智能型低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備檢測(cè)方法解讀

徐獻(xiàn)清

(上海電器設(shè)備檢測(cè)所，上海200063)

智能型低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備檢測(cè)方法解讀

徐獻(xiàn)清

(上海電器設(shè)備檢測(cè)所，上海200063)

徐獻(xiàn)清(1972—)，男，高級(jí)工程師，從事低壓電器產(chǎn)品的檢測(cè)、評(píng)估與認(rèn)證工作。

智能型成套設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7251.8—2005所依據(jù)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)GB 7251.1—2005更新為新版標(biāo)準(zhǔn)GB 7251.1—2013，測(cè)試項(xiàng)目與測(cè)試要求都發(fā)生了很大的變化，特別是與智能型成套設(shè)備有關(guān)的電磁兼容性(EMC)測(cè)試。主要介紹了日常檢測(cè)較少的功能試驗(yàn)和變化較大的EMC項(xiàng)目的測(cè)試內(nèi)容與方法，以便制造商及研發(fā)人員了解智能成套設(shè)備在標(biāo)準(zhǔn)換版后的測(cè)試項(xiàng)目及方法，同時(shí)也可使相關(guān)檢測(cè)人員加深對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解。

智能型成套設(shè)備;GB 7251.1—2013;GB 7251.1—2005;功能試驗(yàn); EMC試驗(yàn)

0 引言

隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，具備智能控制功能的系統(tǒng)特別是有關(guān)電能管理與節(jié)能的軟件或系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，如Acrel-2000/3000智能配電系統(tǒng)、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)與治理系統(tǒng)、基于FCX3智能配電監(jiān)控器的配電監(jiān)控系統(tǒng)、Riyear-PowerNet配電監(jiān)控系統(tǒng)、Smart Panel低壓智能配電系統(tǒng)等。智能配電系統(tǒng)是各種智能型開關(guān)柜與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組合應(yīng)用，一般由若干面通過通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的智能型或非智能型低壓開關(guān)柜組成。作為這些智能系統(tǒng)主要載體的低壓智能成套設(shè)備也逐步得到推廣和應(yīng)用。

智能型成套設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7251.8—2005《低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備智能型成套設(shè)備通用技術(shù)要求》無(wú)對(duì)應(yīng)IEC標(biāo)準(zhǔn)。與傳統(tǒng)低壓成套設(shè)備相比，智能型成套設(shè)備的主要測(cè)試項(xiàng)目基本相同，主要增加了EMC的測(cè)試內(nèi)容及功能檢查的內(nèi)容。本文主要探討了針對(duì)智能成套設(shè)備的特殊項(xiàng)目的檢測(cè)方法，從而規(guī)范檢測(cè)方法，為生產(chǎn)廠和檢測(cè)人員提供參考。

1 相關(guān)定義

智能型成套設(shè)備是指采用標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線或其他數(shù)字通信方式將具有通信能力的元器件相互連接起來(lái)，通過控制器或上位機(jī)(主站)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、電網(wǎng)或其他控制器(從站)等的遙測(cè)、遙調(diào)、遙控、遙信中的部分或全部功能的成套設(shè)備。其中，成套設(shè)備本身應(yīng)具備輸電、配電和電能轉(zhuǎn)換以及控制電能消耗等功能。動(dòng)力中心是指成套設(shè)備中安裝大電流、高分?jǐn)嗳f(wàn)能式斷路器，作為主進(jìn)線、主配電用的柜體的統(tǒng)稱。

2 主要測(cè)試項(xiàng)目

智能成套設(shè)備作為低壓成套設(shè)備的一種，首先要滿足低壓成套設(shè)備的所有型式試驗(yàn)項(xiàng)目的測(cè)試要求，其次由于其具有智能屬性，在EMC和功能試驗(yàn)項(xiàng)目上需要進(jìn)行有別于普通低壓成套設(shè)備的特殊項(xiàng)目試驗(yàn)。

主要測(cè)試項(xiàng)目包括溫升極限的驗(yàn)證、介電性能驗(yàn)證、短路耐受強(qiáng)度驗(yàn)證、保護(hù)電路有效性驗(yàn)證、電氣間隙和爬電距離驗(yàn)證、機(jī)械操作驗(yàn)證、防護(hù)等級(jí)驗(yàn)證、電磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility，EMC)、功能試驗(yàn)等。其中，EMC項(xiàng)目主要包括抗擾度試驗(yàn)及輻射試驗(yàn)，功能試驗(yàn)項(xiàng)目主要包括遙調(diào)、遙測(cè)、遙控、遙信及實(shí)時(shí)控制功能的驗(yàn)證。

3 測(cè)試要求與方法

由于測(cè)試項(xiàng)目中除EMC和功能試驗(yàn)項(xiàng)目外，其他測(cè)試項(xiàng)目與標(biāo)準(zhǔn)GB 7251.12—2013完全相同(原依據(jù)的GB 7251.1—2005已作廢)。雖然新版標(biāo)準(zhǔn)增加了許多有關(guān)殼體及材料的測(cè)試項(xiàng)目，但測(cè)試要求與方法已經(jīng)非常成熟。本文將重點(diǎn)對(duì)測(cè)試較少的功能試驗(yàn)和變化較大的EMC試驗(yàn)項(xiàng)目的測(cè)試要求和測(cè)試方法進(jìn)行探討。

智能型成套設(shè)備應(yīng)按低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的制作要求設(shè)計(jì)制作完整的樣柜，并經(jīng)企業(yè)檢驗(yàn)合格。樣柜的樣式與規(guī)格應(yīng)符合新版3C認(rèn)證成套開關(guān)設(shè)備的單元?jiǎng)澐旨皩?shí)施規(guī)則的要求。另外，還要求選用的元器件、通信器件等應(yīng)滿足各自的EMC試驗(yàn)，并有相關(guān)的試驗(yàn)報(bào)告。3.1功能測(cè)試

通常在溫升試驗(yàn)中進(jìn)行系統(tǒng)功能測(cè)試，制造商應(yīng)提供上位機(jī)軟件以便進(jìn)行驗(yàn)證操作。功能測(cè)試主要從遙調(diào)、遙測(cè)、遙控、遙信及實(shí)時(shí)控制功能等方面進(jìn)行驗(yàn)證。

首先連接好系統(tǒng)所有的控制設(shè)備，為減少不必要的損耗，需要將電流回路和電壓回路分開，并分別通電。其中，電流回路一般采用低壓大電流電源供電，通過電流調(diào)節(jié)器進(jìn)行分路電流調(diào)節(jié);電壓回路按正常三相電源(如380 V)供電，保證所有的控制與通信功能正常。

在溫升試驗(yàn)之前及溫升試驗(yàn)進(jìn)行中通過上位機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)操作。溫升穩(wěn)定后，按要求測(cè)試系統(tǒng)的功能。

上位機(jī)的參數(shù)及功能記錄應(yīng)包括以下方面:

(1)設(shè)定任意一路進(jìn)出線萬(wàn)能式斷路器的保護(hù)特性參數(shù)，一般選取主斷路器和饋線柜斷路器分別驗(yàn)證;任意設(shè)定一路電機(jī)控制回路的保護(hù)參數(shù)，如電機(jī)過載倍數(shù)(或?qū)嶋H電流值)、電機(jī)起動(dòng)控制方式(試驗(yàn)條件允許時(shí))。

(2)通過上位機(jī)對(duì)試驗(yàn)回路進(jìn)行試驗(yàn)操作。

(3)包含有軟起動(dòng)器、調(diào)速器的系統(tǒng)控制器應(yīng)帶電機(jī)進(jìn)行起動(dòng)、停車、正常運(yùn)行的試驗(yàn)。

(4)試驗(yàn)中記錄任意兩個(gè)回路的電流、電壓值。

(5)其他制造商產(chǎn)品中提供的功能要求。

以上參數(shù)記錄或功能應(yīng)與柜體上儀表或開關(guān)顯示的參數(shù)或功能一致，有一項(xiàng)不符合，可判定產(chǎn)品功能不合格。

另外，智能型成套設(shè)備的通信系統(tǒng)可采用總線方式或其他數(shù)字通信方式。有關(guān)總線的特殊要求受軟件測(cè)試條件限制，一般不進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，而是通過上位機(jī)的操作來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。

3.1.1 遙調(diào)功能

成套設(shè)備系統(tǒng)中動(dòng)力中心應(yīng)能通過上位機(jī)遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)各從站設(shè)定值、特性曲線等，如對(duì)饋電柜萬(wàn)能式斷路器進(jìn)行瞬時(shí)動(dòng)作值參數(shù)設(shè)定。

3.1.2 遙測(cè)功能

通過上位機(jī)遠(yuǎn)程測(cè)量各回路、各從站控制單元的如下電量參數(shù)。

(1)主進(jìn)線電路:三相電流、三相電壓(線電壓/相電壓)、有功功率、有功電能、無(wú)功電能。

(2)配電電路:三相電流、三相電壓(線電壓/相電壓)、有功電能、無(wú)功電能。

(3)動(dòng)力照明:三相電流。

(4)電動(dòng)機(jī)回路:三相電流/單相電流、三相電壓(線電壓/相電壓)、功率因數(shù)、有功功率。

(5)補(bǔ)償回路:三相電壓(線電壓/相電壓)、功率因數(shù)(實(shí)際值/設(shè)定值)。

(6)其他:電網(wǎng)頻率、諧波。

具體可遙測(cè)的參數(shù)根據(jù)制造商的說(shuō)明確定，但一般不少于上述參數(shù)，所有可遙測(cè)參數(shù)均需進(jìn)行逐一確認(rèn)。

3.1.3 遙控功能

通過上位機(jī)對(duì)各從站進(jìn)行控制功能的操作:

(1)動(dòng)力中心電路:控制開關(guān)的儲(chǔ)能、合閘、分閘。

(2)配電回路:控制開關(guān)的分閘、合閘。

(3)電動(dòng)機(jī)控制電路:電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停車等操作(通過控制電動(dòng)機(jī)回路的起動(dòng)與停止來(lái)檢測(cè))。

(4)補(bǔ)償電路:能選擇自動(dòng)/手動(dòng)補(bǔ)償。手動(dòng)方式下，遠(yuǎn)程可控制電容器的投切等。

具體可遙控的對(duì)象根據(jù)制造商的說(shuō)明確定，所有可遙控對(duì)象需進(jìn)行逐一確認(rèn)。

3.1.4 遙信功能

通過上位機(jī)提供系統(tǒng)的各種信息資源，包括以下方面:

(1)通信狀態(tài)、開關(guān)狀態(tài)、報(bào)警/故障標(biāo)志、電動(dòng)機(jī)回路操作次數(shù)/運(yùn)行時(shí)間等信息。

(2)各類信息資源查詢、記錄、日記報(bào)表等。

(3)電能管理、成本分析、電能質(zhì)量和負(fù)荷分析等。

具體可遙信的功能根據(jù)制造商的說(shuō)明確定，所有可遙信資源需進(jìn)行逐一確認(rèn)。

3.1.5 實(shí)時(shí)控制功能

對(duì)特定的控制對(duì)象(從站)能進(jìn)行自動(dòng)控制，滿足從站對(duì)可靠性和足夠短響應(yīng)時(shí)間的要求，通過對(duì)控制對(duì)象的實(shí)時(shí)操作進(jìn)行逐一確認(rèn)。

表1 A、B類環(huán)境EMC抗擾度試驗(yàn)的要求及驗(yàn)收準(zhǔn)則

3.2 EMC測(cè)試

GB 7251.1—2005標(biāo)準(zhǔn)的EMC環(huán)境是按環(huán)境1(與低壓公共電網(wǎng)有關(guān))、環(huán)境2(與低壓非公共電網(wǎng)或工業(yè)電網(wǎng)有關(guān))來(lái)劃分的，而GB 7251.1—2013標(biāo)準(zhǔn)的EMC環(huán)境則是按A類(與高壓或中壓變壓器供電電網(wǎng)有關(guān)，包括工業(yè)環(huán)境)、B類(與低壓公共電網(wǎng)或連接到直流電源的設(shè)備有關(guān))來(lái)劃分的，因此在選擇判定條件時(shí)應(yīng)特別注意。作為主要在工業(yè)環(huán)境使用的智能成套設(shè)備，建議按A類環(huán)境進(jìn)行考核測(cè)試，考核項(xiàng)目分為抗擾性試驗(yàn)和輻射試驗(yàn)。

3.2.1 抗擾性試驗(yàn)

A、B類環(huán)境EMC抗擾度試驗(yàn)的要求及驗(yàn)收準(zhǔn)則如表1所示。

抗擾度試驗(yàn)的驗(yàn)收準(zhǔn)則如表2所示。

3.2.2 輻射試驗(yàn)

智能型成套設(shè)備中采用了大量的電子器件和通信器件、通信端口，可能導(dǎo)致輻射值超標(biāo)，因此需進(jìn)行輻射限值的測(cè)試。按照CISPR11進(jìn)行驗(yàn)證:對(duì)于A類環(huán)境，應(yīng)滿足A級(jí)的要求;對(duì)于B類環(huán)境，應(yīng)滿足B級(jí)的要求。由于成套柜體積較大，應(yīng)使用10 m暗室進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)暗室應(yīng)配備相應(yīng)的電壓、電流回路電源。

表2 抗擾度試驗(yàn)的驗(yàn)收準(zhǔn)則

4 結(jié)語(yǔ)

智能型成套設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7251.8—2005所對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)GB 7251.1—2005于2013年進(jìn)行了換版，并于2015年1月13日正式實(shí)施。標(biāo)準(zhǔn)GB 7251.1—2013中EMC抗擾度測(cè)試項(xiàng)目由舊版的四項(xiàng)改為新版的七項(xiàng)，對(duì)于智能型成套設(shè)備的測(cè)試條件及測(cè)試方法都提出了更嚴(yán)格的測(cè)試要求。如不采取適當(dāng)措施，在整機(jī)功能試驗(yàn)和EMC測(cè)試時(shí)極易出現(xiàn)不合格情況。因此制造商在設(shè)計(jì)、制造智能型成套設(shè)備時(shí)，除滿足低壓成套設(shè)備的基本要求外，應(yīng)特別注意內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如控制回路、通信回路的布線方式，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

［1］GB 7251.1—2013低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第1部分:總則［S］.

［2］GB 7251.1—2005低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第1部分:型式試驗(yàn)和部分型式試驗(yàn)成套設(shè)備［S］.

［3］GB/T 7251.8—2005低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備智能型成套設(shè)備通用技術(shù)要求［S］.

［4］GB 50411—2007建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.

Interpretation of Testing Method for Intelligent Low Voltage Switchgear and Controlgear Assemblies

XU Xianqing
(Shanghai Testing＆Inspection for Electrical Equipment，Shanghai 200063，China)

The basis standard of intelligent assembly standard GB/T 7251.8—2005 is changed，which are a great deal of differences between the new standard GB 7251.1—2013 and the old version of the standard GB 7251.1—2005 at aspects of the test items and test methods，especially electro magnetic compatibility(EMC)test items.For the purpose of understanding the test items and test methods of the new edition standard for manufacturers and research personnel，this paper mainly introduced the test items and test methods of functional tests which are less tested in daily and EMC tests which vary changes in items.It could provide references for the relevant test personnel to understand the standard in deeply.

intelligent assemblies;GB 7251.1—2013;GB 7251.1—2005;functional test;EMC test

TM 564

A

1674-8417(2015)11-0045-04

2015－11－23