标准化低压开关柜试验方法浅析

2021-09-08沈志达

电气传动自动化 2021年3期

沈志达

（天津电气科学研究院有限公司，天津 300300）

1 SLVA设计规范和检测规范简介

《低压开关柜标准化设计方案》分为设计规范和检测规范，在检测规范中，结合了相关国家标准和 CCC认证要求，对标准化低压开关柜（国家电网有限公司将标准化低压开关柜产品名称代号设定为“SLVA”，SLVA为Standardized Low-Voltage Assemblies的首字母组合，以下简称“SLVA低压开关柜”）各项试验进行了全面、严格、细致的规范，统一了试验指标、试验方法及判定依据，进一步加强了对SLVA低压开关柜生产工艺、组部件/原材料的质量控制，为设备的安全可靠运行奠定了良好基础。本文介绍了SLVA低压开关柜入网专项试验的试验检测要求、与CCC认证的区别差异和相应的解决办法。

2 试验项目分析

《低压开关柜标准化设计方案》中规定SLVA低压开关柜的试验类别包括出厂试验、型式试验和入网专项试验。其中型式试验项目即为认证类试验项目，依据GB/T 7251.1、GB/T 7251.12规定的试验项目出具相应的试验报告。入网专项试验即为国家电网有限公司要求的试验项目，应依据《低压开关柜标准化设计方案》表9-1出具相应的试验报告。入网专项试验和型式试验在项目上有部分交叉重叠，但又有明显的区别和差异，下面对入网专项试验的试验项目进行详细分析。

2.1 标志试验

本项试验主要对SLVA低压开关柜的铭牌、插排框和二维码内容及要求有如下考核：

（1）.SLVA低压开关柜的铭牌宜采用厚度≥0.6mm的304亚光不锈钢材质制作，尺寸为200mm×124mm。

（2）铭牌上应至少标明以下内容：执行的主要标准号，制造厂名称和商标，型号、产品名称和出厂编号，使用参数（额定电压、额定电流、绝缘电压、频率等），防护等级以及出厂日期等内容。

（3）铭牌的右侧应设有二维码，二维码图形深度不低于0.3mm，选用抗紫外线油墨填充，标签表面应采用丙烯酸清漆封装，清漆厚度不低于10μm。二维码尺寸宜采用67mm×67mm。二维码格式应符合规范要求。

（4）铭牌宜采用激光雕刻或硫酸蚀刻工艺制作，铭牌应满足10年以上使用寿命。

（5）铭牌示意图见图1。

图1 铭牌示意图

（6）铭牌中的RFID格式及编制方法应符合国家电网有限公司相关技术规范要求。

需要注意的是，在样机初始送样进行试验时，铭牌中不应有CCC标识，应在型式试验获证后才可标注。

2.2 布线、操作性能和尺寸检查

本项试验主要从以下三个方面进行检查：

（1）元器件选择及安装检査

设备内装的元器件应符合其自身的有关标准，开关器件和元件的组合应满足GB／T7251.1-2013中10.6的要求，内部电路和连接应满足GB／T 7251.1-2013中10.7的要求。

元器件的额定电压、额定绝缘电压、机械寿命、接通和分断能力、额定短路耐受强度等技术参数应符合5.5和5.6的规定。

安装在同一支架（安装板、安装框架）上的电器元件和外接导线的端子布置应使其在安装、接线、维修和更换时易于接近。尤其是外部接线端子装在装置基础面上方至少0.2m（不包括保护导体端子和中性导体端子），并且端子的安装应使电缆易与其进行连接。

由操作人员观察的指示仪表不应安装在高于设备基础面2m处。操作器手柄、按钮等，应安装在易于操作的高度上，其中心线应在成套设备基础面上0.2m～2m之间。

对于抽屉式结构，宜选用金属材质的传动机构。

在型式试验报告中，GB/T7251.1-2013中10.6规定，外部接线端子装在装置基础面上方至少0.2m（不包括保护导体的端子），中性导体端子应装在装置基础面上方至少0.2m处。此处《低压开关柜标准化设计方案》与国标规定有所不同，我们在进行型式试验认证时，认为中性导体端子位置是成套设备制造商与用户之间的专有协议。

（2）母线与绝缘导线检査

SLVA低压开关柜中使用的铜母线材质应为T2，型号为TMY，其尺寸公差等要求符合GB/T 5585.1-2018的规定，铜母线截面形状采用全圆边。水平母线及分支母线搭接部分应镀锡，应选用优质热缩套管、硫化或环氧树脂玻璃布浸汁缠绕等工艺对各相母线进行绝缘处理。

母线相序标识采用防脱落、坚固耐用材料，标明 A、B、C、N、PE，如高粘性不干胶相序色标、金属接地标识、SLVA低压开关柜中端子和导体的标识、母线和导线颜色标识、母线相序排列顺序标识等。

（3）尺寸检查

SLVA低压开关柜的外形尺寸、主回路导体尺寸及位置等应符合相关规定。柜体的外形尺寸宽、深、高、对角线以及柜门（含柜门对角线）基准尺寸与允许误差应满足表1的规定。

表1 SLVA低压开关柜基准尺寸范围与允许尺寸误差要求

检测外壳面板加工后的平整度，不平整度不应大于2mm/m。

2.3 提升试验

本项试验与型式试验报告中的试验方法和判定结果基本一致，所不同的是，在入网专项试验中规定了提升应采用四点起吊，每根起吊绳与柜体顶面形成的夹角应不小于30°,且不大于 45°。

2.4 机械操作

对可移开部件和可抽出式部件的互换性进行检查，验证其互换性和操作良好性。循环操作5次，应操作灵活。对断路器分、合闸和抽屉摇入、摇出（对抽屉式框架断路器）或本体的插入、拔出（对插入式塑壳断路器）或本体的放入、取出（对抽出式塑壳断路器、抽屉单元）功能进行检查，验证机械操作是否良好。对于In≤630A的断路器，温升试验前应进行300次机械循环操作。对于In＞630A的断路器，温升试验前应进行200次机械循环操作。对于可移开部件，试验前应进行200次操作，操作后其相关的机械联锁状态和规定的防护等级等的工作状态应正常。

若试验结果满足以下要求，则认为SLVA低压开关柜通过了机械操作试验：

（1）各互换单元互换性良好；

（2）机构操作良好；

（3）元器件、联锁机构、规定的防护等级等的工作状态未受损伤，而且所要求的操作力与试验前一致；

（4）镀层（含断路器的连接端子和接插件的镀银层）应无脱落、起皮现象，且通过了温升试验。

2.5 机械试验

本项试验包括门铰链试验和机械碰撞试验。门铰链试验主要考核铰链的稳定性、可靠性、耐久性，与国标GB/T 7251.1-2013不同的是，《低压开关柜标准化设计方案》中附录C详细地规定了撞击位置。机械碰撞试验主要考核外壳门板的冲击强度，金属材质撞击试验具体部位及要求见表2。

表2 金属材质撞击试验具体部位及要求

2.6 成套设备的防护等级

本项试验按GB/T4208规定的试验方法进行，与型式试验报告不同的是，入网专项试验中规定了柜体顶部等不可触及部位的通风孔处的防护等级不应低于IP3X，其它通风孔的防护等级不应低于IP3XD,柜体其它部分的防护等级不应低于IP4X。带有可抽出式部件的成套设备在试验位置和隔离位置以及从一个位置向另一个位置转移时的防护等级应满足IP2X要求。

如果进线柜顶部的进线母线处及其它三相母线或四相母线进出柜体处，安装有起防护等级作用的绝缘隔板（如有，应包括软绝缘隔板，目的是为了使该处的防护等级满足IP3X的要求），则该绝缘隔板的厚度应≥2.0mm，并能承受电压值≥5kV、电压施加持续时间≥60s的工频耐压试验。

2.7 介电性能

本项试验结合了GB/T7251.1-2013 10.9条款和GB/T7251.1-2013 11.9条款，测试方法与型式试验测试方法一致。

2.8 主回路电阻测量

本项试验是入网专项试验特别要求的试验项目，采用直流法测量SLVA低压开关柜主回路的直流电阻，试验时施加的测试电流应≥100A。测量时，无论组合柜或单柜，应测量出从主进线开关的进线端子至各出线回路开关的出线端子之间的电阻值。温升试验前和温升试验后应测量主回路电阻，当温升试验前后的电阻值最大变化率≤20%时认为试验合格。

2.9 温升验证

温升试验应在机械操作试验后进行，断路器的连接端子（含接插件）有镀银层的，厚度不应低于4μm，且应满足机械操作的要求。

需要注意的问题有以下几点：

（1）单柜或组合柜进行温升试验时，以配电母线（垂直母线）的额定电流为基准，确保在不超过配电母线额定电流值的情况下，每个出线电路在最严酷的负载电流工况下进行温升试验，即在柜门全部关闭、风机（如有）不启动、出线开关出线端直接短接条件下（不得延长母排）进行，其电源侧的连接母线按D.1.3.2的规定执行，负荷侧的短接点距负荷侧出线端口为300±10mm。

（2）涉及到的承载主回路电流的接插件的温升限值按70K执行。在型式试验报告中，依据JB/T10323-2016，主回路电流的接插件温升限值为55K，这就造成了《低压开关柜标准化设计方案》与JB/T10323-2016冲突的情况。在这里，我们的处理办法是，型式试验报告中主回路接插件按照JB/T 10323-2016进行55K的判定，在入网专项试验报告中，主回路接插件按照70K进行判定。

（3）母线搭接面有镀层时，其镀层厚度应≥3μm，且具有良好附着力，附着力划格法试验后应无镀层剥落。其中，镀层厚度测量采用金相法测量时，取样并制作样块1块，样块断面应垂直，沿显微断面长度均匀取5个测量点，每个测量点至少测量2次，取其平均值，5组值的算术平均值为最终厚度值；亦可采用或直接读取法进行测量；镀层的附着力采用划格和粘接法共同试验，镀层测试铜排由制造商提供，数量不少于2件，100mm≤样块长度≤300mm，试验时，在样块平面上划边长为1.0mm的方格（应划透镀层），方格数不得少于9个，然后用透明胶带一端沿样块长度方向均匀粘牢在划好的方格上，把样块固定牢固，再用力反向将透明胶带撕开，撕开后镀层应无剥落现象，否则为不合格。