低压电器检测实验室对电能质量要求的探究

陈勤

（上海电器设备检测所有限公司 上海 200063）

科技快速发展，低压电器在生活中随处可见。可是，即使是低压电器也依然存在很多安全隐患，每年因为低压电器而出现的安全事故不计其数，一旦发生，便会对人们的生活造成严重影响。实验室中的低压电器设备的正确检测对于实验室来说可以起到安全保障作用。但是低压电器监测设备的使用并不简单，它需要相关人员来进行操作，不仅如此，而且需要保证一定的频次才能保证监测结果的准确性。现在，市面上低压电器的数量越来越多，种类日渐丰富，这就意味着可供人们选择的低压电器也越来越多，不同的情况下需要不同的低压电器。低压电器在使用的过程中需要电器检测实验室对各种低压电器的供电设备进行安全监测，再通过相应的实验结果，分析找到导致实验结果存在偏差的原因，为后续的低压电器设备的检测实验提供更多支持。这也要求供职于低压电器检测实验室的各方面人员需紧跟时代的脚步，积极学习有关于低压电器的先进知识，外出参观和学习先进的科学技术。检测设备同时，需要做到及时更新和完善，及时对实验室的供电电源系统进行全面详尽的电能质量分析，以及检查设备是否正常，在能力范围内，尽量减少其他人为因素和固定因素给监测结果带来的影响［1］。

1 低压电器检测对电能质量的基本要求

8 个方面的内容，具体表现为：电网间谐波、瞬态过电压、电压波动及闪变、三相电压平衡度、暂时过电压、公用电网谐波、频率偏差、电压偏差。

众所周知，电能质量的要求有多项指标，在进行监测时，需要满足各种指标和国家要求，其主要包括公共电网谐波、电压偏差、频率偏差及电压波动和闪变等。其中一项指标达不到国家的规定标准，都会对实验结果产生影响，最终呈现的实验结果不能将低压电器的性能准确反映出来。因此，在实验进行前，要对相关指标进行调试，来达到国家的规定标准，这也是低压检测实验对电网电能质量提出的要求。由此可见，实验过程中各项指标内容的准确性对实验结果偏差的影响之大，指标达到规定的标准是保证实验结果准确性的重要前提条件［2］。

2 对内部电能质量的基本要求

低压检测实验室管理者需要营造一个良好氛围的工作环境，确保所有参与检测的设备可以正常运作，各项指标调试能够达到规定的标准。此外，实验开展期间，工作人员需要对场外设施定期进行检测与抽样。特别要注意的是，在检测时，对所有的相关设备要进行细致的检查，查看设备的各项性能是否正常，对于性能异常的设备，及时报备并检修，进而避免出现实验事故对实验结果造成不良影响。随后，根据会对检测校准结果有所影响的环境条件、相关技术及其他需求，制成相应的文件。假如检测和校准的结果被环境条件所影响，这时就要求工作人员立刻停止检测活动和改造活动，避免对最后的实验结果造成不可挽回的影响［3］。

检测实验室中，通常采用的是恒流电源设备，根据低压检测实验室对电能质量的具体要求，做出对应的调整并制定相应的标准，确保检测实验能够顺利完成。当工作人员在低压电器检测实验中，很多指标都可为实验室的内部电能进行工作且对内部电能的要求更高。各项指标如下：实验室在应用恒流电源设备时，可采用谐波畸变和频率稳定性这两项指标，它们可以清楚地显示实验室电能质量的具体情况，保证各类低压电器设备的检测和电能质量能够达到国家规定的标准，确保检测实验可以顺利完成，且保证实验结果的准确性［4-5］。

3 低压电器检测实验室对电源质量的监测工作

低压电器设备量大、面广，这些设备对电网电能质量干扰（主要是谐波、电压波动和闪变）IEC 是通过制定单台设备（或接入电网）干扰限值标准加以限制的。目前主要有4个标准，均已为我国采用，成为国标或国标指导性技术文件，简要介绍如下。

（1）GB17625.1-2003《谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16A）》（等同1EC61000-3-2：2001）。本标准是针对大量220/380V 小型电器设备（电流≤16A）产生（发射）谐波电流的强制性国家标准，主要规定如下。①设备的分类按照谐波电流限值，将设备分为4类。A 类：平衡的三相设备；家用电器，但不包括D 类设备；工具，不包括便携式工具；白炽灯调光器；音频设备；未规定为B、C、D类设备均可视为本类设备。B类：便携式工具；非专用的电弧焊设备。C 类：照明设备。D 类：功率不大于600W 的下列设备，即个人计算机和个人计算机显示器；电视接收机。②谐波电流限值见表1，其中，B类设备的限值为表1给出值的1.5倍。需指出，实际执行中，有许多具体规定（例如测量设备、测量电路、测量方法、试验电源、试验条件等等）应参照标准文本规定执行。

表1 A类设备的限制

（2）GB/Z17625.6-2003《对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的谐波电流的限制》（等同IECTR61000-3-4：1998）。本标准（技术指导性）文件是针对较大低压电器或综合的设备（电流＞16A）规定的谐波电流限制，其接入电网按以下3级条件考虑。

第1级：简化连接设备发射到公用供电系统的谐波电流符合相关限值规定，则可连接到短路比RSC等于或大于33的供电系统任何点。注1：短路比小于33不予考虑，因为在这种情况下，需供电部门的同意。注2：为了限制换流器换相缺口的深度，短路比大于33是必要的。

第2 级：根据电网和设备参数的连接。对于不符合相关谐波电流发射值的设备，若短路比Rsce＞33，则允许有较高的谐波电流发射值。

第3级：根据用户协议功率的连接，如果设备不满足第1 级和第2 级的条件，或设备的输入电流大于75A，则供电部门可根据用户协议的有功功率同意设备的连接。在这种情况下，供电部门可根据本部门的要求实施。

（3）GB17625.2-2007《对每相额定电流≤16A 且无条件接入的设备在公用低压供电系统中产生的电压变化、电压波动和闪烁的限制》（等同1IEC61000-3-3：2005）。本标准涉及大量小型设备（电流≤16A）对公用低压供电系统产生的电压波动和闪烁的限制。本标准是强制性国家标准。主要规定如下：电压变化、电压波动和闪烁的评定。

①相对电压变化“d”的评定。当不同时间点加n上由测量或计算得到设备的电压有效值为U（h1）和U（h2）时，则相对电压变化d由下式得到：

d= ΔU/Un(%)

其中，ΔU= |U(h1)-U(h2)；Un为设备额定电压。

由于电压波动就是一系列的电压变化，因此，d值也适用于对波动的衡量。

②短期闪烁值PIt的评定。有关PIt的规定见GB/T 12326-2008（电能质量电压波动和闪变）（详细的规定源自IEC61000-4-15：2003 闪变仪一功能和设计规范）。

（4）GB/Z17625.3-2000《对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制》。这是一个国标指导性技术文件，适用于准备接到公用低压交流配电系统中较大的波动源设备（电流＞16A），或者虽然额定电流较低但需要经供电公司特许才能接入的设备。标准的内容主要如下。

第一，规定了额定电流不大于75A 的设备型式试验的测量程序，其试验电路同GB17625.2 中规定。但电路阻抗Z参数需要替换，应满足以下两个条件：由设备引起的电压降ΔU应该在3%～5%之间；阻抗的电阻分量和感抗分量之比应该在0.5～0.75之间。

第二，对设备进行试验，测出dc、dmax、Pst、PIt。

第三，计算校核以上参数，应近似相等。

第四，根据GB 17625.2 中限值，检查测量值，如均小于或等于限值，则视为满足电压波动要求。

第五，对额定电流大于75A的设备评估，建议要进行详细的系统研究。

应该按照实际的系统阻抗来评估设备，对dmax和dc的限值建议仍与GB17625.2所给出的相同。对Pst和PIt推荐的限值为：

其值的范围为0.6＜Pst＜1。

注1：当计算的P值小于0.6时，应令其等于0.6。

式中：SL是要连接的负荷的额定视在功率；STR是MV/LV配电变压器的额定视在功率。

PIt=0.65Pst

4 满足低压电器检测实验室对电能质量要求的有关建议

4.1 做好对外部电力系统电能质量的跟踪监视与记录

外部电力系统是整个区域内电网的组成部分之一，不是一个单独存在的单位，其他部门的供电与其同时进行。在整个区域，电网中各用户单位的用电负荷有参差，是不稳定的，因此，电力系统供电的指标会在一定程度上有所变化。此外，还要考虑到供电系统本身出现故障、供电计划需要调整等变量的影响，外部电力系统的电能的具体质量不能处于一个平稳的状态。

对于这种情况，可以在外部电力系统增设电能质量监测装置，一次对供电的电能质量实时地进行监测和跟踪，这样可以在电能质量低于规定标准时，能够及时发现。根据电能质量的补偿和控制装置，适当地进行电能质量调整，使外部电力系统供给的电能质量达到规定的标准，满足低压电器检测实验室的正常运行，保证设备能够正常工作，避免实验事故的发生，同时，也是为工作人员的自身安全负责，这也是为实验提供了良好的实验条件，对最后的检测结果的准确性提供保障。

4.2 加强对实验室内部电能质量的核查与纠正

不仅是外部电力系统的电能质量需要监测和跟踪，内部的电能质量的核查工作也要增强重视。在实验期间，实验室内部电能质量的监测要全程跟进并记录，保证达到国家的规定标准，提高检测的质量。

当实验室内部电源系统有所改变，如维修、线路变动或者安装其他设备等情况出现时，系统的电力负荷与未改变前的数据会有较大的出入，电能质量可能会无法维持原有的良好稳定状态。对此，需要对电能质量进行核查加以措施进行纠正，例如，出现电压跌落的情况时，可以补偿或者安装稳定的电源来解决问题；出现谐波畸变超出正常范围值的情况，可以安装谐波抑制设备或者滤波设备来进行解决。采取这些措施的主要原因是为了使电能质量能够达到规定标准，得以满足实验室的要求，防止内部电能质量不充足而对实验结果造成影响［6］。

4.3 恒流电源设备以及低压电器检测设备维护

作为低压电器检验实验室常用设备之一的恒流电源设备，它是一种特殊的试验电源和负载。依据实验室的相关规定，恒流电源设备的各项指标都有一定的衡量标准。在日常的设备维护中，对此设备要根据其标准进行状态的检测，避免实验过程中出现差错，提高实验数据的可靠性。

进行低压电器检测时会有各种类型设备参与，这些参与的设备会对电能质量产生一定的影响。因此，工作人员在日常的工作中需要对设备及时进行检修，检测各项性能，确保实验过程中设备的状态可以符合国家的规定标准，为低压电器检测创设良好的前提条件。

5 结语

科技快速发展，低压电器在生活中随处可见，可是即使是低压电器也依然存在很多安全隐患，每年因为低压电器而出现的安全事故不计其数，一旦发生便会对人们的生活造成严重影响。质量更好、性能更优的产品才能满足目前市场的需求。这也要求供职于低压电器检测实验室的各方面人员需紧跟时代的脚步，不能停滞不前，积极学习有关于低压电器的先进知识，外出参观和学习先进的科学技术，让其满足国家的规定标准，并促进其更好地发展。