低壓成套開關設備溫升測試及影響因素研究

陳盧明

摘要：低壓開關設備溫度過高時，會造成絕緣性能下降、電路老化等一系列的問題，不僅會導致開關設備喪失正常的使用功能，甚至會產生一定的安全問題，因此，開展低壓成套開關設備溫升測試具有一定的必然性，本文將對此進行深入的探究，期望能夠提供一些有效的幫助。

關鍵詞：低壓成套開關設備;溫升測試;影響因素;研究

引言：對低壓成套開關設備的溫升測試，就是在固定的條件下，測量低壓成套開關設備的溫升值，測量柜中部件的工作溫度和周圍環境之間的溫差，溫升值和環境溫度的和就是低壓成套開關設備的最高工作溫度，材料超過極限值之后就無法繼續有效的工作。因此，對于低壓成套開關設備來講，溫升值就是一個重要的數據和指標，對使用壽命和工作質量都有著無法忽視的重要影響，所以在低壓成套開關設備設計、生產以及投入使用過程中，都必須開展溫升測試。使用固定的電流來升高低壓成套開關設備的溫度，在溫度達到穩定狀態之后（每小時變化小于等于1K），測量出的溫升值不能高于國家規定的標準值。

一、新舊標準在溫升測試中的差異

想要確定低壓成套開關設備的溫升值，最直接也是最有效的方法就是型式試驗，但是在實際的使用過程中，用戶使用的開關設備與型式試驗具有一定的差距，關于低壓成套開關設備型式試驗的分型，G B 7251.1—2005將其分為TTA（型式試驗的成套設備）和PTTA（部分型式試驗的成套設備）兩種，我們所說的TTA是指用戶使用的低壓成套開關設備，與型式試驗當中測試的設備結構相同;PTTA，指在主要部分上，用戶使用的低壓成套開關設備與型式試驗中的結構相一致，但是在部分結構上有一定的區別，在遵循標準規范的前提下開展了相應的拓展。在實際的應用過程中，大多數的低壓成套開關設備都是PTTA形式，這是因為PTTA形式能夠避免到第三方檢驗所開展型式試驗。關于低壓成套開關設備柜內溫升測量如何實施，國家相關部門也給出了比較規范化的標準，那就是《評估部分型式試驗的低壓開關設備和控制設備PTTA溫升的外推法》。在實際的工作過程中，相關的生產商就能夠規范化的測試出低壓成套開關設備以及相應部分和零件的溫升值。

雖然國家相關部門已經給出了專業化的標準，但是此標準對低壓成套開關設備制造工程師提出了太高的要求，很難有相關的制造廠能夠實施，所以沒有足夠的參考價值。于是在2013年，伴隨著IEC的發展，低壓成套開關設備溫升標準也進行了相應的更新和轉變，G B 7251.1—2013標準代替了原來的G B 7251.1—2005，將難度過高的問題進行了解決，主要提出了三種型式試驗的途徑，分別是：試驗;、計算和類型方案額定數據的推導。

在測試低壓成套開關設備溫升值的過程中，由于不同的驗證方案對實驗有著差異化的需求，所以新的標準也指出了三個不同的方法，我們簡單的將這三種方法稱為a、b、c，a方法是將整個低壓成套開關設備進行驗證;b方法是將整個低壓成套開關設備以及各個部分進行驗證;c方法是驗證各個單元功能、主母線和配電母線，以及對整個低壓成套開關設備進行驗證。對低壓成套開關設備開展形式驗證，應當考慮到具體的各個環節，能夠適應各種不同的工作狀態。根據已經做過的實驗內容來推導還沒有做過實驗的回路方案，這也就是我們所說的推導驗證方式。在開展形式實驗的過程中，更多的使用b和c兩種方法，這樣能夠得到更多有效的信息，在推導過程中也能夠更加的精確。計算驗證將形式驗證作為基礎部分，計算出低壓成套開關設備的總功率消耗容量，使用G B/T 24276標準中規定好的方法，依據總功率損耗，來計算低壓成套開關設備的溫升值。這三種不同的驗證方法，能夠減少不必要的實驗過程，防止對同樣的目標進行重復的實驗，用戶也能夠結合自身的實際情況，來選擇出合適的驗證方式，這樣驗證的效率也能夠得到實質性的提升。

二、影響低壓成套開關設備溫升的因素

在實際的工作過程中，低壓成套開關設備溫升會受到多樣化因素的影響，如果我們沒有對這些因素進行深入、有力的把控，那么測量出來的溫升值就不夠精確，失去了應有的測量意義，所以，我們應當了解影響低壓成套開關設備溫升的主要因素，找出合理的應對策略和方法，避免對測量出的溫升值造成影響，這樣測量的數據也能夠更加精準。而對于溫升值的影響，主要有以下幾點因素：

（一）電流

相關的標準（G B 7251.1—2013）中進行了規范，在具體的試驗過程中，應當對進線電流做出保障，規范在預期值的0%～+3%之內，但是在實際的實驗操作過程中，就一定會有電流上的波動，低壓成套開關設備中使用的導線以及相關連接導體，在通電之后會不斷發熱，從而增加電阻，這都會對電流產生影響。電流的波動對低壓成套開關設備的溫升會產生明顯的影響，發熱與試驗電流值之間會呈現正比的趨勢，這種趨勢可以表示為Δτ/τ=2（ΔI/I）。

根據相關的公式進行分析，我們能夠發現，當電流偏離標準達到5%之后，低壓成套開關設備溫升就會對應升高10%，也就是說在實際的工作當中，如果只有100K的溫升，但是由于電流上5%的偏差，那么我們測量出來的溫升就要多10%，也就是110K，就出現了10K的誤差。但是根據實際的標準規范，想要保障溫升的穩定，就需要測量出來的溫升值差距小于等于1K每小時，如果在實際的工作過程中，電流達到2%或者之上的差距，那么引起的溫升偏差值就已經超出了標準，所以也就不能夠被稱之為穩定，所以電流會影響著低壓成套開關設備的溫升測量。在一般的實驗過程中，為了保障電流能夠更加的穩定，會使用人工的形式，不斷調節電流電壓，使電流能夠保持穩定，但是這種方式對低壓成套開關設備卻并不是很適用，低壓成套開關設備的出線回路更多，各個回路之間的電流會相互影響，所以想要實施這種方法，就需要多個工作人員不斷進行調控，不僅會浪費大量的人力資源，整體試驗的開展也會浪費更多時間。我們在電路中添加程控恒流調節裝置，利用好相應的程序自動調節電流，這樣就能夠時刻保持電流的穩定，但是也需要注重避免電流出現波形畸變。

（二）導線

導線對于低壓成套開關設備溫升實驗具有著不可忽視的影響，通過導線的利用和連接，能夠將產生的熱量不斷傳導到外部，也能夠將外部的熱量傳導到低壓成套開關設備內部。正是由于以上原因，在實際的低壓成套開關設備溫升試驗當中，對導線也進行了標準化的管理，規定了導線的長度、橫截面積等等，在開展試驗的過程中，根據實際的電流來選取規范化的導線。但是在一些實驗當中，例如使用銅排鏈接過程中，黑漆容易伴隨著不斷的使用發生脫落，對散熱會造成一定的影響，所以導線的使用也會影響到溫升。在實際試驗的過程中，由于使用時間過長，導線當中的銅絲脫落、斷裂，就會導致測量出來的溫升值過高，影響測量的精準度。

（三）空氣流動

拋開電流和導線不談，空氣流動也會對散熱造成影響，在溫升試驗的過程中產生阻礙。在低壓成套開關設備溫升試驗過程中，有兩種不同的空氣流動形式，一種是自然對流，就是指試驗當中低壓成套開關設備發熱而引起周圍空氣的流動;另一種是由于試驗場地密封性不好、試驗中使用的空調等等，在實驗過程中產生的空氣流動。這兩種情況會引發試驗場地異常的空氣流動，這對于試驗數據會造成一定的影響，所以在實驗過程中是絕對不允許出現的。此外，周圍環境的影響、電流出現波形畸變等，多樣化的因素都會對低壓成套開關設備溫升實驗產生影響，所以在實際的實驗過程中，應當將多樣化的因素考量在內，這需要相關人員加強意識，能夠及時采取有效的措施。

參考文獻：

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