中压开关设备IEC标准型式试验（二）

摘要：按照IEC标准对开关设备进行型式试验是产品走出去，销售到世界各地的基础，IEC标准以及STL导则是试验的基础，要想顺利通过试验，需要理解这些标准和导则，深入了解试验的参数、过程，根据试验精心准备试验样机，保证一次通过试验。  

1.  前言  

随着国内电气成套设备制造能力提升，开关设备走出去的步伐加大，越来越多的企业选择走出去，而要想获得国外订单，IEC标准的型式试验是必不可少的，除了北美地区，世界绝大多数地区都接受IEC试验报告。需要了解国外客户应用场合的电压、频率、接地系统等，根据所(需要的参数、合理的制定试验计划，选择试验站进行试验。

1. 强制性型式试验  a)   主回路电阻测量和温升测试

回路电阻测量在温升试验前后进行，试验后测得的电阻的增加不应该超过20%。

对于满足50/60Hz开关设备的温升试验，如果采用50Hz试验，在50 Hz试验期间记录的温升值不超过最大允许值的95% 则认为通过试验，而在60 Hz下进行的试验则可以涵盖50Hz和60Hz频率。

KEMA严格按照中间柜试验要求，开关柜两侧面加50mm泡沫板、聚苯乙烯泡沫塑料，密封良好，而且会使用加热电阻器等模拟不属于主电路的其它部件的发热贡献，例如电压互感器、辅助电路等。

以36kV开关柜2500A自然冷却温升试验为例，在国内通过50Hz温升试验，在KEMA进行60Hz温升试验B相触头温升超出标准3k，KEMA试验更加严格，密封性高，因此在国内摸底要有足够的裕度，严格按温升试验标准进行。

通过更改设计，母线室弯板使用不锈钢板，加大底部和顶部通风板面积，在厂内实验室摸底50Hz单柜试验有6.9K的裕度，在KEMA重复试验，2500A 60Hz模拟中间柜以3K的裕度通过温升试验。

对于大电流温升试验，IPH试验室也是采用电缆连接，3150A的开关柜温升试验，采用8根240mm ² 的进线软电缆连接，底部完全密封，如图2所示。

图2 IPH试验室3150A开关柜温升试验布置示意

b)      短时和峰值耐受电流测试

主回路的动热稳定试验：按照标准，待测试设备的布置应使母线支撑处于最大跨度、导线配置和设备内连接的最严酷的条件。试验室测试连接不会影响测试条件。对于金属封闭开关柜，主回路动热稳定试验，电源由主母线引入，由下部出线端短接；或者相反。

接地开关的动热温定试验：按照标准规定检查项目，机械开关装置在动热稳定试验后应该立即进行空载操作，且触头应该在第一次操作时分开，同时进行操作力的测量。按照标准，需要一圈以内操作的接地开关所需的力应不大于250N，在转动角度最大为15°的范围内，操作力的最大值允许为450N。

试验过程中，如果开关触头压力小会造成电压降过大使触头熔焊，而为了防止开关在电动力的作用下崩开使触头压力加得过大，在经历了热稳定后，高温会使铜触头膨胀变形，造成试验后立即分闸，且要在第一次操作就分开变得十分困难。

36kV开关柜的接地开关在荷兰KEMA做动热稳定试验就出现了这个问题，试验时触头压力调的很大，动热稳定试验后，试验站要求5分钟内能够手动分闸，结果使出九牛二虎之力也打不开，后来用手搬了接地开关触头后使劲才使接地开关分闸，但这一切都被KEMA人员尽收眼底，试验报告上如实记录，见图3，接地开关动热稳定试验后需要外力打开。为了能够使接地开关在第一时间分闸，而且操作力不大于标准要求，有些厂家会采用加长型操作手柄，如果操作手柄长度1米，瞬时操作力矩就可以达到450牛米，这需要整个开关的操作系统具有足够强度，单纯加长操作手柄，操作轴、伞齿轮等强度不够会造成操作轴六角头打滑，或伞齿轮破坏，从而无法分开接地开关。

经过分析，接地开关承受短路电流时电动力主要是触头之间的斥力,电动力的大小与连接铜排的连接长度、接地开关短接轴的位置和短路电流大小相关，通过优化接地开关安装位置和连接铜排，使接地开关连接排产生的电磁力对动刀产生有利于保持合闸位置的方向，就可以减少触头压力，使接地开关操作力小；反之，如连接排电流方向相反，则产生分闸方向的电磁力，则接地开关在短路电流作用下，此处电动力达几百牛，因此动刀需要加大触头压力和弹簧作用力来抵抗这几百牛的力，使操作力加大。