徐獻清

(上海電器設(shè)備檢測所，上海200063)

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

徐獻清

(上海電器設(shè)備檢測所，上海200063)

徐獻清(1972—)，男，高級工程師，從事低壓電器產(chǎn)品的檢測、評估與認證工作。

智能型成套設(shè)備標準GB/T 7251.8—2005所依據(jù)的基礎(chǔ)標準GB 7251.1—2005更新為新版標準GB 7251.1—2013，測試項目與測試要求都發(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)測試。主要介紹了日常檢測較少的功能試驗和變化較大的EMC項目的測試內(nèi)容與方法，以便制造商及研發(fā)人員了解智能成套設(shè)備在標準換版后的測試項目及方法，同時也可使相關(guān)檢測人員加深對標準的理解。

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

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)柜與計算機監(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)備標準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》無對應(yīng)IEC標準。與傳統(tǒng)低壓成套設(shè)備相比，智能型成套設(shè)備的主要測試項目基本相同，主要增加了EMC的測試內(nèi)容及功能檢查的內(nèi)容。本文主要探討了針對智能成套設(shè)備的特殊項目的檢測方法，從而規(guī)范檢測方法，為生產(chǎn)廠和檢測人員提供參考。

1 相關(guān)定義

智能型成套設(shè)備是指采用標準的現(xiàn)場總線或其他數(shù)字通信方式將具有通信能力的元器件相互連接起來，通過控制器或上位機(主站)實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備、電網(wǎng)或其他控制器(從站)等的遙測、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。動力中心是指成套設(shè)備中安裝大電流、高分斷萬能式斷路器，作為主進線、主配電用的柜體的統(tǒng)稱。

2 主要測試項目

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)備的所有型式試驗項目的測試要求，其次由于其具有智能屬性，在EMC和功能試驗項目上需要進行有別于普通低壓成套設(shè)備的特殊項目試驗。

主要測試項目包括溫升極限的驗證、介電性能驗證、短路耐受強度驗證、保護電路有效性驗證、電氣間隙和爬電距離驗證、機械操作驗證、防護等級驗證、電磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility，EMC)、功能試驗等。其中，EMC項目主要包括抗擾度試驗及輻射試驗，功能試驗項目主要包括遙調(diào)、遙測、遙控、遙信及實時控制功能的驗證。

3 測試要求與方法

由于測試項目中除EMC和功能試驗項目外，其他測試項目與標準GB 7251.12—2013完全相同(原依據(jù)的GB 7251.1—2005已作廢)。雖然新版標準增加了許多有關(guān)殼體及材料的測試項目，但測試要求與方法已經(jīng)非常成熟。本文將重點對測試較少的功能試驗和變化較大的EMC試驗項目的測試要求和測試方法進行探討。

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)計制作完整的樣柜，并經(jīng)企業(yè)檢驗合格。樣柜的樣式與規(guī)格應(yīng)符合新版3C認證成套開關(guān)設(shè)備的單元劃分及實施規(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，并有相關(guān)的試驗報告。3.1功能測試

通常在溫升試驗中進行系統(tǒng)功能測試，制造商應(yīng)提供上位機軟件以便進行驗證操作。功能測試主要從遙調(diào)、遙測、遙控、遙信及實時控制功能等方面進行驗證。

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。

在溫升試驗之前及溫升試驗進行中通過上位機進行系統(tǒng)操作。溫升穩(wěn)定后，按要求測試系統(tǒng)的功能。

上位機的參數(shù)及功能記錄應(yīng)包括以下方面:

(1)設(shè)定任意一路進出線萬能式斷路器的保護特性參數(shù)，一般選取主斷路器和饋線柜斷路器分別驗證;任意設(shè)定一路電機控制回路的保護參數(shù)，如電機過載倍數(shù)(或?qū)嶋H電流值)、電機起動控制方式(試驗條件允許時)。

(2)通過上位機對試驗回路進行試驗操作。

(3)包含有軟起動器、調(diào)速器的系統(tǒng)控制器應(yīng)帶電機進行起動、停車、正常運行的試驗。

(4)試驗中記錄任意兩個回路的電流、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試條件限制，一般不進行測試驗證，而是通過上位機的操作來進行驗證。

3.1.1 遙調(diào)功能

成套設(shè)備系統(tǒng)中動力中心應(yīng)能通過上位機遠程調(diào)節(jié)各從站設(shè)定值、特性曲線等，如對饋電柜萬能式斷路器進行瞬時動作值參數(shù)設(shè)定。

3.1.2 遙測功能

通過上位機遠程測量各回路、各從站控制單元的如下電量參數(shù)。

(1)主進線電路: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、無功電能。

(3)動力照明:三相電流。

(4)電動機回路: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)補償回路:三相電壓(線電壓/相電壓)、功率因數(shù)(實際值/設(shè)定值)。

(6)其他:電網(wǎng)頻率、諧波。

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

3.1.3 遙控功能

通過上位機對各從站進行控制功能的操作:

(1)動力中心電路:控制開關(guān)的儲能、合閘、分閘。

(2)配電回路:控制開關(guān)的分閘、合閘。

(3)電動機控制電路:電動機的起動、停車等操作(通過控制電動機回路的起動與停止來檢測)。

(4)補償電路:能選擇自動/手動補償。手動方式下，遠程可控制電容器的投切等。

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

3.1.4 遙信功能

通過上位機提供系統(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)、報警/故障標志、電動機回路操作次數(shù)/運行時間等信息。

(2)各類信息資源查詢、記錄、日記報表等。

(3)電能管理、成本分析、電能質(zhì)量和負荷分析等。

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

3.1.5 實時控制功能

對特定的控制對象(從站)能進行自動控制，滿足從站對可靠性和足夠短響應(yīng)時間的要求，通過對控制對象的實時操作進行逐一確認。

表1 A、B類環(huán)境EMC抗擾度試驗的要求及驗收準則

3.2 EMC測試

GB 7251.1—2005標準的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))來劃分的，而GB 7251.1—2013標準的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))來劃分的，因此在選擇判定條件時應(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)境進行考核測試，考核項目分為抗擾性試驗和輻射試驗。

3.2.1 抗擾性試驗

A、B類環(huán)境EMC抗擾度試驗的要求及驗收準則如表1所示。

抗擾度試驗的驗收準則如表2所示。

3.2.2 輻射試驗

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，因此需進行輻射限值的測試。按照CISPR11進行驗證:對于A類環(huán)境，應(yīng)滿足A級的要求;對于B類環(huán)境，應(yīng)滿足B級的要求。由于成套柜體積較大，應(yīng)使用10 m暗室進行測試，同時暗室應(yīng)配備相應(yīng)的電壓、電流回路電源。

表2 抗擾度試驗的驗收準則

4 結(jié)語

智能型成套設(shè)備標準GB/T 7251.8—2005所對應(yīng)的基礎(chǔ)標準GB 7251.1—2005于2013年進行了換版，并于2015年1月13日正式實施。標準GB 7251.1—2013中EMC抗擾度測試項目由舊版的四項改為新版的七項，對于智能型成套設(shè)備的測試條件及測試方法都提出了更嚴格的測試要求。如不采取適當(dāng)措施，在整機功能試驗和EMC測試時極易出現(xiàn)不合格情況。因此制造商在設(shè)計、制造智能型成套設(shè)備時，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，必要時應(yīng)進行試驗驗證。

［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:型式試驗和部分型式試驗成套設(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