標準化低壓開關柜試驗分析

胡珊李云

(天津電氣科學研究院有限公司,天津300180）

摘要:目前低壓開關柜產品為國家強制性認證產品,依據國家標準進行強制認證的型式試驗,而國網公司為了進一步深化配電網標準化建設,推動配電設備向中高端邁進,制定了低壓開關柜標準化設計方案(2020版）,生產企業(yè)計劃參與國網標準化定制柜的招標項目就需要按照國網要求規(guī)范產品。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《低壓成套開關設備和控制設備第2部分:成套電力開關和控制設備》(GB7251.12一2013）與低壓開關柜標準化設計方案(2020版）的試驗差異,對相關企業(yè)具有一定的參考和借鑒價值。

關鍵詞:sLVA柜:標準化:國標:差異

0引言

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

1SLVA柜試驗樣機與試驗項目覆蓋性要求

1.1SLVA柜典型結構方案

(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低壓開關柜型式試驗報告、入網專項試驗報告應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）緊湊型樣機試驗結果可覆蓋通用型樣機試驗結果。綜上所述,國網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/通風孔IP3xD/柜頂部IP3x:電弧等級:B:戶內型。

(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/通風孔IP3xD/柜頂部IP3x:戶內型。

(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:半導體電子開關:50Hz:外殼IP4x/通風孔IP3xD/柜頂部IP3x:戶內型: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、三相結合補償:控制投切電容器的元件類型:復合開關:50Hz:外殼IP4x/通風孔IP3xD/柜頂部IP3x:戶內型。

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:同一典型結構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的試驗結果可覆蓋未包含sVG的試驗結果。

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

以下內容僅對低壓成套開關設備和sLVA低壓開關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適用于一次性設計、制造和驗證或完全標準化批量制造的成套設備,并滿足Ue交流不超過1000V、直流不超過1500V的要求,而標準化低壓開關柜主要是國網公司為配電網標準化建設制定的入網適用標準,主要用于國家電網有限公司的招投標、訂貨、檢驗、驗收以及安裝使用[1]。

標準化低壓開關柜對運行系統(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）絕緣材料耐受內部電效應引起的非正常發(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）開關器件和組件的組合:(13）內部電路和連接:(14）外接導體端子:(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。

低壓開關柜標準化設計方案(2020版）入網試驗與國標相比,新增試驗項目五項,刪除試驗項目一項,sLVA柜戶內安裝,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柜的性能。溫升試驗前和溫升試驗后應測量主回路電阻,溫升試驗前后的電阻值最大變化率應≤20%。

(2）電弧故障試驗:電弧故障試驗應在其他所有試驗項目全部完成后進行,sLVA低壓開關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部電弧的絕緣強度和抗電弧燃爆破損的強度,檢驗成套設備柜體結構設計與制造的質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低壓開關柜應至少具備"一遙"功能。該項試驗指向于《低壓成套開關設備和控制設備智能型成套設備通用技術要求》(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標志試驗

低壓開關柜標準化設計方案(2020版）標志試驗對銘牌的要求更為詳細,銘牌內容對比GB7251.12一2013內容增加了使用參數(shù)的要求,其中包括額定電壓、額定電流、絕緣電壓、頻率、防護等級等內容,并要求銘牌右側設二維碼,sLVA柜銘牌要求滿足10年以上使用壽命。

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

2.4.2機械操作

《低壓成套開關設備和控制設備第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)應為200次。標準化低壓開關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

國標中機械碰撞試驗依據初始制造商要求選擇是否試驗。標準化低壓開關柜中該項試驗為必做項目,金屬材質防撞等級為IK10,撞擊能量20J,撞擊次數(shù)5次:非金屬材質防撞等級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

國標規(guī)定戶內型成套開關設備的防護等級至少應為IP2x:sLVA柜規(guī)范規(guī)定柜體頂部等不可觸及部位的通風孔處的防護等級不應低于IP3x,其他通風孔的防護等級不應低于IP3xD,柜體其他部分的防護等級不應低于IP4x。2.4.5電氣間隙爬電距離

國標中系統(tǒng)標稱電壓230/400V:過電壓類別Ⅳ:根據國標附錄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

沖擊耐受電壓國標中系統(tǒng)標稱電壓230/400V:過電壓類別V:根據國標附錄G沖擊耐電壓Uimp=6kV,對應施加

電壓值為7.3kV。

SLVA柜對應施加電壓值如表2所示。

2.4.7溫升

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

3結語

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