高原型低压成套开关设备温升试验系统建设研究

赵荣浩，谢国政，田 华，龙 剑，孙逸风，张 茹

（1.昆明电器科学研究所，昆明 650221；2.云南机电职业技术学院，昆明 650203；3.昆明高海拔电器检测有限公司，昆明 650221）

高原型低压成套开关设备温升试验系统建设研究

赵荣浩1，谢国政2，田 华3，龙 剑3，孙逸风3，张 茹1

（1.昆明电器科学研究所，昆明 650221；2.云南机电职业技术学院，昆明 650203；3.昆明高海拔电器检测有限公司，昆明 650221）

介绍了新版低压成套开关设备标准对温升试验的要求，建立了与新版低压成套开关设备国家标准相适应的温升试验系统，满足了低压成套开关设备CCC认证的需要；同时将温升试验引入高海拔模拟试验室，以满足低压成套开关设备和控制设备的高原研究及认证型式试验，目的在于增强低压成套开关设备和控制设备在高原环境条件下的适应性能，规范生产和使用行为准则。

低压成套开关设备；CCC认证；温升试验系统；高海拔模拟试验室；适应性

引言

产品认证制度起源于20世纪初的英国，现已成为国际通行的用于管理体系、产品、服务等特性评价、监督和管理的有效手段。截止2014年底，我国经批准施行的管理体系、产品、服务认证项目共有33项，已颁发有效认证证书130.2万张。国际上产品认证有欧洲的CE认证，美国的UL认证，日本的ST认证等。我国于2001年12月对外发布了强制性产品认证（CCC）制度，推出了包括低压成套开关设备在内的第一批19大类132种强制性认证产品目录。要求产品必须到具备资质的第三方检测试验机构进行型式试验，取得认证证书方可在市场销售。

电力装备制造业是云南省装备制造业的优势产业之一，其产值比重已达全行业的25 %以上。省内从事低压成套开关设备的生产企业有180余家，产品型号规格有1 000余种。2014年12月底前，由于省内检测机构试验能力不足，未能取得CCC认证指定试验室资质证书，不能开展认证检测，因此省内所有的生产企业要获得市场准入的CCC认证证书，都必须到省外相关试验机构进行产品试验，耗费了大量的人力、物力和财力。此外，受高原地区低气压、低空气密度的影响，高原型产品对温升等参数有更高的要求。而以往采用的对高原型产品的温升参数进行海拔修正获得的温升数据与高海拔地区本地试验所取得的温升数据还存在较大的差距，使高原型产品的安全运行留下了隐患。

为了更好地为企业提供技术服务，在云南省有关部门的支持下，我公司对低压成套开关设备试验能力进行了提升改造，2014年8月，试验能力已通过了有关部门的验收，成为国家认监委低压电器CCC认证指定实验室，并成为中国质量认证中心、方圆认证中心签约实验室，对外承接低压成套开关设备CCC认证检测服务。同时为企业开发相关产品提供了试验、验证、分析等服务。弥补了云南省在该项试验能力方面的空白。

1 新版低压成套开关设备国家标准的要求

低压成套开关设备的型式试验所依据的标准是GB 7251.1-2013（IEC 61439－1：2011，IDT）⑴和GB 7251.12-2013（IEC 61439－2：2011，IDT）⑵。其中温升极限的验证是型式试验不可缺少的内容。与旧版GB 7251.1-2005相比，新版标准通过验证方式取消了型式试验成套设备（TTA）和部分型式试验成套设备（PTTA）的区别，尤其是温升试验部分变化大。如GB 7251.1-2005中8.2.1.3 中规定: “进线电路通以其额定电流，每条出线电路通过的电流为其额定电流乘以额定分散系数”，以此验证成套开关设备中各部件的温升极限是否超过标准中对该部件温升值的规定。而新标准GB 7251.1-2013中9.2明确了“温升不应造成成套设备载流部件或相邻部件的损坏”为前提，即温升极限是以不超过成套设备内所使用材料的持续能力的工作温度为基础来确定。新标准中确定了温升验证的方式可采用试验、类似方案额定数据的推导、计算等三种方式中的一种或多种进行。而通过试验验证的方法可根据功能单元、主母线、配电母线的布置不同分别采用方法a、方法b、方法c等三种方法，每种方法中又可应用不同的方案，在部件中通以额定电流验证成套设备中各部件的温升极限是否超过GB 7251.1-2013 标准中表6对该部件温升值的规定，其目的是找出成套设备中最严酷的布置。新标准特别要求“试验需反复进行直到所有出线回路在其额定电流下均得到验证。”

2 高原型低压成套开关设备温升试验系统建设

表1 温升试验系统设备及技术指标明细表

温升参数是表征低压成套开关设备质量的一项重要指标，其数值的大小不仅直接影响产品能否正常稳定运行，而且温升的限值作为成套厂选择母线的基础，因而与产品的生产成本关系密切。由于新标准规定要“选择有最严酷布置的成套设备系统进行试验” 且“试验应在一个或多个代表性的布置上进行”，因而对温升试验设备的适应性、温升试验的环境条件提出了更高的要求。前者包括试验设备所提供的进线电流的稳定性，电流大小调整的便利性等，后者则包括产品周围气压及空气密度等环境因素。本方案通过购买程控交流恒流电源、智能型温度巡检仪、配电接线箱及计算机监控系统等设备，建成额定电流40 A、100 A、250 A、400 A、630 A、1 000 A、1 600 A、3 150 A等22个分支回路，各回路电流分别可调的温升检测试验系统，可进行温升测试点的数据自动采集、存贮。电流恒流精度≦±1%，可满足GB 7251及IEC 61439标准中“实际进线试验电流的平均值要在预期值的－0～＋3 %之间，每相应在预期值的±5 %范围内”的要求。主要设备及技术指标见表1。

方案中采用数字化控制技术的程控交流恒流电源，能在外界电网电源产生波动或用电负荷阻抗特性发生变化时仍能使输出电流自动保持恒定，取代传统的大电流交流源配合可变电阻器或变流器电流调整技术；智能型温度巡检仪对开关设备各支路测试点温度的全自动采集和检测；专门开发的计算机监控系统实现对低压成套开关设备温升试验过程监控的全自动化管理。系统工作原理如图1所示。

具有如下特点：

1）显示操作单元选用7寸真彩触摸式液晶显示屏作为人机界面，电流设定、监测、校准、精度设置模式等均可在人机界面上完成，全中文菜单，界面清晰直观，操作简单方便。

2）可同时对多路负载电流进行全自动调节，实现全面监测和闭环控制，输出工作电压能保证多台设备能并联使用满足温升测试要求。

3）试验电流稳定度不受外界试验环境影响（电网电压±15 %波动，试品温度升高接触电阻增大），整个试验过程中输出电流始终保持在设定精度范围内。

4）先进的全自动数字化调校技术，自动化程度高、稳定性和一致性好，精密的误差修正和温漂自动补偿功能，测控精确性高。

5）一体式温度巡检仪具有最高64通道的直接插槽，接上热电偶就可以进行测量；分体式温度巡检仪扩展插口可接具有多个通道的测试模组，扩展到128个通道。

图1 温升试验系统工作原理图

6）所有程控电源装置均可独立进行操作和显示，同时可集中在一个控制台上进行操作和显示。

GB 7251.1-2013标准适应范围在海拔2 000 m以下，本试验室地处海拔2 000 m的高原地区，其试验条件更加契合该标准的要求。如果将产品放在高海拔模拟试验室，则可以完成模拟海拔0～7 000 m的温升试验，满足了高原型产品CCC认证的需要，将为保证高原型电器产品质量稳步提升、降低企业的产品检测费用、缩短研发周期、提高市场竞争力、促进高原电器产品的研发水平的提升创造条件。也将在政府加大对低压成套开关设备质量监督管理力度，促进市场健康有序发展中发挥促进作用。本试验室的建设将扭转云南省内相关服务能力不足的局面，为行业检验检测认证服务打开了新局面。

3 结论

高海拔模拟试验室温升试验系统的建设，对增强低压成套开关设备和控制设备在高原环境条件下适应性能，提高低压成套开关设备和控制设备在高原特殊条件下可靠性水平，规范生产和使用行为准则做出了贡献。

［1］GB 7251.1-2013，低压成套开关设备和控制设备 第1部分总则［S］.

［2］GB 7251.12-2013 ，低压成套开关设备和控制设备 第2部分： 成套电力开关和控制设备［S］.

Research on the Temperature Rise Test System Construction of for High Altitude and Low Voltage Switchgear

ZHAO Rong-hao1，XIE Guo-zheng2，TIAN Hua3，LONG Jian3，SUN Yi-feng3，ZHANG Ru1
（1.KEARI，Kunming 650221；2.Yunnan Mechanical & Electrical College，Yunnan 650203；3.Kunming High-altitude Detection Co.，Ltd.，Kunming 650221）

This paper introduces the requirements of the new version of the low-voltage switchgear and control gear assemblies，establishes the temperature rise test system which is suitable for the national standard of the new low voltage switchgear.It meets the requirements of CCC certification for low-voltage switchgear and control gear assemblies.At the same time，it introduces the temperature rise test in high altitude simulation test，in order to meet the low-voltage switchgear and control gear assemblies research type testing and certification of the plateau.It aims to improve the adaptive performance of low-voltage switchgear and control gear assemblies in the plateau environment conditions，and standardizes the production and use of the code of conduct.

low voltage switchgear；CCC；temperature rise test system；high altitude simulation test；adaptability

TM506

A

1004-7204（2015）06-0051-03

赵荣浩（1977-），男，云南凤庆人，学士，副高级工程师，主要从事高原电工产品检测技术研究，检测基地建设。

谢国政（1962-），男，湖南新化人，硕士，正高级工程师，主要从事高原电工产品技术研究，电气自动化技术研究。

田 华（1965-），女，云南昆明人，学士，副高级工程师，主要从事高原电工产品检测技术研究。

龙 剑（1985-），男，云南昭通人，学士，工程师，主要从事高原电工产品检测，温升试验负责人。

孙逸风（1985-），男，云南文山人，硕士在读，助理工程师，主要从事高原电工产品检测技术研究。

张茹（1970-），女，云南昆明人，学士，副高级工程师，主要从事自动化控制技术研究，高原电工产品检测技术研究。