6 kV开关设备GB型式试验标准与IEC标准之间的差异

蒋方帅，周正一，亓岳

(中国华电工程(集团)有限公司，北京 100160)

0 引言

随着越来越多的国外火力发电厂电站项目的执行，国外项目与国内项目设计思路的差异逐渐显现出来。在国内火电厂项目中，电气设计遵循中国编制的GB标准；在国外火电厂项目中，电气设计要求实行IEC标准。虽然我国一些GB标准是根据IEC标准修订改编而来的，但由于我国特殊的气候条件、地理条件、供电条件及某些元器件采用的标准不同等实际情况，GB标准与IEC标准存在一些差异。本文针对中国华电工程(集团)有限公司承建的柬埔寨2×60 MW燃煤电厂设计采购施工( EPC )总承包项目，通过开关柜的型式试验，来阐述GB 3906—2006《3.6 kV～40.5 kV交流金属封闭开关设备和控制设备》和IEC 62271-200—2003《高压开关设备和控制设备 第200部分：额定电压1 kV及以上至52 kV交流金属封闭开关设备和控制设备》之间以及GB 1984—2003 《高压交流断路器》、IEC 60056—1987《高压交流断路器》和IEC 62271-100—2001 《高压开关设备和控制设备 第100部分：交流断路器》之间的差异，最终满足EPC合同要求。

1 项目概况

由中国华电工程(集团)有限公司作为EPC总承包方承建的柬埔寨西哈努克港2×60 MW火力发电厂项目位于柬埔寨王国西哈努克省首府西哈努克港北部，该项目业主为柬埔寨能源有限公司。

该项目合同要求电气设备应满足IEC标准，项目所采购开关型号为KYN18C-12，型式试验满足GB 3906—2006，但无法提供合同要求的符合IEC 62271-200—2003的型式检验证书。断路器型号为ZN65A-12，此断路器已于2000年按IEC 60056—1987做过型式试验，但没有按修改后的新标准IEC 62271-100—2001再做型式试验。因此,无论开关设备还是断路器都与合同所要求的型式试验标准有差异。

针对这种情况，分别对GB 3906—2006，IEC 62271-200—2003和GB 1984—2003，IEC 60056—1987与IEC 62271-100—2001从绝缘、回路电阻、温升、短时耐受电流、峰值耐受电流、短路持续时间、关断电流、机械搬运和特性等方面进行比较，并根据结果判断是否满足合同的要求。

2 GB标准与IEC标准的差异

2.1 GB 3906—2006的主要特点

(1)根据IEC 62271-200—2003修改。

(2)对各种设计的设备型式分类具有更广泛的适应性。

(3)对设备的安全性、适用性等方面的规定更加细化，更具可操作性，更适合中国的国情。

(4)该标准的全部内容为强制性。

2.2 GB标准与IEC标准的主要差异

本文对该项目中开关柜和断路器所用的GB标准和IEC标准进行讨论，以对比GB标准和IEC标准在海外项目中实践的差异性。其中开关设备所采用标准为GB 3906—2006和IEC 62271-200—2003，断路器所采用标准为GB 1984—2003，IEC 60056—1987和IEC 62271-100—2001。

2.2.1 GB 3906—2006与IEC 62271-200—2003的主要差异

(1)适用电压范围，由1 kV以上52 kV及以下改为3.6～40.5 kV，适用频率范围由60 Hz及以下改为50 Hz及以下。

(2)联锁方面增加了下述内容：接地开关不论任何情况都应与隔离开关联锁，优先采用机械联锁。

(3)出厂试验增加了“出厂试验报告应随产品一起出厂”的规定。

(4)根据我国具体情况，在强制性型式试验、出厂试验的机械操作试验中增加了“机械特性测量”试验。在强制性型式试验和出厂试验中增加了“充气隔室的气体状态测量”项目。

(5)增加了型式试验周期和型式试验报告有效期的要求。

(6)删减了不符合国情的相关条款。

为了能够清晰地看出GB 3906—2006和IEC 62271-200—2003之间的差异，进行了KYN18C-12开关柜的型式试验，各试验项目间的标准对比见表1。

表1 开关设备各试验项目间的标准对比

2.2.2 GB 1984—2003，IEC 60056—1987与IEC 62271-100—2001的主要差异

IEC 62271-100—2001对应的国家标准是GB 1984—2003，IEC 62271-100—2001的前身正是IEC 60056—1987。

(1)IEC 62271-100—2001与IEC 60056—1987的主要差异。

1)失步条件定义中不再要求反相，但反相是失步的一种极端情况。

2)状态检查的电压试验中72.5 kV

3)新增加了附录《金属封闭和落地罐式断路器的短路和开断试验程序导则》。

(2)GB 1984—2003与IEC 62271-100—2001的主要差异。

1)适用范围：根据我国电网的实际情况，去掉了IEC62271-100—2001中的额定频率60 Hz的有关内容；根据我国行业的分工情况，适用系统的最低电压由IEC62271-100—2001的1 000 V改为3 000 V。

2)去掉了与我国电网无关的额定电压数值，采用GB/T 11022—1989《高压开关设备通用技术条件》中所列的额定电压值。

3)增加额定电压72.5 kV以上第二、第三开断极瞬态恢复电压(TRV)的标准乘数，即给出了第二、第三开断极TRV的标准值。

4)对辅助设备的要求中增加了分、合闸脱扣器动作的联锁及时序要求。

5)增加的型式试验项目有：电寿命试验、延长的机械寿命试验、单相和异相接地故障试验、电磁兼容性(EMC)试验以及防护等级试验。

该项目中用于KYN18C-12开关柜内的ZN65A-12断路器依据中国国标进行一系列的型式试验之后，根据IEC标准在KEMA试验站也已进行了试验，两个试验所用的断路器结构完全一致。由于国内开关必须通过GB标准型式试验，根据试验结果看出GB标准相当于IEC标准，除了一些适合中国国情的变化(如取消60 Hz的频率、在中国不可用的电压等级)外，一些测试参数高于IEC标准(如绝缘等级)。

为了能清晰地看出在各试验项目下各标准之间的不同，对ZN65A-12断路器进行了部分项目测试，对比结果见表2。

表2 断路器各试验项目间的标准对比

从上述2个表格可以看出，开关设备和断路器的参数均能满足技术要求。其中开关设备在绝缘测试的工频耐压一项GB 3906—2006的测试结果要高于IEC 62271-200—2003，断路器在绝缘测试的工频耐压一项GB 1984—2003的测试结果要高于IEC 60056—1987和IEC 62271-100—1987，而IEC 60056—1987与IEC 62271-100—1987的测试结果保持一致。其他测试项目GB标准与IEC标准的测试结果保持一致。经过型式试验论证，业主最终同意采用GB 3906—2006和IEC 60056—1987对KYN18C-12开关柜和ZN65A-12断路器所做的型式试验。

3 GB，IEC标准在海外项目中应用的注意点

在对外承包工程中，电气方面是整个工程的关键点，而电气方面的关键点之一是要在合同中明确采用什么标准作为验收的判定依据，包括电气设备产品标准、工程设计与安装验证标准。应避免采用业主国和第三国的标准，尽量采用GB标准，因为熟悉并掌握他国标准非常耗时费力。

海外项目中采用的电气标准应注意以下几点。

(1)一些标准规定了50 Hz与60 Hz频率下的各种电压，但各国的电压与频率都各不相同，对此一定要实地调查，与业主共同确定采用的电压与频率，这是涉外工程的起点和基础。

(2)各国都有自己的电气标准，中国电气标准体系也比较全面，经验也很丰富，在条件允许的情况下尽量采用中国标准，有利于国内企业在海外项目现场的施工，但事先要征求业主的同意。

(3)我国的GB标准和IEC标准在原则上基本保持一致，但仍存在一些差异，在运用时要注意GB标准和IEC标准的主要差别，要特别注意每个标准系列的适用范围和不适用范围。

(4)在采用IEC标准时，尽可能应用最新版本，要注意不同IEC版本之间的差异，并根据最新版本的标准做型式试验。

参考文献：

[1]GB 3906—2006 3.6 kV～40.5 kV交流金属封闭开关设备和控制设备[S].

[2]IEC 62271-200—2003 高压开关设备和控制设备 第200部分：额定电压1 kV及以上至52 kV交流金属封闭开关设备和控制设备[S].

[3]GB 1984—2003 高压交流断路器[S].

[4]蒋麦占.IEC标准、相应的电气工程国标及其应用[J].电气工程应用，2008(2)：42-48.