中压开关设备IEC标准型式试验（一）

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。

2.  试验站的选择  

说到IEC型式试验，一般会选择STL（国际短路联盟）的试验室，STL 是为测试组织提供的一个自愿国际协作的平台，以协调IEC和区域性标准在电源设备型式测试中的应用。STL 涉及已在标准中要求进行型式测试的高压电气输配电装置，测试包括短路和绝缘测试。STL 为IEC 和相关区域标准提供通用的指导文件，即STL导则，是IEC 62271–100《高压交流断路器》、IEC 62271–200《额定电压高于1kV至52kV的交流金属封闭开关设备和控制设备》等IEC标准技术要求的解释指南。STL 的成员如图1所示。

图1 STL 成员试验室

其中KEMA试验室在电网及中高压电力设备、元件方面，拥有的大容量实验室和高压实验室，可以对输配电系统中几乎所有中高压产品进行试验，对通过测试的产品，KEMA将签发相关的试验证书或试验报告，这些证书和报告在全球被广泛认可，具有最为广泛的认可度和公信力。2012年2月，挪威船级社（DNV）收购了荷兰KEMA公司74.3%的股份，成立了DNVKEMA能源及可持续发展公司。2019年，国际权威认证机构DNVGL和同样是STL成员的CESI签署协议，将KEMA实验室的所有权转让给CESI，包括KEMA及其人员在其它国家的实验室中进行的所有高压和大功率测试与检验活动。CESI是世界著名的强电流断流试验站，全名是意大利中央电工研究所网络试验站，位于意大利北部的米兰，位于德国柏林的IPH试验室也是CESI的子公司。英国IntertekASTA是国际短路联盟的创始成员之一，ASTA证书/报告拥有国际认可，在亚洲和中东地区有十分高的影响力，ASTA标志和/或型式试验证书清楚地表明该产品已按照适用标准的相关条款进行了独立测试。韩国的KERI、印度的CPRI也是STL成员，知名度较弱，更多是服务本地厂商。

1. 3.        强制性型式试验

2. a)          绝缘测试

绝缘耐压试验，对于开关柜，KEMA试验严格按照IEC62271-1标准规定的试验值及IEC60071、IEC60060-1规定大气修正方法计算的修正系数进行试验，中压空气绝缘开关柜外绝缘耐受电压试验值应该根据试验地点的温度、湿度、气压按照标准对规定值进行修正。

外绝缘破坏性放电电压与试验时的大气条件有关，通常，给定空气放电路径的破坏性放电电压随着空气密度或湿度的增加而升高，但当相对湿度大于80%时，破坏性放电会变得不规则，特别是当破坏性放电发生在绝缘表面时。

破坏性放电电压值正比于电气修正系数K，K是两个因数的乘积，空气密度修正因数k ₁ ，湿度修正因数k ₂ 。

如36kV金属铠装空气绝缘开关柜在KEMA的型式试验，按照IEC62271-1标准，36kV的工频耐受电压是70kV，雷电冲击耐受电压是170kV，KEMA允许按客户要求的参数进行试验，因此试验按照GB/T11022标准40.5kV绝缘水平进行测试。KEMA根据现场大气条件，计算修正如表1所示，现场试验耐压数值工频耐受电压92kV、雷电冲击耐受电压180kV，都低于标准值。因此，对于出厂试验、型式试验等根据大气环境参数修正后进行试验，满足标准要求，避免产品性能过度设计，特别是高电压产品，不易提升绝缘能力，更好的绝缘材料、复杂的绝缘隔断不仅增加成本，还会使安装、检修困难。

表1 绝缘耐压值的大气修正计算示例

绝缘试验需要精心准备，36kV开关柜的耐压试验就出现过雷电冲击耐压时主母线对地放电现象。36kV母线采用圆管型母线，电场均匀，外表面采用环氧硫化处理，母线距地距离大于240mm，摸底试验可以通过190kV的雷电冲击耐受电压，经过检查发现主母线与分支母线连接处绝缘套处放电。由于原始国外母线设计，接头处采用环氧树脂浇铸固封，而国内采用EPDM绝缘套，主母线和分支母线现场绝缘套包裹距离不够，一般要求大于100mm，而且由于靠近穿墙套管，更需要处理好，经过整改，加大包裹范围，顺利通过绝缘试验。