淺談IEC 61439-6：2012和GB 7251.2-2006中母線槽電氣性能的測(cè)量和計(jì)算方法的區(qū)別

柴龍，張正，黃芳

（浙江方圓電氣設(shè)備檢測(cè)有限公司，浙江 嘉興314000）

1 引言

GB 7251.2-2006《低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第2 部分：對(duì)母線干線系統(tǒng)（母線槽）的特殊要求》等同采用了IEC 60439-2：2000，而IEC 61439-6：2012 在2012年正式發(fā)布并取代了IEC 60439-2：2000 及其2005年的修訂版。母線干線系統(tǒng)的電阻、電抗和阻抗值（電氣性能）的大小能在一定程度上反映出其產(chǎn)品載流能力和短路點(diǎn)處的短路電流的大小。

母線槽產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)上對(duì)電氣性能的測(cè)量和計(jì)算包括2 個(gè)方面：1）正常工作條件下母線槽電氣性能的測(cè)量和計(jì)算方法；2）故障條件下母線槽電氣性能的測(cè)量和計(jì)算方法。

本文就新老標(biāo)準(zhǔn)在母線槽電氣性能的測(cè)量和計(jì)算上所存在的差異進(jìn)行闡述。

2 新老標(biāo)準(zhǔn)中“正常工作條件下母線槽電氣性能”的測(cè)量和計(jì)算方法的區(qū)別

測(cè)量新老標(biāo)準(zhǔn)中正常工作條件下母線槽電氣性能，導(dǎo)體和測(cè)量設(shè)備的連接方式如圖1 所示，在溫升穩(wěn)定時(shí)（即在1 h 溫升波動(dòng)不超過(guò)1 K）得出11 個(gè)數(shù)值：電流I1，I2，I3；電壓U1，U2，U3；功率P1，P2；環(huán)境溫度θ；溫升Δθ和母線槽長(zhǎng)度L。

求得平均電流：

平均電壓：

總功率：

計(jì)算出在環(huán)境溫度θ的條件下，電阻：

阻抗：

電抗：

這里電抗沒(méi)有下標(biāo)θ是因?yàn)殡娍故遣浑S溫度改變而改變的。

求出20 ℃的溫度下的電阻值R20，在這里計(jì)算方法有了不一樣。在GB 7251.2-2006 中：

這里的ρ20為導(dǎo)體在20℃時(shí)的電阻率，A為導(dǎo)體的截面積。A是可以測(cè)量的，ρ20在標(biāo)準(zhǔn)中只提供了純銅和純鋁的參考值，但是在試驗(yàn)通常遇到的不是純銅和純鋁。在檢測(cè)母線槽的實(shí)驗(yàn)室中通常沒(méi)有檢測(cè)金屬含量的條件，而且即使知道里金屬的百分比含量，也沒(méi)有與之相對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。這就是GB 7251.2-2006 中的不合理之處。在IEC 61439-6：2012 中采用了1 個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式：

式中：Rt為在t℃下的電阻值。

這個(gè)公式的意思是：以20 ℃下的電阻R20為基準(zhǔn)每增加（減少）1℃，相應(yīng)的電阻就增加（減少）0.004R20。這個(gè)公式在GB 7251.2-2006 中也有體現(xiàn)，只是沒(méi)有用在求R20上。

IEC 61439-6：2012 中R20通過(guò)下式求得：

此后可求得正常工作狀態(tài)下的電阻和阻抗。在GB 7251.2 中對(duì)于穩(wěn)定工作狀態(tài)表述的比較含糊，在IEC 61439-6：2012 中明確了下來(lái)，這個(gè)狀態(tài)就是在35℃下溫升穩(wěn)定時(shí)的電氣性能。此時(shí)的電阻為：

該式在 2 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中都可以使用。在 IEC 61439-6：2012 中將求R20的公式代入上式可得：

此后可求得阻抗：

3 新老標(biāo)準(zhǔn)中“故障條件下母線槽電氣性能”的測(cè)量和計(jì)算方法的區(qū)別

故障條件下母線槽的電氣性能的測(cè)量和計(jì)算方法有2 種：1）對(duì)稱(chēng)法，2）阻抗法。

3.1 對(duì)稱(chēng)法

如圖2 所示連接導(dǎo)體和測(cè)量設(shè)備，測(cè)得5 個(gè)數(shù)值：電流I；電壓U；功率P；環(huán)境溫度θ和母線槽長(zhǎng)度L。雖然上圖中連接的是N 或PEN，但是對(duì)于PE 來(lái)說(shuō)方法是一樣的，所以本文用X 來(lái)代替N，PEN 或者PE。2 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電流I的要求是不一樣的。在GB 7251.2-2006 中要求電流I為額定電流的3 倍，而在IEC 61439-6：2012 中對(duì)此電流沒(méi)有特殊的要求。

圖2 對(duì)稱(chēng)法中導(dǎo)體和測(cè)量設(shè)備的連接方式Fig.2 Fault loop zero-sequence impedances determination

由上面測(cè)得的5 個(gè)數(shù)據(jù)可求得環(huán)境溫度θ下零序阻抗：

零序電阻：

零序電抗

與正常條件下求電氣性能相似，在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，20℃下的零序電阻的計(jì)算方法不是不一樣的。在GB 7251.2-2006 中：

正常工作狀態(tài)下的故障零序電阻：

而在IEC 61439-6：2012 中：

正常工作狀態(tài)下的故障零序電阻：

此后可求得阻抗：

3.2 阻抗法

如圖3 所示連接導(dǎo)體和測(cè)量設(shè)備，測(cè)得5 個(gè)數(shù)值：電流I，電壓U，功率P，環(huán)境溫度θ和母線槽長(zhǎng)度L。雖然上圖中連接的是N 或PEN，但是 對(duì)于PE 來(lái)說(shuō)方法是一樣的，所以本文用X 來(lái)代替N、PEN 或者PE。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電流I的要求是不一樣的。在GB 7251.2-2006 中要求電流I為額定電流的3 倍，而在IEC 61439-6：2012 中對(duì)此電流沒(méi)有特殊的要求。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)稱(chēng)法的計(jì)算方法基本一致。

圖3 阻抗法中導(dǎo)體和測(cè)量設(shè)備的連接方式Fig.3 Fault loop resistances and reactances determination

4 結(jié)論

以上就是IEC 61439-6：2012 和 GB 7251.2-2006 中母線槽的電氣性能測(cè)量和計(jì)算方法的區(qū)別，總的來(lái)說(shuō)新標(biāo)準(zhǔn)比老標(biāo)準(zhǔn)更加合理，并且更具可操作性。

［1］GB 7251.2-2006《低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第2 部分：對(duì)母線干線系統(tǒng)（母線槽）的特殊要求》[S].2006.

［2］IEC 61439-6：2012 《Low-voltage switchgear and controlgear assemblies -Part 6：Busbar trunking systems（busways）》[S].2012.