浅谈IEC 61439-6：2012和GB 7251.2-2006中母线槽电气性能的测量和计算方法的区别

2013-06-26柴龙张正黄芳

电气传动 2013年1期

柴龙，张正，黄芳

（浙江方圆电气设备检测有限公司，浙江嘉兴314000）

1 引言

GB 7251.2-2006《低压成套开关设备和控制设备第2 部分：对母线干线系统（母线槽）的特殊要求》等同采用了IEC 60439-2：2000，而IEC 61439-6：2012 在2012年正式发布并取代了IEC 60439-2：2000 及其2005年的修订版。母线干线系统的电阻、电抗和阻抗值（电气性能）的大小能在一定程度上反映出其产品载流能力和短路点处的短路电流的大小。

母线槽产品标准上对电气性能的测量和计算包括2 个方面：1）正常工作条件下母线槽电气性能的测量和计算方法；2）故障条件下母线槽电气性能的测量和计算方法。

本文就新老标准在母线槽电气性能的测量和计算上所存在的差异进行阐述。

2 新老标准中“正常工作条件下母线槽电气性能”的测量和计算方法的区别

测量新老标准中正常工作条件下母线槽电气性能，导体和测量设备的连接方式如图1 所示，在温升稳定时（即在1 h 温升波动不超过1 K）得出11 个数值：电流I1，I2，I3；电压U1，U2，U3；功率P1，P2；环境温度θ；温升Δθ和母线槽长度L。

求得平均电流：

平均电压：

总功率：

计算出在环境温度θ的条件下，电阻：

阻抗：

电抗：

这里电抗没有下标θ是因为电抗是不随温度改变而改变的。

求出20 ℃的温度下的电阻值R20，在这里计算方法有了不一样。在GB 7251.2-2006 中：

这里的ρ20为导体在20℃时的电阻率，A为导体的截面积。A是可以测量的，ρ20在标准中只提供了纯铜和纯铝的参考值，但是在试验通常遇到的不是纯铜和纯铝。在检测母线槽的实验室中通常没有检测金属含量的条件，而且即使知道里金属的百分比含量，也没有与之相对应的经验参数。这就是GB 7251.2-2006 中的不合理之处。在IEC 61439-6：2012 中采用了1 个经验公式：

式中：Rt为在t℃下的电阻值。

这个公式的意思是：以20 ℃下的电阻R20为基准每增加（减少）1℃，相应的电阻就增加（减少）0.004R20。这个公式在GB 7251.2-2006 中也有体现，只是没有用在求R20上。

IEC 61439-6：2012 中R20通过下式求得：

此后可求得正常工作状态下的电阻和阻抗。在GB 7251.2 中对于稳定工作状态表述的比较含糊，在IEC 61439-6：2012 中明确了下来，这个状态就是在35℃下温升稳定时的电气性能。此时的电阻为：

该式在 2 个标准中都可以使用。在 IEC 61439-6：2012 中将求R20的公式代入上式可得：

此后可求得阻抗：

3 新老标准中“故障条件下母线槽电气性能”的测量和计算方法的区别

故障条件下母线槽的电气性能的测量和计算方法有2 种：1）对称法，2）阻抗法。

3.1 对称法

如图2 所示连接导体和测量设备，测得5 个数值：电流I；电压U；功率P；环境温度θ和母线槽长度L。虽然上图中连接的是N 或PEN，但是对于PE 来说方法是一样的，所以本文用X 来代替N，PEN 或者PE。2 个标准中对电流I的要求是不一样的。在GB 7251.2-2006 中要求电流I为额定电流的3 倍，而在IEC 61439-6：2012 中对此电流没有特殊的要求。

图2 对称法中导体和测量设备的连接方式Fig.2 Fault loop zero-sequence impedances determination

由上面测得的5 个数据可求得环境温度θ下零序阻抗：

零序电阻：

零序电抗

与正常条件下求电气性能相似，在两个标准中，20℃下的零序电阻的计算方法不是不一样的。在GB 7251.2-2006 中：

正常工作状态下的故障零序电阻：

而在IEC 61439-6：2012 中：

正常工作状态下的故障零序电阻：

此后可求得阻抗：

3.2 阻抗法

如图3 所示连接导体和测量设备，测得5 个数值：电流I，电压U，功率P，环境温度θ和母线槽长度L。虽然上图中连接的是N 或PEN，但是对于PE 来说方法是一样的，所以本文用X 来代替N、PEN 或者PE。两个标准中对电流I的要求是不一样的。在GB 7251.2-2006 中要求电流I为额定电流的3 倍，而在IEC 61439-6：2012 中对此电流没有特殊的要求。两个标准中对称法的计算方法基本一致。