成套电气装置（精选9篇）
成套电气装置 篇1
1 低压配电柜制作的一般规定
1.1 常用导线都有其应用的规格型号及载
流量, 例如BV、BVR聚氯乙稀绝缘导线在不同温度、不同截面时都有不同的载流量
在选择时一般环境温度按40℃考虑顾客要求时可按35℃选取。主回路绝缘导线的规格不允许小于2.5mm2。
1.2 对于导线的相色而言, 装置内绝缘导线
除顾客有特殊要求外一般选用黑色, 导线端头用不同颜色的绝缘端头或者套不同颜色的塑料套管区分相序
导线颜色应符合下述规定。
交流电路:A相-黄色、B相-绿色、C相-红色、零线-淡蓝色、安全接地线-黄绿双色;
直流电路:正-棕色、负-蓝色。
2 设备的检查及安装
2.1 电气设备的开箱检查
首先检查电气设备的包装及密封是否良好, 校对设备型号、规格是否与图纸中的设计型号一致, 所需的附件、备件是否齐全;产品的说明书、合格证、检验报告的技术资料是否齐全, 并统一放到纸箱中。
2.2 电器的安装应符合下列要求
首先要保证电器元件质量良好, 并符合“设备安装前的检查”中的规定;安装时排列整齐, 固定牢固, 排列便于走线;各电器元件应能单独拆装更换而不影响其它电器及导线束的固定;发热元件宜安装在散热良好的地方, 两个发热元件之间的连线应采用耐热导线或裸铜线套瓷管;熔断器的熔体规格、自动开关的整定值应符合设计要求;换压板应接触良好, 相邻压板间应有足够安全距离, 切换时不应碰及相邻的压板, 对于一端带电的切换压板, 应使在压板断开情况下, 活动端不带电。
2.3 端子排的安装的要求
端子排应无损坏, 固定牢固, 绝缘良好;端子应有序号, 端子排应便于更换且接线方便, 离地高度宜大于350mm;回路电压超过400V者, 端子板应有足够的绝缘并涂以红色标志;强、弱电端子宜分开布置, 当有困难时, 应有明显标志并设空端子隔开或设加强绝缘的隔板;正、负电源之间以及经常带电的正电源与合闸或跳闸回路之间, 宜以一个空端子隔开;电流回路应经过试验端子, 其它需断开的回路宜经特殊端子或试验端子, 试验端子应接触良好。
2.4 二次回路的电气间隙和爬电距离应符合下列要求
屏顶上小母线不同相或不同极的裸露载流部分之间, 裸露载流部分与未经绝缘的金属体之间, 电气间隙不得小于12mm;爬电距离不得小于20mm。
2.5 控制回路的连接件均应采用采用铜制制品, 绝缘件应采用自熄性阻燃材料
盘、柜的正面及背面各电器、端子牌等应标明编号、名称、用途及操作位置, 其标明的字迹应清晰、工整, 且不易脱色;盘柜上的小母线应采用直径不小于6mm的铜棒或铜管, 小母线两侧应有标明其代号或名称的绝缘标志牌, 字迹应清晰、工整且不易脱色。
3 电气盘箱的配线
3.1 主回路的配线要求
主回路的导线截面根据所在回路的电流容量选择;按图施工, 接线正确;导线与电气元件间采用螺栓连接, 且应牢固可靠盘柜内的导线不应有接头, 导线芯线无损伤;配线应整齐、清晰、美观, 导线绝缘应良好, 无损伤;单股铜芯线可直接打顺时针螺圈;多股芯线应压接线鼻子, 且套热缩管;热缩管应平整、严密、无破损, 长度以超过线鼻子10mm~20mm为准;每相线应留有一定余量在50mm~100mm之间;主回路与控制回路分开走线, 尽量不交叉、不平行、不捆在一起。
3.2 控制回路的配线要求
要做到按图施工, 接线正确;导线与电气元件间采用螺栓连接, 且应牢固可靠;盘柜内的导线不应有接头, 导线芯线无损伤配线应整齐、清晰、美观, 导线绝缘应良好, 无损伤;导线的端部均应标明其回路编号, 编号应正确, 字迹清晰且不易脱色;每个接线端子的每侧接线宜为一根, 不得超过两个。对于插接式端子, 不同截面的两根导线不得接在同一端子上;对于螺栓连接端子, 当接两根导线时, 中间应加平垫片;控制回路接地应设专用螺栓;根据行线方案量材下线, 下线的长度要留有一定余量, 成把走线时要长出40mm~50mm, 以防线经捆扎后长度不够;线束一般用尼龙线或螺旋管捆扎成圆形, 线束配置应横平竖直, 用吸盘与箱体固定, 水平时每300mm, 垂直时每400mm固定一次;线束过门时应留有充分的旋转余地, 保证门开启时导线不受损伤, 且门开启灵活。
4 成品检验
4.1 直观检查应符合
对照图纸进行外观检查, 元件型号规格与顾客要求一致, 连锁、锁扣安装与调整有效, 符合工艺规定;对一次配线的检查要求检查母线选择、制作和安装是否符合图纸和一次线加工工艺;控制回路走线应符合工艺要求, 整齐、美观、牢固;对紧固件检查要使螺栓紧固后露出1~8个螺距, 应有防松措施, 不接线的螺栓应拧紧;对铭牌的检查应使铭牌牢固、平整、端正, 内容符合标准要求;对电气间隙和爬电距离检查要求最小电气间隙为5.5mm (过电压类别III) , 最小爬电间隙为1 2.5 m m (额定绝缘电800V) ;完工后的外观检查要求喷涂层表面及元器件绝缘表面均应完好无损, 不得有明显旗袍、划痕、颜色不一及磕碰等现象。
4.2 仪器检查及通电试验检查的要求
首先要保护电路有效性验证, 产品内所装电气元件需接地的部件应保持良好的接地连续性, 接地电阻小于等于100毫欧 (检查部位: (1) 门锁与主接地点; (2) 覆板与主接地点; (3) 开关安装支架或螺钉与主接地点; (4) 操作手柄安装螺钉与主接地点; (5) 箱体结构与主接地点) , 总接地点应有明显牢固的接地标志;对操作及通电试验检查要求所有元件动作和指示应符合电气原理图的要求, 手动操作元件要进行5次操作试验, 试验结果应保证电器正常分合, 机构运动应灵活;对绝缘电阻的检查要求相间、相对地大于等于0.5兆欧 (1000欧/伏) ;对主电路与主电路连接的辅助电路要求电压60
5 结语
低压电气成套的制作在电气系统中起着运行、保护设备的重要作用, 它的施工质量好坏直接影响着电气系统的正常运行, 所以在施工中应严格按规范施工。
摘要：低压电气成套制作工作是一项技术要求相对较高的专业, 它要求有更高的电气知识, 不但要对五花八门的设备性能有一定的了解, 而且要会读电气原理图。针对一块盘箱要全面考虑设备的安装方式以及主回路、控制回路的走向问题。本文从专业技术角度入手, 并结合多年的实践经验, 摸索出一套既简单又能保证质量的工作方法, 可以大大的提高工作效率。
关键词：载流量,主回路,控制回路
参考文献
[1]刘光源.实用维修电工手册[M].上海:上海科学技术出版社, 1993.
[2]刘介才.工厂供电[M].机械工来出版社, 2003.
[3]王常余.电气安装质量160问[M].上海:上海科学技术出版社, 2003.
成套电气装置 篇2
新兴业务（重大项目）策划及实施（资质获取及维护），（祝书振、牛宇豪）高压柜、低压柜、箱变产品的生产制造、生产组织管理、安全质量管理、生产工艺控制、班组及现场管理
综合管理：（1）生产计划执行：根据生产计划，协调公司内各生产及相关部门资源，按期、保质、安全的实施生产计划。跟市场对接，完成市场订单，保证生产计划的有效执行（对接生产计划部、市场部）；（2）车间管理工作：配合车间主任做好车间管理工作。(基本上需要书面落实的都需要让生产计划部知情、部门对口生产计划部但是人只能对接一个、不能攒事不管不去处理或处理不了)牛宇豪跟进。安全、生产计划、（压力）；（3）车间安全及6S现场管理。对接生产计划部，完成安全及6S现场管理工作，赵雪鹏、孟益配合工作；（4）车间降成本工作：对接生产计划部，完成降成本数据报送，具体降成本数据，管理人员讨论决定；（5）生产信息日报报送。（6）公司信息的传达。
技术专工：（1）生产工艺、质量管控：对车间生产工艺进行管控，监督车间工艺（做到良性循环，提供更好的支持，接受一线人员的反馈意见）。对车间产品质量进行管控，车间产品或外购件质量问题汇总、跟进，针对出现问题进行整改落实。（对接班组、物资部、安质部、技术部）赵雪鹏协助工作；（2）技术交底、新兴技术措施落实：车间技术交底工作，新兴技术措施落实情况，指导车间员工技术问题，做好各项技术管理工作，赵雪鹏、牛宇豪跟进配合。（3）技术图纸的对接及归档整理工作：部门技术资料、图纸的归档管理（包括车间生产及新兴业务资料档案）；（4）资质获取：跟进技术部高压柜产品资质获取（发展最终要）
统计员：根据统计法和公司内统计核算的有关规定，承担公司内各类生产统计报表的统计、核算，承担消耗用品和工时的统计，促进达到公司目标对消耗用品及人工成本降低率的要求、劳动效率的提升和建设节约型企业的目标。（1）消耗用品、办公用品及劳保用品统计：提交需求计划，跟踪消耗、办公及劳保用品到货，及时去仓库领用。（对接物资部）；（2）出勤统计：统计车间班组人员出勤天数报送综合部。（对接综合部）；（3）工时工资：统计核算工时工资，报送综合部。（对接综合部）；（4）绩效管理：月末进行员工绩效评测，评测结果反馈综合部。（对接综合部）；（5）资金预算：每月根据部门资金需求，编制部门资金预算表反馈给财务部。（对接财务部）；（6）工作通知落实：日常管理群内通知、工会通知落实。（禚志鑫补位）；（7）车间宣传工作：编写手机报，宣传稿报送至综合部。（对接综合部）牛宇豪配合；（8）车间安全及6S现场管理：协助综合管理进行车间安全及6S现场管理工作。
牛宇豪：（1）生产计划执行（箱变）：根据箱变生产计划，协调公司内各生产及相关部门资源，按期、保质、安全地实施生产计划。跟市场对接，完成市场订单，保证箱变生产计划的有效执行（对接生产计划部、市场部、物资部）；（2）新兴业务：新兴业务（重大项目）策划及实施，资质获取及维护。（3）车间宣传工作：配合统计员编写手机报，宣传稿报送至综合部。（对接综合部）；（4）生产周报：报送周例会材料；（5）箱变生产信息日报报送。
赵雪鹏：（1）车间安全及6S现场管理：协助综合管理进行车间安全及6S现场管理工作；（2）新兴业务：协助牛宇豪进行新兴业务（重大项目）策划及实施，资质获取及维护；（3）质量管控：协助技术专工做好车间质量问题的汇总、跟进。对车间质量问题进行落实和整改。
每周一上午周会，车间计划
电气成套设备的发展动态 篇3
1电气成套设备的智能性和信息性发展
随着环保质量和电力质量标准的增强, 电气成套设备的应用也得到了快速的发展。随着世界经济发展的越来越快, 越来越多的能源被消耗, 伴随而来的就是环境问题的全球化, 尤其是含碳物质的燃烧使二氧化碳增多, 随后产生的“温室效应”已经给我们人类带来了生存性威胁。电气成套设备的使用者也是耗能大户, 其动力来源发电厂又是造成环境污染的主要工厂。所以在我们的21世纪里, 国际上将电力资源的节约作为人类保护我们环境的又一重要手段。由于工业和生活用电日益增加, 电气成套设备用电质量和节约用电问题日益受到广大人们群众的关心。 用电电路的可靠性、稳定性、易操作性和减少维护费用等都非常重要。机场, 医院等一些重要的用电部门一旦断电就会造成不可估量的损失。电力网络上的电气骚扰是影响电力质量的重要因素。这些主要是由于电气成套设备系统中电压或电流的瞬态变化造成的。从上个世纪80年代后期开始, 断路器中开始使用微处理器, 大大增强了断路器使用时的保护能力, 并利用微处理器的通信和计算能力在上世纪90年代成功发展成了可通信的电气, 成为组成电能管理系统的重要元件之一, 各个元件之间不仅能合理调配配电系统的电能, 达到节约用电的效果, 而且能监控电力运行质量, 并且还能保证了整个配电系统的运行质量。运用电能管理系统能够使用电的节约和电力质量的提高, 同时用电少了, 电力质量提高了, 也能推动只能断路器的发展。新型断路器还有一个功能是中线的保护, 当电网中电的波形不正常时, 断电气会使线路发热导致熔断, 因此提高了电网工作时工作状态的可靠性。
智能化是电气成套设备的发展方向, 从节约电能来看, 需要从配电柜上得到更多的信息, 才能合理调度电能。日本三菱公司推出的新型先进断路器, 研发出了测量显示的单元—MDU, 这种功能具有很多优点, 如计量精度高, 范围大, 能随时对电气设备进行监控等。这种MDU单元可以独立安装在开关柜的面板上, 也可以与断路器等配套使用。 它可以测量负载电压、电流和功率等因数, 并能同时检测多次谐波, 从而让电力质量控制更好的进行。它还能对计量参数进行实时记忆, 在断路器因各种原因跳闸后, 故障时的各种参数已经记录, 可供事后的原因调查分析。
信息化发展也推动了电气成套设备的运用和发展。瑞士公司ABB引入的嵌入式技术Web, 管理工作人员可以用随时随地用笔记本电脑通过网络对电气系统进行监督和控制。 近些年以来, 无线网络发展迅速。 法国公司施耐德引进了新型框架断路器, 其中的智能脱扣器采用了红外技术, 使需要连接的线路减少了, 从而脱扣器的可靠性也得到了很好的提升。相信不久以后电气成套设备系统中断路器及其它元件上更先进蓝牙技术也会得到应用。
2电气成套设备的在线检测
开关电气在使用过程中经常会受到电气或机械的不同程度损伤, 导致在其发生各种各样的故障, 这就要我们经常性的检修和维护。如果我们能采用新技术对这些电气设备进行在线检测, 实时掌握电气的工作状态, 则可以减少甚至免除日常的电气检修和维护。因此国际上的一些大公司都比较重视电气成套设备的在线检测。比如德国公司西门子在电气成套设备的在线检测方面就下了很多心思。在线检测运用好能够有效提高电气设备的运行持续时间和可靠性。一种直接的方法是检测的信号直接来源于电气的工作状态。短路电流的存在可以用磁敏元件来检测。用机械零件的位置能测定机械开关的开闭状态等。在线检测的重要部分之一是接触器或断路器触头工作状态的检测, 用一跟绝缘导线穿过触头支架上的一个孔洞与触头连接。触头如果侵蚀会将导线的绝缘性破坏, 从而使该导线带电, 输出该点的电位信号。另一个比较精确而简单的方法, 是对触头的超程的测量, 根据触头位置磨损后可以看做是其超程减小了。有一种计算触头超程的测量方法是:测量从打开电磁铁时到触头分离时的时间间隔。因为这个间隔时间反映了超程的大小。
3电气成套设备中三角形变压器的应用
配电变压器设备中, 以前用的都是铁心结构, 并且是按平面的顺序排列的。这样由硅钢片叠在一起行成的结构, 因为铁心与铁心之间有缝隙, 所以电磁通过是的阻力比较大, 这样会使空载时的电流很大, 电损很高, 运行时还会产生噪音。近些年我国又推广过一种S11型卷铁心配电变压器, 由硅钢片直接带材连接卷绕而成的铁心, 拼接时无缝隙, 改善了它的导磁性能, 所以减小了变压器空载时的电流, 同时电损和运行时噪声也大大降低, 是当时我国比较节能的新型变压器。现在我国又有了三角形卷铁心高效节能变压器。这是最新发明的变压器, 它不再是以前变压器的平面搭接模式, 用三个相同的半圆形铁心框组合而成的先进的三相变压器铁心, 完全均衡了三相变压器铁心的磁路, 并使磁路大大缩短, 增高了磁路填充系统, 避免了铁心的接缝, 并且把不同铁心之间磁力线不能自由沟通的难关通过采用创新的专利技术也攻克了。
4总结
电气成套设备的运用是所有用电设备的发展趋势, 其发展进步体现了科技的进步!
摘要：伴随着电子技术、计算机技术的发展, 电力质量和环保要求的不断提高, 低压电气成套设备的智能化和信息化近期有了新的发展。介绍了由可通信的低压断路器组成的电能管理系统, 智能操作的控制电气, 低压电气成套设备的在线检测。
关键词：电气成套设备,智能化与信息化,在线检测
参考文献
[1]刘常生.低压成套开关设CCC认证企业技术负责人知识读本.中国质量认证中心组编.
成套电气装置 篇4
本报告侧重行业宏观发展研究分析，从行业现状、产品市场、技术水平、产业链运行、产业政策、企业竞争、产品进出口、行业投资等角度对高低压电气成套设备市场的发展进行细致研究。我们通过专家访谈第一时间准确获取高低压电气成套设备市场发展深度分析研究，是您领先竞争对手的关键，通过本报告，可以使深刻洞悉本企业所处的市场现状及未来趋势动向，通过制定先发制人的竞争战略，在激烈的市场竞争中取得优势。
《2013-2017年中国高低压电气成套设备市场分析调研报告》首先介绍了高低压电气成套设备行业的运行概况以及行业发展环境；报告阐述了中国高低压电气成套设备行业的发展特点，分析了高低压电气成套设备行业的当前政策对高低压电气成套设备行业发展的影响；报告通过大量的图表数据详细分析了高低压电气成套设备行业市场规模及供需情况，并且预测了未来3-5年的市场发展趋势；报告通过对全国各个区域的市场分析，揭示了各地区发展高低压电气成套设备行业的有利及不利因素；报告包含了高低压电气成套设备行业近几年的进出口数据，详细分析了当前高低压电气成套设备行业进出口现状的形成原因以及未来发展趋势；报告通过对高低压电气成套设备行业上下游分析，详细描述了高低压电气成套设备行业的产业链现状；报告通过对高低压电气成套设备行业重点企业的运营状况分析，从微观上进一步研究高低压电气成套设备行业的市场规模及供需态势；尚普咨询利用全国调研网络详细研究了高低压电气成套设备行业的竞争格局以及竞争策略，研究了高低压电气成套设备行业的投资机会与投资风险；报告采用统计学原理准确预测高低压电气成套设备行业的未来发展趋势，
成套电气装置 篇5
关键词：高压,成套配电装置,开关柜,分类
我国电力需求越来越旺盛,电力建设投资大幅增长,远距离、大容量输电的高压骨干网架稳步推进,成套配电装置等电力装备有良好的发展机遇。成套配电装置又叫成套配电柜,是以开关为主的成套电器,故也俗称开关柜,主要用于配电系统中,作接受和分配电能之用。对线路进行控制、测量、保护及调整。根据电压等级高低,可分为高压开关柜和低压开关柜两大类。可见,高压开关柜为成套配电装置的一种,指交流额定工作电压在3~35 k V范围内的装置。为满足社会的日益发展对高压开关柜的需求,研发部门在基础理论、材料选择、生产技术和新技术的应用方面做了大量的工作,根据不同的使用环境和使用场合研制了不同类型的高压配电柜。
1 成套配电装置的特点及分类
高压配电装置是由制造厂预先按一、二次接线要求,将每一回路电路的电气设备(如断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器以及保护、测量的设备)装配在封装或半封装的金属柜内,构成单元柜。根据电气主接线的要求,选择所需要的开关柜,用于发电厂、变电所或配电所内。高压电套配电装置设计结构紧凑、以较小的空间容纳较多的功能单元。而且结构通用性强,组装灵活,可根据接线要求,选择所需要的单元进行任意组合,以满足系统的需要。成套配电装置因为有外壳(柜体)的保护,电气设备不容易积灰,在环境较差的工作环境中优点较为突出,且线路敷设与配电室的施工分开进行,大大缩短了基建时间。
在我国的配电系统中,20世纪60年代中使用的成套配电装置较为简单,技术落后。随着国内外市场需求的日益多样化和先进技术的不断引进,电力设备制造业得到飞速发展,推出了多种型号的高压成套配电装置。高压配电装置属高技术产业,技术含量较高,其在技术上的进步包括在制造和装配工艺上的改进、新兴技术材料的开发应用、产品质量和可靠性的不断提高等方面。
成套配电装置按其结构特点可分为开启式和封闭式;按断路器的安装方式分为固定式和手车式;按其母线套数分为单母线和双母线。不管何种配电装置,均应具有“五防”联锁功能,即防误分、合断路器,防带负荷拉合隔离开关,防带电挂接地线或合接地刀闸,防带接地线(或接地刀闸)合断路器,防误入带电间隔。“五防”联锁功能采用断路器、隔离开关、接地开关与柜门之间的强制性机械闭锁方式或电磁闭锁方式实现。
2 常用的高压成套配电装置
2.1 XGN-10型金属封闭固定式开关柜
XGN-10型金属封闭固定式开关柜适用于3~10 k V,频率50 Hz,额定电流630~3 150 A三相交流单母线、双母线系统,作为接受和分配电能之用。可满足各类电厂、变电站及工矿企业的要求。开关柜结构新颖,相与相、相与地之间采用空气自然绝缘,工作安全可靠,操作简单,运行、维护、检修方便,适用面广,因而得到广泛应用。
2.2 KYN28-10型高压开关柜
KYN28-10手车式高压开关柜,用于额定电压为3~10 k V,额定电流为1 250~3 150 A,单母线接线的发电厂、变电所和配电所中。开关柜体是由薄钢板构件组装而成的装配式结构,由4个不同的功能单元组成:母线室、电缆室、继电保护室和手车室。各个单元设有独立的通向柜顶的排气管,当柜内由于意外原因压力增大时,柜顶的盖板将自动打开,使压力气体定向排放,以保护操作人员和设备安全。开关柜为防止误操作设计了3种联锁装置:(1)推进机构与断路器联锁;(2)小车与接地开关联锁;(3)隔离小车联锁。
2.3 RGC型金属封闭单元组合SF6开关柜
RGC型高压开关柜为金属封闭单元组合SF6高压开关柜。RGC型高压开关柜是一种结构紧凑、灵活方便的SF6绝缘的开关柜,SF6气体有着优良的绝缘和灭弧性能,满足了对高质量产品的要求。RGC型开关柜由7种标准单元组成。最大可用5个标准单元组成一个大单元,由于运输条件和装卸的限制,当超过5个小单元时,应分成两个部分。
2.4 环网开关柜
为提高供电可靠性,使用户可以从两个方向获得电源,通常将供电网连接成环形。环网柜是一组高压开关设备装在金属或非金属绝缘柜体内,其核心部分采用负荷开关和熔断器,具有结构简单、体积小,可提高供电参数和性能以及供电安全等优点。在城市住宅小区、高层建筑、大型公共建筑等负荷中心的配电站以及箱式变电站中广泛使用。
3 高压配电装置的发展壁垒
高压配电装置的发展应跟随社会的脚步。我国生产高压配电设备的技术虽在日益进步,但随着社会的发展,仍然存在需待解决的问题。(1)技术壁垒。高压成套配电装置设计与制造涉及多个技术领域,包括高电压技术、开关电源、专业工艺制作等。制作企业需要具备雄厚的资金支持,有大型的加工设备、测试设备等。随着市场的竞争越来越激烈,技术更新周期越来越短,企业生产的电力设备要适应社会的发展,必须要保持技术的创新能力。(2)人才壁垒。成套配电装置技术含量较高,根据项目的不同需求进行个性化的集成,因此需要一批精通专业知识的人才。随着更多新工艺、新材料的应用,对从业人员的知识水平有更进一步的要求。
4 结语
高压成套配电装置是电力系统中重要的一环,安全、可靠、经济和高效运行将会对配电网的供电可靠性造成最直接的影响。目前,配电设备正向紧凑化、智能化、数字化、信息化的方向发展。因此了解高压配电装置的分类和使用特点,并掌握常用的几种开关柜的使用场合至关重要。
参考文献
[1]应丽华.10k V高压开关柜设计研究[J].机电信息,2012(30):137-138.
[2]李小松.浅谈10k V高压开关柜设计的几点体会[J].电气开关,2003(5):11-13.
成套电气装置 篇6
电力系统中为了降低线路损耗、提高功率因数和电能质量，通常在用户端或变电所进行无功功率补偿。低压成套无功功率补偿装置(简称补偿装置)简单经济、易于控制是无功功率补偿最为常用的方法。
补偿装置是低压成套开关设备和控制设备的特殊类别。它既有成套设备的一般特性，同时又有电容器、电抗器、控制器等元件的特殊要求。IEC 61439系列是低压成套开关设备和控制设备的标准，阐明了其使用条件、结构要求、技术性能和试验。考虑到GB/T 15576—2008[1](下简称15576)与IEC 60439—1:1999[2](下简称IEC 60439—1)的关联性，随着IEC 61439—1Edition 2.0[3](下简称IEC 61439—1)的国产化，低压补偿装置的标准会做出相应调整。本文通过IEC 61439—1(IEC 61439—1有3种验证方式，本文仅讨论试验验证verification test。)与IEC60439—1的差异给出了涉及补偿装置新增及变动的试验项目。随着对电网电能质量要求的提升，抑制涌流与谐波在补偿装置中有了更高要求。本文结合标准与实际试验分析了电抗器对补偿支路电气参量的影响以及对涌流、谐波、温升试验的影响，并对15576中部分有待完善电气性能试验条款进行分析，由于IEC 61439不涉及15576中电气性能试验部分，所以439系列标准换版对此部分没有影响。希望得出的结论对生产企业制定技术条件、产品设计以及标准开发有所帮助。
2 15576有变化的试验项目
2.1 IEC 61439—1新增的试验项目
2.1.1 材料与部件的强度
IEC 61439—1对空壳体的要求与试验和IEC62208/GB/T 20641[4]基本等同。IEC 61439—1增加了针对壳体的以下试验：耐腐蚀、绝缘材料耐热性、灼热丝、耐老化、提升、机械冲击、标志试验。
15576中所涉及壳体试验的部分为7.17基本环境试验，包含环境温度、耐老化、耐腐蚀3项试验。IEC 61439—1中耐腐蚀与耐老化试验与15576中的相同点在于试验方法基本相同，需要注意的是IEC 61439—1耐腐蚀性试验严酷等级B与15576中对应的试验细节不同：一为2个12合计24 d的存储;另一为12和14合计26 d的存储。不同之处为IEC 61439—1中的此两项试验并不仅限于户外型设备，而15576中的壳体试验仅考虑户外型。
15576中7.17.1环境温度性能试验目的为考核含电子器件的补偿装置在规定的环境空气温度上限和下限情况下长期运行的可靠性。IEC61439—1中不含此项试验。
IEC 61439—1中的绝缘材料耐热性、提升、机械冲击、标志、灼热丝几项试验为15576所不包含项目，这几项试验在此不详述见文献[4]。
2.1.2 冲击耐受电压
IEC 60439—1中7.1.2.3.4和8.2.2.1给出了免除冲击耐受电压的条件，而IEC 61439—1中对于冲击耐受电压试验为强制性。有关试验方法见文献[1]。这里要注意的是对抽出式补偿装置在IEC 61439—2中对抽出式部件隔离位置的试验布置有特别要求。
2.2 有变化的试验项目
2.2.1 工频耐受电压
IEC 61439—1与IEC 60439—1关于同一额定绝缘电压对应的试验电压值有所变化。以补偿装置常见的额定绝缘电压690 V为例，IEC61439—1中试验电压为1 890 V，而IEC 60439—1为2 500 V。
另外，对于试验用变压器的输出短路电流也有变化：IEC 61439—1要求试验用变压器输出端子短路时输出电流至少200 mA，而IEC 60439—1只要求交流电源有足够功率维持试验电流。
实际当中，用于投切电容器的复合开关或晶闸管开关主要由电力电子元件组成，其相相之间耐压一般达不到主回路相应的要求。此处的试验布置宜在15576中有所描述。
2.2.2 防护等级
对于IPX1而言IEC 61439—1放宽了试验条件，允许以移动滴水箱代替转动试品。IEC60439—1严格按IEC 60529/GB 4208的要求不允许移动滴水箱。
2.2.3 机械操作
IEC 61439—1对于机械操作的次数由IEC60439—1的50次变为200次。这对于补偿装置的结构设计要求更为严酷。
3 15576部分试验条款讨论
3.1 谐波试验
3.1.1 电抗器
电抗器对于涌流、温升、谐波等试验均有影响首先进行讨论。
图1为补偿装置含电抗器支路单相示意图。对于三相电路由于电源与负载的对称性单相分析结果适用于三相。图1中开关S为补偿支路保护器件和投切装置的合并简化，由于支路各个元件间连接线很短故可认为支路的电阻为零。Xh L与Xh C为电抗器、电容器在h次谐波下的阻抗值，h=1为基波条件，此时下标1省略且XL≪XC，并定义电抗率X%=XL/XC。
串联在补偿装置支路的电抗器用途主要为抑制涌流与滤波。抑制涌流利用了电抗器电流不能突变的原理，一般工程中采用电抗率为0.1%～1%的电抗器。实际中有很多补偿装置不配有串联电抗器，此时系统电抗和变压器漏抗起到了抑制涌流作用。当补偿装置容量较大变压器漏抗较小时，仅由系统的电抗便不能满足抑制涌流的要求，从而需要加装电抗器。滤波的基本原理是使电抗器与电容对某次谐波呈现低阻抗，即串联谐振使得谐波电流被短路到本支路。此时电抗率的选择要依据滤波次数、系统参数而定。由于谐波无功功率尚未有定义。本文中无功功率仅指基波。
首先分析基波时的情况。
可见支路串联电抗器后电容器端电压和电流幅值与不串联电抗器相比会随电抗率增大而增大。对电容量不可调电容器而言其不变电气参数为其电容量即C，在基频下XC恒定。电容器额定电压VCn，额定电流ICn，则额定容量QCn=V 2Cn/XC，额定电流ICn=VCn/XC，运行容量QC=V C2/XC。一般情况下，制造商会选择额定电压大于补偿装置额定电压的电容器，以留有设计上一定的裕度。但此时仍应考虑当X%增大导致VC>VCn时，过压过流给电容器带来的危险。另外当补偿装置分支不串联电抗器，即X%=0,QC一般小于QCn，说明支路不带串联电抗器补偿装置的电容器运行于其额定容量以下。
3.1.2 LC无源滤波基本原理
图1中从电压输入端看支路在h次谐波下的阻抗值Zh=h·XL-XC/h=XC(h·X%-1/h)。谐振点
当h2=1/X%或h2接近于1/X%支路对h次谐波电流呈现低阻抗，使得谐波电流不流入系统。
图2为电气系统谐波等效电路，这里将谐波源简化为电流源[5]。Xhs表示系统在h次谐波下的感抗，基频下低压系统感抗已不能认为远远大于电阻。但本段中系统感抗为基频值经h倍放大而电阻在任何次谐波下为常量，故省略电阻部分。经计算可得：
对h次谐波：当Xh L>Xh C即补偿支路对h次谐波呈感性。补偿支路起分流作用流入系统谐波电流减小;当Xh L=Xh C补偿支路对h次谐波短路，谐波电流完全流入补偿支路;当Xh L
由以上分析可知，补偿支路对h次谐波呈容性时有放大系统谐波的可能性;滤波的设计要综合考虑系统与补偿装置的参数。本段的分析认为电容器与电抗器的物理参数不变，实际设计中要考虑这些参数随环境参数比如：温度、湿度、大气压等的变化。
3.1.3 15576中谐波标准评述
15576中对于谐波方面的标准主要引用文献[7]，并按总谐波电流滤除率来区分滤波及抑制谐波。
文献[7]中对于每个电压等级下各次谐波电流均有限值要求，但实际使用或试验时由于系统短路阻抗及协议容量等参数难以确定，故各次电流谐波限值难以确定。文献[7]中对于15576所适用的交流1 000 V及以下设备仅有380/400 V一档电压电流要求，而对于矿业常用的690 V及作者所接触过的800 V,1 000 V柜体无任何规定。使得文献[7]在部分试验条件下判据失效，例如对于额定电压690 V带滤波补偿装置的试验而言谐波电压的判据不存在。由以上分析可知补偿设备支路对某一次谐波有抑制或滤除作用时，对另一次谐波有放大可能。举例：实践中某补偿装置的总谐波电流及5次谐波电流在设备投入后减小但7次谐波电流增大。补偿装置目的为改善电能质量，这种部分谐波电流被放大的情况明显违背了初衷。更为合理的判定方法应该将各次与总谐波电流综合考虑。
从以上分析可知，当一个补偿装置含有针对两种及两种以上谐波进行滤波的分支时，各个分支不同的投切顺序会对于系统谐波有不同影响。建议制造商给出相应的投切顺序，以免引起谐波放大。
3.2 温升试验
15576中7.3规定温升试验电压应使电容器支路电流不小于其额定电流，由3.1.1中可得出
即温升试验分支电流大小可通过调节试验电压幅值进行改变。当补偿装置支路含电抗器时电压升高幅度要低于不含电抗器的情况。须注意V的升高有可能导致电容器过压运行。当补偿装置中有多种额定电压不同的电容器时由于各支路从同一母排取电单靠调节电压幅值很难达到标准中对电流的要求。例如：额定电压380 V的不含电抗器补偿装置分支含400 V和450 V两种电容器。当调节试验电压为450 V时可满足标准中对试验电流的要求，但此时部分电容已处于过压状态。
3.3 涌流试验
补偿装置分支合闸并入系统瞬间，将会产生高频、高幅值的合闸涌流。涌流过大将会造成电容器损伤、保护装置误动，其电动力会造成设备结构损伤，尤其对于频繁投切的场所涌流的控制尤为重要。
按照线性动态电路理论，图1中开关闭合后涌流大小与电源电压、电容与电感的参数、电容器投入前电压有关。涌流大小及分析方法见文献[6,8]。可以得出，当在电源电压瞬时值与幅值接近时投入产生涌流最大;补偿支路的电抗器可以有效地减小涌流;由于电气系统三相对称性当三相同一时刻合闸，三相电流不会同时达到最大或最小，可以通过分相延时投切使得每一路涌流达到最小。
15576中未明确规定涌流的试验电压，由于试验电压幅值对合闸后电压电流的影响很大所以试验电压的规定尤为重要。实际使用或试验中随着补偿装置各个分支的投入系统电压逐步升高，此时至少应对所考察支路投入时电压进行记录以保证试验的准确性;再者，涌流试验目的是为了保护支路元件不受过流影响，考虑到电容的增压作用所以标准规定对最后一路进行试验。实际使用中由于系统电气参量的瞬变性以及手动投切的随机性每一条支路均有可能作为最后一路。所以标准宜将“最后一路”改为对参数不同支路分别进行试验。按电路理论涌流与电容投入前残压有关，且多数投切开关对于连续两次投切时间间隔也有定义，故试验时应在电容器放电完毕后进行或在制造商规定时间间隔后进行。
3.4 其他
15576中试验条款7.1.6要求对机电开关电容器投入时端电压进行测量，要求不大于电容器额定电压10%;同时对装置瞬态过电压进行测量，要求在2 2额定电压以下。
此两点在标准中表达比较含混。实际上瞬态过电压的测量可以结合涌流试验一并完成。而电容器再次投入残压需要标准进一步的说明，其中原文“一定的延时时间”应给出具体的要求。
4 结论
本文通过对照IEC 61439—1与IEC 60439—1不同之处，给出了IEC 61439—1国产化后补偿装置标准相应有可能要增加和修改的地方。其中主要增加了对壳体的试验。分析了电抗器在补偿装置中的用途，支路串联电抗器对补偿装置性能有提升但对电容器运行能力有所要求。根据试验经验对谐波、涌流、温升等试验中有待完善的地方提出了一些建议。
摘要：在电气系统中无功功率补偿装置广泛应用于补偿系统的无功功率、降低网络损耗、改善功率因数和电能质量。考虑到低压成套无功功率补偿装置的国家标准与439系列标准的紧密联系,伴随IEC 61439—1Edition 2.0版本的国产化,给出了GB/T 15576—2008中将会受到影响的试验项目。通过实际检测经验对15576中温升、涌流、谐波试验进行了分析并对部分有待完善的条款进行讨论。
关键词：无功补偿,低压成套,标准,试验
参考文献
[1]GB/T 15576—2008低压成套无功功率补偿装置[S]北京:中国国家标准出版社,2009.
[2]GB 7251.1—2005/IEC 60439—1∶1999低压成套开关设备和控制设备.第1部分:型式试验和部分型式试验成套设备[S].北京:中国国家标准出版社,2006.
[3]IEC 61439—1 Low-voltage Switchgear and Controlgear Assemblies-part 1:General Rules[S].Edition 2.0 2011—08.
[4]GB/T 20641—2006/IEC 62208:2002低压成套开关设备和控制设备空壳体的一般要求[S].北京:中国国家标准出版社,2007.
[5]王兆安,杨君,刘进军,等.谐波抑制和无功功率补偿[M].第2版.北京:机械工业出版社,2002.
[6]电力行业电力电容器标准化技术委员会.并联电容器装置技术及应用[M].北京:中国电力出版社,2011.
[7]GB/T 14549—1993:电能质量公用电网谐波[S].北京:中国标准出版社,1994.
成套电气装置 篇7
关键词：20千伏,接地装置,小电阻,参数选择
1 经消弧线圈和经小电阻两种接地方式的比较
主要针对经消弧线圈与经小电阻两种接地方式的电网运行特征做出对比。在文章中, 所有的“前者”都象征着经自动补偿消弧线圈接地, 所有的“后者”都象征着经小电阻接地。
首先是过电压水平。发生单相接地故障时, 前者继续运行, 非故障相对地电压升高为线电压;而后者经过小电阻接地, 非故障相电压处在相电压与线电压之间, 过电压比前者小。
其次就是供电的连续性、可靠性和故障范围。在电网出现了永久性接地故障时, 前者把接地故障电流减少至残流值以后, 永久性故障进行了跳闸检修, 瞬时性接地故障可以逐渐地消失, 有时可带故障运行若干小时, 其主要由于接地电容电流受到了补偿, 单相接地故障将变成不了相间故障;后者由于属于低电阻接地的电网, 具有不低的接地点电流, 零序保护要是没有定时的动作, 会让接地点与其周围的绝缘遭受不同程度的危害, 造成相间故障不断出现, 从而使永久性及非永久性的单相接地线路的跳闸次数均明显增加。
最后就是对通信与信号系统的干扰。在电力系统里面出现单相接地故障的情况下, 产生的零序电流与电压属于强大的干扰源。在经消弧线圈接地的小电流接地系统中, 它属于静电感应;在经小电阻接地的大电流接地系统中, 其属于电磁感应。消弧线圈接地能明显地减少通信与信号系统的干扰, 此种优势非常可观, 要是出现了单相接地故障, 感应回路中的电流于里面的分布均受到制约, 与接地没有关联。而中性点经小电阻接地就通信与信号系统的干扰来说属于不完美的接地方式。
2 小电阻接地装置的概念
若20k V系统为中性点不接地系统, 当系统出现单相接地故障时, 在不发生谐振过电压的情况下, 健全相的电压将从相电压升高到线电压 (1.73倍) , 而且这种运行方式允许持续2小时。但是, 这样的不接地系统的存在是有条件的。那就是只适合于单纯由架空线路组成的电网, 且其电容电流必须小于10A。问题是随着电网建设的发展, 不可能有单纯的架空线路电网存在, 而是电缆线路将越来越多, 相应的电容电流也远远不止10A。当20k V系统发生单相接地故障时, 往往因比较大的电容电流而产生谐振过电压。而谐振过电压的倍数常常可能达到3倍以上, 这就严重威胁了设备的安全。所以人们一直在设法降低产生谐振过电压的条件, 从而降低过电压的倍数, 以确保运行设备的安全。简而言之, 20k V系统可以作为中性点不接地系统而存在, 但那是要有条件的, 而这种条件伴随着电网的扩大和现代化已不复存在。因此, 人们需要寻找一种人工的中性点接地装置, 以降低谐振过电压对运行设备的危害。
2.1 消弧线圈接地装置
通常, 消弧线圈的作用目标仅是把单相接地电容电流补偿到10A以下而已。自动跟踪补偿程度好的设备, 当然可以解决问题。但如果补偿得不好, 系统电容电流仍可能大于10A。而且, 靠消弧线圈补偿实际上只能起到熄灭电弧 (人们通常所说的弧光短路时的电弧) 的作用, 而不能抑止因弧光短路所引起的过电压倍数。如果系统瞬时故障较多, 那么这种装置还是不错的选择。但如果系统中谐波分量较高的话, 消弧线圈装置就不起作用。因为谐波分量越高, 电容电流就越大, 甚至可能达到几百安。电容电流的大小除了和电容量成正比外, 还和频率成正比, 在系统的电容一定的条件下, 当然其频率越高, 电容电流就越大, 而所谓的谐波分量, 至少是三次、五次、七次等, 那当然频率很高, 所以电容电流就相当大。由于系统中谐波分量的存在, 可使电容电流达到几百安培之多, 当出线因单相接地而造成暂态过电压时, 消弧线圈却是起不到作用的。 (因为暂态过电压属于高频电压, 而电感线圈对高频相当于是开路。) 此外, 当系统电容电流很大 (例如, 100A以上到200A) 时, 消弧线圈很难达到理想的脱谐度而造成谐振的发生。还有, 使用消弧线圈之后, 相对不接地系统来说, 选线更难。
2.2 小电阻接地装置
这种接地装置的好处是过电压程度低, 对设备安全有利。但美中不足的是故障电流大。关于小电阻接地装置的几个问题如下:
对于过电压倍数:若Ir=Ic, 过电压倍数为2.6Pu (Pu-最高相电压的峰值, 即
若Ir=2Ic, 则过电压倍数为2.3Pu,
若Ir=4Ic, 则过电压倍数为2.0Pu
结论:流经小电阻的阻性电流越大, 过电压倍数就越低。
对于保护精度:Ir越大, 则故障电流就越大, 保护的灵敏度越高。
所以, 从过电压倍数和保护精度来看, 都希望流经小电阻的阻性电流要大。
3 如何选择接地变的容量和小电阻接地成套装置中的电阻值
3.1 如何选择接地变的容量
若根据计算或统计, 系统的电容电流为150A左右, 那么为了使过电压倍数不要大于2倍的Pu值, 通常按4倍系统电容电流来确定流经小电阻的阻性电流, 即IR=600A, 施加在小电阻上的电压为相电压, 即, 则故障时段接地变容量为S=Ir×U=600×12=7200k VA。而按IEC标准, 变压器10s的过负荷倍数为10.5倍 (在10s过负荷时间内, 继电保护肯定已动作切除故障了, 也就是说, 变压器过负荷时间肯定小于10s) , 这样:
接地变的额定容量S=7200/10.5≈690k VA
若按产品系列来选择, 则Sjdb=800k VA
3.2 如何选择接地电阻
接地电阻值R=U相/Ir=12000V/600A=20Ω
通常我们就选择为20Ω
因此, 若选择R=40Ω, 那么流经小电阻的阻性电流只能是12000/40=300A, 若要保证流经小电阻的阻性电流是系统电容电流的4倍, 那么, 系统电容电流只能是75A, 这和设计当初的预设条件是不符的。
4 如何估算系统电容电流
对于20k V电缆线路的电容电流:
式中:Ic-20k V电缆线路的电容电流, (A/km) ;S-电缆截面, (mm2) ;U线-额定线电压, (k V)
根据上式可以计算出各种截面的20k V电缆线路的电容电流如下数据所示:
对于20k V架空线路的电容电流:
可以按照所掌握的线路资料利用上面的数据来估算系统的电容电流, 然后再按四倍大小来确定流经小电阻的阻性电流IR。
5 结束语
总之, 小电阻接地的运用, 不但促使继电保护装置能正确地检测切除故障回路, 还让系统参数得到了优化, 让接地故障时的内部过电压值变小。于是文章重点就如何选择接地变的容量和小电阻接地成套装置中的电阻值, 就如何估算系统电容电流进行了研究。
参考文献
成套电气装置 篇8
DS系列变电站电压无功综合控制成套装置,适用于220kV及以下变电站、配电所或无主变35kV以下三相交流电力系统中,通过对变压器有载调压分接头的自动调节和对补偿母线上的电容器组的自动投切来实现对变电站电压和无功的综合控制,并能实现多档位自动调压和谐波测量功能(视控制器而定),确保电压合格率达到规定的要求,有效减少无功损耗并保持系统功率因数在较高的范围内。成套装置可根据需要进行分组,每组电容器均配置专用微机保护单元、电容器组投切专用真空开关。
②型号说明
注:N≦10组,具体组数视控制器而定。例:DS5-12/6000-5N采用DSK5000系列控制器,额定电压为10kV,补偿容量为6000kvar,分5组,应用场所:户内。
③技术参数
1、额定电压:12 kV
2、电容组数:5组(或以下)等容或3组(或4组)不等容;5组(或以下)×2等容;3组(或4组)×2等容
3、装置各回路对地绝缘电阻:≧100 MΩ
4、1min工频耐压:42 kV
5、抗干扰性能:能够承受频率为1MHz电压幅值共模2500V,差模1000V的衰减震荡波脉冲干扰
6、机械寿命:30000次
④功能特点
1、适用于220kV及以下配网变电站的6kV、10kV、35kV母线的无功自动补偿和变压器的有载调压,通过对变压器有载调压分接头的自动调节和对母线上的电容器组的自动投切,来实现对变电站电压和无功的综合控制。
2、把额定容量的电容器分为5组等容(或5组以下),自动循环投切(先投先切)。或把额定容量的电容器分为4组(或4组以下)不等容,自动组合投切。
3、配置DSB2040 (4组等容)、DSB2030 (3组不等容)、DSB2040A(4组不等容)电容器组微机保护单元,实现对每组电容器的二段过流保护和零序电压保护。当某组出现故障时可自行切除改组电容器并闭锁,不影响整套装置的正常投切。
4、自动识别适应双主变变电站的各种运行方式(视控制器而定)。
5、具有高电压、低电压、PT断线、机构故障、主变过流等报警保护功能。
6、具有“四遥”功能。
⑤使用条件
1、环境温度:-35℃～55℃,24小时内平均温度不超过35℃。
2、相对湿度:不超过90%。
3、大气压力:80～110kPa。
4、海拔高度:≦2000m
5、风速:≦35n/s。
成套电气装置 篇9
5.1 材料和部件的强度
5.1.1 一般要求
成套设备应由能够承受在规定的条件下可能产生的机械应力、电气应力及热应力的材料构成, 以保证成套设备及其部件的结构和安装方式能安全恰当地组装和连接。为了减少对可能产生于电气装置的各种危险以及外部对其的影响, 还要求应采取必要的防护措施。
成套设备壳体的外形和结构应适合其用途。这些壳体和结构件可以采用不同的材料, 例如:金属的、绝缘的或它们的组合材料等。
5.1.2 耐腐蚀
为了确保防腐, 成套设备应采用合适的防腐材料或在裸露的表面涂上防腐层, 同时还要考虑使用及维修条件。
5.1.3 耐紫外线辐射
对于用合成材料制作的或用金属材料制作但完全用合成材料包覆的, 且用于户外安装的成套设备的壳体和外装部件, 应由能抗紫外线 (UV) 辐射的材料构成。
5.1.4 绝缘材料的耐热和耐着火性能
5.1.4.1 一般要求
由于内部电气的作用, 绝缘材料会受到热应力的影响, 这种变化会降低成套设备的安全性, 因此绝缘部件的功能不应该受到正常使用的发热、非正常发热和着火的影响。
5.1.4.2 绝缘材料耐热性能
制造商应给出证明成套设备所选用的绝缘材料温度指标的依据。如果没有此数据, 成套设备的绝缘材料应能承受至少持续70℃的高温, 应用试验来验证绝缘材料的耐热性。
5.1.4.3 绝缘材料耐受非正常发热和着火的性能
由于内部电效应, 用来作为固定载流部件的绝缘材料需要承受热应力, 其损坏会影响成套设备的安全性能, 这类绝缘材料部件不应再现遭受非正常发热和着火的有害的影响。
制造商可以提供有关绝缘材料适合性的数据以证明符合其要求。如果没有此数据, 对成套设备的绝缘材料承受的灼热丝顶部的温度应如下:
——用于固定载流部件的部件: (960±15) ℃;
——用于固定在嵌入墙内的部件: (850±15) ℃;
——其他部件, 包括保护导体和嵌入阻燃墙内的部分: (650±10) ℃;
注: (PE) 保护导体不作为载流部件考虑。
5.1.5 部件的机械强度
所有的壳体和隔板包括门的闭锁装置和铰链, 应具有足够的机械强度以能够承受正常使用时和短路条件下所遇到的应力。
可移动部件的机械操作, 包括所有的插入互锁, 在成套设备安装好之后, 应保证操作机构的良好性能。
5.1.6 起吊装置
如果需要, 成套设备的壳体上应装配支撑最大允许负载所需的部件, 配备合适的起吊装置, 以保证成套设备的运输安全。
5.2 防护等级
5.2.1 对机械冲击的防护
成套设备的壳体应提供防止机械撞击的防护等级, 如果需要, 应按GB/T 20138—2006的规定执行。
5.2.2 防止触及带电部件以及外来固体的侵入和液体的进入
成套设备的IP代码通常是指防护外部尘埃或颗粒以及潮湿的气体进入内部或防护空间, 而不会造成任何有害的影响。当成套设备在其正常使用条件下, 应不会造成成套设备操作人员接触到任何危险的带电体。
由成套设备提供的防护等级, 应按照GB 4208用IP代码表示。
对于户内使用的成套设备, 如果没有防水的要求, 下列IP值为优选值:
IP00, IP2X, IP3X, IP4X, IP5X。
封闭式成套设备在按照制造商的说明安装好后, 其防护等级至少应为IP2X, 成套设备下面的防护等级至少应为IPXXB。
对于无附加防护设施的户外成套设备, 第二位特征数字应至少为3。
注:对于户外成套设备, 附加的防护设施可以是防护棚或类似设施。
如果没有其他规定, 在按照制造商的说明书进行安装时, 制造商给出的防护等级应适用于整个成套设备。
成套设备某个部分的防护等级与主体部分的防护等级不同, 制造商则应单独标出该部位的防护等级。
例如:操作面IP20, 其他部位IP00。
成套设备的IP等级应由试验验证来确定, 只有在进行了适当的试验或使用预装式外壳的情况下才能给出, 对没有进行过验证的成套设备, 不应给出IP值。
户外和户内安装的封闭式成套设备, 打算用于高湿度或温度变化范围很大的场所时, 应采取适当的措施 (通用和/或内部加热、设置排水孔等) 以防止在成套设备内产生有害的凝露。成套设备在任何时候, 都应保持规定的防护等级。
尽管本部分把电击防护的要求作为一个独立的项目, 但是对电击的防护也涉及在防护等级的要求中。
5.2.3 可移式部件的防护等级
成套设备所给出的防护等级一般适用于可移式部件的连接位置。
如果在可移式部件或抽出式部件移出以后, 成套设备不应保持原来的防护等级, 制造商与用户应达成采用某种措施以保证足够防护的协议。制造商给出的资料可以代替这种协议。
5.2.4 内部隔室的防护等级
IP代码的另一个作用就是标定出成套设备内部隔室的防护等级, 这包括人身防护, 并可以防止成套设备内的物体从一个隔室转移到另一个隔室。成套设备用挡板或隔板进行隔离的典型形式见GB 7251.1—2005中7.7的规定, 内部隔离形式的典型示例见GB 7251.1—2005的附录D。
5.3 电气间隙和爬电距离
5.3.1 一般要求
电气间隙和爬电距离按GB/T16935.1—2008的规定, 用来提供成套设备内的绝缘配合。
成套设备内部安装的器件, 在正常使用条件下也应保持规定的电气间隙和爬电距离。作为成套设备的组成部分的装置的电气间隙和爬电距离, 应符合相关的产品标准的要求。
考虑到壳体或内部屏障可能出现的变形, 同时也包括短路所导致的变形, 如有必要, 应采用测量的方式验证电气间隙和爬电距离。
根据GB 7251.1—2005中表14和表16的规定, 成套设备的电气间隙是依据额定冲击耐受电压确定, 爬电距离依据额定绝缘电压确定。其值在确定选取时, 应采用最高电压的额定值来确定单独电路的电气间隙和爬电距离。
电气间隙和爬电距离适用于相对相、相对中性线, 如果中性导体直接连接在大地上则为相对地及不同电路的导体之间。
对于裸带电导体和端子 (例如:与电器元件和电缆接头连接的母线) 其电气间隙和爬电距离至少应符合与其直接相连的电器元件的有关规定。
短路电流不大于成套设备标称的额定值时, 母线间、连接线间及母线与连接线间的电气间隙和爬电距离不应永久性减小至成套设备的规定值以下。由于短路导致的壳体或隔板、挡板、屏障的变形, 不应永久地使电气间隙和爬电距离减小到规定值以下。
如果成套设备包含有抽出式部件, 则有必要验证它在试验位置和分离位置时是否符合电气间隙和爬电距离的规定值。
5.3.2 电气间隙
电气间隙应足以达到能承受电路中标称的额定冲击耐受电压 (Uimp) 。电气间隙的最小值应为GB 7251.1—2005中表14的规定值, 进行过冲击耐受电压试验的情况除外。
测量电气间隙的方法见GB 7251.1—2005的附录F。
5.3.3 爬电距离
成套设备电距离的最小值应为GB 7251.1—2005中表16的规定值。
制造商依据成套设备的额定绝缘电压 (Ui) 来确定爬电距离。给出的额定绝缘电压不应小于额定工作电压。爬电距离还应符合成套设备规定的污染等级及在额定绝缘电压下的相应的材料组别。爬电距离是以预期污染等级为依据的。如果用户无异议, 制造商可以假定为污染等级3 (例如, 存在导电性污染, 或者由于凝露使干燥的非导电性污染变成了导电性污染) 。同时, 爬电距离是污染等级和所使用的绝缘材料 (材料组别) 的相比电痕化指数的函数。
在任何情况下, 爬电距离都不应小于相应的最小电气间隙。
测量爬电距离的方法在GB 7251.1—2005的附录F中给出。
注:对于无机绝缘材料, 例如玻璃或陶瓷, 不产生漏电起痕, 其爬电距离不需要大于其相关的电气间隙。但建议考虑击穿放电危险。
由于加强筋对污染物的影响以及其较好的干燥效果, 因此可以明显地减少泄漏电流的形成。如果使用最小高度2mm的加强筋, 在不考虑加强筋数量的情况下, 可以减小爬电距离, 但应不小于规定值的0.8倍, 而且不应小于相关的电气间隙。应根据机械要求来确定加强筋的最小底宽。
5.4 电击防护
5.4.1 一般要求
成套设备中的器件和电路的布置应便于操作和维修, 同时要保证必要的安全等级。
当成套设备安装在一个符合GB16895.21的系统中时, 下述要求用来确保所需的防护措施。
注:普遍可接受的防护措施可依据GB/T 17045—2008和GB16895.21—2004的规定。
那些对于成套设备特别重要的防护措施在5.4.2～5.4.3中给出。
5.4.2 基本防护
5.4.2.1 一般要求
基本防护是防止直接接触危险带电部件的一种防护。
基本防护可利用成套设备本身适宜的结构措施, 也可利用在安装过程中采取的附加措施来获得对直接接触的防护。可要求成套设备制造商给出相关资料。
例如:安装了无附加设施的开启式成套设备的场地, 只有经过批准的人才允许进入。
基本防护措施可以选择5.4.2.2和5.4.2.3中的一种或多种防护措施。如果相关标准没有规定, 则应由成套设备的制造商选择适宜的防护措施。
5.4.2.2 使用绝缘材料提供基本绝缘
危险带电部件完全被绝缘材料包覆, 绝缘材料只有在被破坏后才能去掉。
绝缘材料应采用能够承受使用中可能遇到的机械、电和热应力的材料制成。
注:例如用绝缘材料将带电部件包覆。
通常单独的漆层、搪瓷或类似物品的绝缘强度不应满足基本绝缘的要求。
5.4.2.3 挡板或壳体
靠空气绝缘的带电部件应安置在能够提供至少有IPXXB (也可按IP2X) 防护等级的壳体内或挡板的后面, 以防止触及危险的带电部件。
对不高于地面1.6m范围内的可触及壳体的水平顶部表面的防护等级至少应为IPXXD。
考虑到外部影响, 正常工作条件时, 挡板和壳体均应可靠地固定在其位置上, 使它们有足够的稳固性和耐久性以维持要求的防护等级并适当的与带电部件隔离。可导电的挡板或壳体与被保护的带电部件的距离应不小于5.3规定的电气间隙与爬电距离的值。
在有必要移动挡板、打开或拆卸壳体的部件 (门、覆板和同类物) 时, 应满足下述条件之一:
a) 使用钥匙或工具, 也就是说只有靠器械的帮助才能打开门、盖板和联锁装置;
b) 在由挡板或壳体提供基本防护的情况下, 只有在挡板和壳体复位后才可以开始供电。在TN-C系统中, PEN导体不应被隔离或断开。TN-S和TN-C-S系统中, 中性导体不需要隔离或断开。
例如:用隔离器对门进行内部联锁, 仅在隔离器断开时, 门才能被打开, 而且当门打开时, 不使用工具不可能闭合隔离器。
c) 中间挡板提供的防止接触带电部件的防护等级至少为IPXXB, 此挡板仅在使用钥匙或工具时才能移动。
5.4.3 故障防护
5.4.3.1 安装要求
成套设备应依据GB 16895.21—2004进行设计安装并采取相应的防护措施。对于一些特殊用途的安装场合 (如铁路、船舶等) , 防护措施应由成套设备制造商与用户协商而定。
5.4.3.2 自动断电保护
5.4.3.2.1 一般要求
每台成套设备应有保护导体, 便于电源能自动断开, 以提供如下保护:
a) 防止成套设备内部电路故障引起的后果 (例如:基本绝缘损坏) ;
b) 防止通过成套设备供电的外部电路故障引起的后果 (例如:基本绝缘损坏) ;
保护导体的具体要求见5.4.3.2.2和5.4.3.2.3。
保护导体 (PE、PEN) 时鉴别要求见GB 7251.1—2005中的7.6.5.2和本部分的表2。
5.4.3.2.2 防止成套设备内部电路故障对保护导体的要求
成套设备所有的裸露导电部件应连接在一起, 并连接至供电保护导体上, 或通过接地导体与接地装置连接。这种连接可以用金属螺钉、焊接或其他导体实现, 或通过单独的保护导体实现。GB 7251.1—2005表3适用于采用单独保护导体的情况。
注:需要对成套设备的金属部件进行预处理, 尤其是用耐磨涂覆层, 如采用粉末喷涂处理。
应按照GB 7251.1—2005的8.2.4.1验证成套设备的裸露导电部件与保护电路接地的连续性。
为保证其保护电路连接的连续性, 应满足如下要求:
a) 当把成套设备的一部分取出时, 如例行维修, 成套设备的其余部分的保护电路接地连续性不应中断。
如果采取的措施能够保证保护电路有持久良好的导电能力, 而且载流容量足以承受成套设备中流过的接地故障电流, 那么, 组装成套设备的各种金属部件则被认为能够有效地保证保护电路的连续性。
注:除非是为特殊用途设计, 否则软金属管不可以作为保护导体。
b) 在盖板、门、遮板和类似部件上面, 如果没有安装超过特低电压 (ELV) 的电气装置, 通常的金属螺钉连接和金属铰链连接则被认为足以能够保证电的连续性。
如果在盖板、门、遮板等部件上装有电压值超过特低电压限值的器件时, 应采取附加措施, 以保证接地连续性。这些部件应按照GB 7251.1—2005中表3A配备保护导体 (PE、PEN) , 此保护导体的截面积取决于电器元件工作时的额定电流In。如果器件的额定电流不大于16A, 则为此用途而设计的等效的电连接方式 (如滑动接触、防腐蚀铰链) 也认为是满足要求的。
不能用装置的固定安装方式与保护电路连接的, 应采用符合GB 7251.1—2005中表3A规定的导体连接到成套设备的保护电路上。
成套设备的裸导电部件在下述情况下不会构成危险, 则不需与保护电路连接:
——不可能大面积接触或用手抓住;
——或由于裸露导电部件尺寸很小 (大约50mm×50mm) , 或被固定在其位置上, 不可能与带电部件接触。
这适用于螺钉、铆钉和铭牌, 也适用于接触器、继电器的衔铁、变压器的铁芯 (除非它们带有连接保护电路的端子) 、脱扣器的某些部件等, 不论其尺寸大小。
如果可移式和/或抽出式部件配备有金属支撑表面, 而且它们对支撑表面上有足够的接触力, 则认为这些支撑面能充分保证保护电路的接地连续性。
5.4.3.2.3 防止成套设备的外部电路故障对保护导体的要求
成套设备内部保护导体的设计应使它们能够承受在成套设备的安装场地可能遇到的由于外电路故障引起的最大热应力和电动应力, 导体结构部件可以作为保护导体或其中的一部分。
原则上, 除了以下所提到的情况外, 成套设备内的保护电路不应包含分断器件 (开关、隔离器等) :
——只有经过批准的人才可以借助工具来拆卸保护导体的连接片 (这些连接片可能是为了满足某些试验的需要) ;
——当利用连接器或插头、插座切断保护电路连续性时, 只有当带电体已经不带电了, 保护电路才可以断开, 在带电体重新通电之前必须保证恢复保护电路的连续性。
如果成套设备中的结构部件、框架、外壳等是由导电材料制成的, 则保护导体不须与这些部件绝缘。对某些保护器件的导体包括连接到单独接地极的导体应绝缘。这适用于电压操作故障的检测装置也适用于变压器中性线的接地连接。
与外部导体连接的成套设备内的保护导体 (PE、PEN) 的截面积应不小于GB 7251.1—2005附录B中的计算公式规定求得的值。所应考虑的最大的故障电流、故障持续时间以及相关带电导体的短路保护器件 (SCPDs) 的限值见GB 7251.1—2005中8.2.3.2.4。
对于PEN导体, 下述补充要求应适用:
——最小截面积应为铜10mm2或铝16mm2;
——PEN导体的截面积不应小于所要求的中性导体截面积;
——结构部件不应用作PEN导体, 但铜或铝制安装轨道可用做PEN导体。
——在某些应用场合, 例如大的荧光照明装置, PEN导体的电流可能达到较高值, 可以根据成套设备制造商与用户之间的专门协议, 配备其载流量等于或高于相导体的PEN导体。
外部保护导体端子的详细要求见GB 7251.1—2005的7.1.3。
5.4.3.3 电气隔离
成套设备电路的电气隔离是用来防止因电路的基本绝缘损坏而触及带电的裸露导电部件时出现电击电流。
5.4.3.4 用全绝缘进行防护
采用“全绝缘”防护的成套设备称为Ⅱ类设备。
采用全绝缘防护必须满足以下要求:
a) 元器件应用双重或加强的绝缘材料完全封闭。壳体上应标有从外部易见的符号“回”。
b) 壳体上应不存在因导电部件穿过而可能将故障电压引出壳体外的部位。
这就是说, 对金属部件, 例如由于结构上的原因必须引出壳体的操作机构的轴, 应按成套设备中所有电路的最大的额定绝缘电压和额定冲击耐受电压与带电部件绝缘。
如果操作机构是用金属做的 (不管是否用绝缘材料覆盖) , 应按成套设备中所有电路的最大额定绝缘电压和最大额定冲击耐受电压提供的绝缘等级。
如果操作机构主要是用绝缘材料做的, 若它的任何金属部件在绝缘故障时变得易于接触, 也应按成套设备中所有电路的最大额定绝缘电压和最大额定冲击耐受电压与带电部件绝缘。
c) 成套设备准备投入运行并接上电源时, 壳体应将所有的带电部件、裸露导电部件和附属保护电路的部件封闭起来, 以使它们不被触及。壳体提供的防护等级至少应为IP2XC (见GB4208) 。
如果保护导体需要与成套设备外的负载连接, 则该成套设备应配备连接外部保护导体的端子, 并用适当的标记加以区别。
在壳体内部, 保护导体及其端子应与带电部件绝缘, 并且裸露的导电部件应采用与带电部件相同的方式进行绝缘。
d) 成套设备内部的裸露导电部件不应连接在保护电路上, 也就是说裸露导电部件不包括在保护电路的防护措施中, 这同时也适用于内装电器元件, 即使它们具有用于连接保护导体的端子。
e) 如果成套设备的门或覆板不使用钥匙或工具就能打开, 则应配备用绝缘材料制成的挡板, 它不仅提供非故意触及可接近带电部件的防护, 而且也可防止非故障触及在打开覆盖后接近裸露导电部件。因而, 无论如何此挡板不使用工具应不能拆卸。
5.4.4 稳态接触电流和电荷的限制
如果成套设备内部含有断电后还存有稳态接触电流和电荷的装置 (如电容器) , 则要求装有警示牌。
用于灭弧和继电器延时动作等的小电容器, 不应认为是有危险的器件。
注:如果在切断电源后的5s之内, 由静电产生的电压降至直流60V以下时, 非故意的接触不认为是有危险的。
5.4.5 对经过允许的人员接近运行中的成套设备的要求
根据成套设备制造商与用户的协议, 经过允许的人员接近运行中的成套设备必须满足GB 7251.1—2005中7.4.6.1～7.4.6.3中的一项或几项要求。这些要求应作为5.4电击防护措施的补充。当经过允许的人员获准接近运行中的成套设备时, 可借助工具或用解除联锁的方法打开柜门进行工作。当柜门重新闭合时, 所有联锁应自动恢复。