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低压成套开关设备
低压成套开关设备在低压供电系统中负责电能的控制、保护、测量、转换和分配。由于低压成套开关设备深入到生产现场、公共场所、居民住宅等地点,可以说凡是使用电气设备的地方都应配备低压设备,我国电能的80%左右都是通过低压成套开关设备供出,低压成套开关设备的发展源于材料工业、低压电器、加工工艺和设备、基础设施建设和人民的生活水平,所以低压成套开关设备的水平从一个侧面反映了一个国家的经济实力与科学技术、生活水平。
一、我国低压成套开关设备现状
我国低压成套开关设备在20世纪70年代以前基本处于停滞不前的状态,进入20世纪80年代后,由于基础设施和电力能源投入的加大,使低压成套开关设备行业开始有了较大的发展空间,生产厂家大量增加,产品的翻新速度加快,品种增多,产品的标准也在逐步向国际标准靠拢,但我国的低压成套开关设备虽然在产量和产值方面有了很大的提高,但产品品种和性能还远远不能满足市场的需求,高端市场多被国外厂商占据。低压成套开关产品在技术性能、参数、功能、结构、安装等方面应有高中低的区别,以满不同行业、不同环境的使用需要。例如:防潮、防尘、防腐、防水等深入现场使用的产品。我国目前能供应的产品绝大多数还是一般环境下使用的产品。具有更高参数的固定间隔式产品,防护等级高以及自动化程度较高、具有多功能的产品基本处于空白。生产厂家虽多,但规模大的少,绝大多数厂家技术力量薄弱,基本上都是通过行业的技术转让或仿造等方式进行生产。所以,产品类型集中,市场竞争激烈,纵观国内低压成套开关设备,产品质量的差距不大,基本无名牌产品。不少企业为了缩短生产周期,适应多样化市场的需要,直接仿造别家的成形产品进行组装,并不申报型式试验,或者申报一种型号产品的型式试验,而生产多种差别很大的型号产品。
目前国内的低压成套开关设备的问题主要表现为在低压成套开关设备中使用的材料和辅件上。目前国内由于绝缘材料阻燃性不合格而引起的低压成套开关设备事故不少,且绝缘材料制成的零部件绝缘性能差,主要表现在,未按工艺要求对其进行绝缘处理影响绝缘性能,或由于在潮湿的情况下使用,绝缘性能明显降低。用于防水、防尘,提高防护等级的密封条,由于容易老化,达不到长期使用的目的,一般一至二年即老化变形,达不到长期防水、防尘的目的。作为低压成套开关设备主要导电体的铜排,由于加工能力、含铜量等原因,经常导致载流量低,发热,从而降低了装置的实际载流量,不能满足设计要求。另外我国的一、二次接插件以及接线端子与国外也有不小的差距,元器件水平、质量参差不齐,假冒伪劣产品充斥市场。
低压成套开关设备为国家CQC强制认证产品,国家对此历来比较重视。但由于国内各生产厂家多为仿造别人的产品,部分厂家甚至无任何技术资料,后申请CCC认证时通过关系购买一套图纸了事,且大多厂家的检测试验设备不完善。所以,对低压成套开关设备的监管就显得特别重要。
二、低压成套开关设备型式试验和出厂试验采用项目
检验成套设备性能的试验包括型式试验和出厂试验。按照标准规定成套设备型式试验项目主要有:
1.温升极限;
2.介电性能;
3. 短路耐受强度;
4. 保护电路有效性;(成套设备裸露导电部件与保护电路之间的有效连接和保护电路的短路耐受强度)
5. 电气间隙与爬电距离;
6. 机械操作;
7. 防护等级;
出厂试验的项目有:
1.连接线、通电操作;
2.介电强度试验;
3.防护措施;
4.绝缘电阻。
三、部分试验项目要求及方法
1.介电性能:
介电性能验证分为两种:工频电压试验和冲击电压试验。
对低压成套开关设备进行工频耐压试验时,应在设备所有带电部件与裸露导电部件之间,以及每个极和为此试验被连接到成套设备相互连接的裸露导电部件上的所有其他极之间施加标准规定的试验电压。开始施加试验电压时不应超过规定值的50%,然后在几秒钟之内将试验电压稳定增加至标准规定的最大值并保持1分钟。试验电源应具有足够的容量以使在出现允许的漏电流的情况下亦能维持试验电压。此试验电压应为频率在45-52Hz之间的正弦波。整个工频耐压试验过程中,没有发生击穿或放电现象,则试验通过。
对于主电路和未包括在表二中的辅助电路,试验的电压值如下:
表一: 主电路试验电压值
额定绝缘电压Ui
介电试验电压(交流方均根值)
Ui≤60
1000
60 2000
300 2500
690 3000
800 3500
1000 3500
*仅指直流
对于制造厂已指明不适于由主电路直接供电的辅助电路,如下:
表二:辅助电路试验电压值
额定绝缘电压Ui
介电试验电压(交流方均根值)
Ui≤12
250
12 500
Ui>60
2 Ui+1000,其最小为1500
对于绝缘材料制造的外壳及手柄,还要在其外表面覆盖一层金属箔,然后在金属箔和带电部件之间施加如表一规定的1.5倍试验电压值进行试验,试验时,框架不能接地,也不能和其他电路相连。
低压成套设备进行冲击电压试验时,应根据标准规定的额定冲击电压值,参考使用地的海拔条件进行。对每个极应施加3次1.2/50μs的冲击电压,间隔时间至少为1s。试验电压应施加于:
a.成套设备的每个带电部件(包括连接在主电路上的控制电路和辅助电路)和连接在一起裸露导电部件之间;
b.在主电路每个极和其他极之间;
c.在正常情况下不连接到主电路上的每个控制电路和辅助电路与主电路、其他电路、裸露导电部件、外壳或安装板之间;
d.对于断开位置上的抽出式部件,穿过绝缘间隙,在电源和抽出式部件之间,以及在电源端和负载端之间。
在试验过程中,不应有破坏性放电。
2.短路耐受强度验证
有以下几种成套设备可免除短路耐受强度的验证:
a.额定短路耐受电流或额定限制短路电流不超过10kA的成套设备;
b.采用限流器件保护的成套设备,该器件在额定分断能力下,分断电流不超过15kA;
c.打算与变压器相连接的成套设备中的辅助电路,该变压器二次额定电压不小于110V时,其额定容量不超过10kVA。或二次额定电压小于110V时,其额定容量不超过1.6kVA,而且其短路阻抗不小于4%;
d.成套设备的所有部件已经过适合成套设备工作条件的型式试验。
对于仅有一个进线单元的成套设备,制造厂应指出具体短路耐受强度参数。进线单元具有短路保护装置(SCPD)的成套设备,在进线单元的接线端子上应标明预期短路电流的最大允许值。这个值不应超过相应的额定值、相应的功率因数和峰值中给出的数据。如果短路保护装置是一个熔断器或是一个限流断路器,制造厂家应指明SCPD的特性;如果使用带延时脱扣的断路器,制造厂应标明最大延时时间和相应于指定的预期短路电流的电流整定值。对于进线单元没有短路保护的成套设备,应标明额定短时耐受电流及相关的时间、额定峰值耐受电流、额定限制短路电流、额定熔断短路电流。对于有几个进线单元的成套设备,应在每个进线单元上标出。
试验电路应接到成套设备的输入端上,在电源电压为1.05倍额定工作电压下,预期短路电流值由校准示波图来确定,该示波图应用一根可忽略阻抗的连接线接在被短路的成套设备电源侧的导体上,而且要在尽可能靠近成套设备电源输入端的地方取得。示波图应显示一个恒定电流,该电流可在某一时间内测得(即该时间等于成套设备内保护器件
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