離:(10）保護電路連續(xù)性:(11）保護電路短時耐受:(12）開關(guān)器件和組件的組合:(13）內(nèi)部電路和連接:(14）外接導(dǎo)體端子:(15）工頻耐壓:(16）沖擊耐壓:(17）溫升驗證:(18）EMC:(19）機械操作:(20）布線、操作性能和功能。

低壓開關(guān)柜標(biāo)準化設(shè)計方案(2020版）入網(wǎng)試驗與國標(biāo)相比,新增試驗項目五項,刪除試驗項目一項,sLVA柜戶內(nèi)安裝,故刪除抗紫外線(UV）輻射驗證。

2.3新增試驗項目

(1）回路電阻測量:開關(guān)柜在滿足溫升試驗的條件下也必須滿足回路電阻試驗的要求,這就進一步測試了開關(guān)柜的性能。溫升試驗前和溫升試驗后應(yīng)測量主回路電阻,溫升試驗前后的電阻值最大變化率應(yīng)≤20%。

(2）電弧故障試驗:電弧故障試驗應(yīng)在其他所有試驗項目全部完成后進行,sLVA低壓開關(guān)柜的電弧故障試驗主要針對方案5的出線功能單元,目的在于驗證柜體內(nèi)部電弧的絕緣強度和抗電弧燃爆破損的強度,檢驗成套設(shè)備柜體結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造的質(zhì)量是否滿足使用安全可靠性的要求[2]。

(3）門較鏈試驗:該試驗主要考核開關(guān)柜的門較鏈是否緊固固定,是否能夠承受一定的壓力而不變形,保證門較鏈在一定壓力下可以正常使用。

(4）尺寸檢查:尺寸檢查試驗除柜子的高、寬、深外,還包括各種線的位置尺寸、功能單元尺寸以及柜子進出線各個開口的位置大小都有詳盡的要求,并對外殼面板加工后的平整度進行檢測。

(5）功能試驗:sLVA低壓開關(guān)柜應(yīng)至少具備"一遙"功能。該項試驗指向于《低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備智能型成套設(shè)備通用技術(shù)要求》(GB/T7251.8一2005）,在GB7251.12一2013中不做要求。

2.4相同試驗項目的方法及要求差異

2.4.1標(biāo)志試驗

低壓開關(guān)柜標(biāo)準化設(shè)計方案(2020版）標(biāo)志試驗對銘牌的要求更為詳細,銘牌內(nèi)容對比GB7251.12一2013內(nèi)容增加了使用參數(shù)的要求,其中包括額定電壓、額定電流、絕緣電壓、頻率、防護等級等內(nèi)容,并要求銘牌右側(cè)設(shè)二維碼,sLVA柜銘牌要求滿足10年以上使用壽命。

低壓開關(guān)柜標(biāo)準化設(shè)計方案(2020版）中標(biāo)志試驗對比國標(biāo)還增加有楣頭檢查試驗。國標(biāo)中對楣頭沒有要求,sLVA柜對楣頭的顏色、尺寸、內(nèi)容、字體大小顏色都有明確的規(guī)定[3]。

2.4.2機械操作

《低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第1部分:總則》(GB7251.1一2013）中10.13規(guī)定機械操作循環(huán)次數(shù)應(yīng)為200次。標(biāo)準化低壓開關(guān)柜機械操作試驗增加了對可移開部件和可抽出式部件的互換性檢查,循環(huán)操作5次:對于1n≤630A的斷路器,溫升試驗前進行300次機械循環(huán)操作:對于1n>630A的斷路器,溫升試驗前進行200次機械循環(huán)操作:對于可移開部件,溫升試驗前進行200次操作。

2.4.3機械碰撞試驗

國標(biāo)中機械碰撞試驗依據(jù)初始制造商要求選擇是否試驗。標(biāo)準化低壓開關(guān)柜中該項試驗為必做項目,金屬材質(zhì)防撞等級為IK10,撞擊能量20J,撞擊次數(shù)5次:非金屬材質(zhì)防撞等級IK07,撞擊能量2J,撞擊次數(shù)3次,觸摸屏不可撞擊。

2.4.4防護等級

國標(biāo)規(guī)定戶內(nèi)型成套開關(guān)設(shè)備的防護等級至少應(yīng)為IP2x:sLVA柜規(guī)范規(guī)定柜體頂部等不可觸及部位的通風(fēng)孔處的防護等級不應(yīng)低于IP3x,其他通風(fēng)孔的防護等級不應(yīng)低于IP3xD,柜體其他部分的防護等級不應(yīng)低于IP4x。2.4.5電氣間隙爬電距離

國標(biāo)中系統(tǒng)標(biāo)稱電壓230/400V:過電壓類別Ⅳ:根據(jù)國標(biāo)附錄G沖擊耐電壓Uimp為6kV,則最小電氣間隙為5.5mm:污染等級3、材料組別Ia、額定絕緣電壓690V,則最小爬電距離為12.5mm。sLVA柜對電氣間隙及爬電距離要求如表1所示。

2.4.6介電性能、沖擊耐受電壓

沖擊耐受電壓國標(biāo)中系統(tǒng)標(biāo)稱電壓230/400V:過電壓類別V:根據(jù)國標(biāo)附錄G沖擊耐電壓Uimp=6kV,對應(yīng)施加

電壓值為7.3kV。

SLVA柜對應(yīng)施加電壓值如表2所示。

2.4.7溫升

SLVA柜溫升試驗應(yīng)在機械操作試驗后進行,并采用國標(biāo)中最嚴苛的溫升方案,即溫升方案a。

3結(jié)語

通過上述分析比較可知,總體來說,低壓開關(guān)柜標(biāo)準化設(shè)計方案(2020版）比GB7251.12一2013的要求更高、更規(guī)范,對企業(yè)生產(chǎn)低壓開關(guān)柜的要求更為詳細,是一個明確的引導(dǎo)教程,企業(yè)需要嚴格按照設(shè)計方案設(shè)計產(chǎn)品。