对低压成套设备试验中存在问题的分析
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摘要：本文对低压成套设备在试验中遇到的问题进行了论述，并结合实际经验提出一些意见和建议，旨在引起工厂和用电客户的重视，避免因此造成的不必要用电故障，影响用电客户生产、办公用电。
关键词：低压成套设备 试验 问题分析
1.引言
低压成套开关设备在低压供电系统中负责电能的控制、保护、测量、转换和分配。由于低压成套开关设备深入到生产现场、公共场所、居民住宅等地点，可以说凡是使用电气设备的地方都应配备低压设备，这些产品必须要进行CCC认证，而在检测过程中最经常失败的两个项目就是温升试验和短路强度验证，本文针对这两个项目中遇到的问题进行分析，给客户一个参照，以共同提高产品和供电安全。
2.试验过程中遇到的问题及分析
2.1温升试验
温升试验中温度的测量应对必须观测温升限值的所有点进行温度测量，特别是应注意主回路中的导体和端子连接点。对于线圈，通常采用测量电阻变化值的方法来测量温度。为测量成套设备内部的空气温度，应在适宜的地方配置几个测量装置。开关柜的温升超标，直接影响设备的安全稳定运行，而且，过热疑问是一个不断发展的过程，如果不加以控制，过热程度会不断加剧，并对绝缘件的性能及设备寿命产生很大的影响。下面就结合上面几个重要的测试点进行问题分析：
2.1.1设备的发热主要有以下因素，主要的有：元件运行的发热、母线运行的发热、电气接点的发热、电磁涡流引起的发热等。
（1） 型式试验测得数据通常是在试验室完成的，持续时间不长，通常不超过8 h，不具备温升累积效应，不能等同于长期运行并持续发热的设备。例如上图中的柜子，温升最容易超标的点就是开关的进出线、铜排搭接处。
（2） 不同金属的膨胀效应不同。钢制螺栓的金属膨胀系数要比铜质、铝质母线小得多，尤其是螺栓型设备接头，在运行中随着负荷电流及温度的变化，其铝或铜与铁的膨胀和收缩程度将有差异而产生蠕变，也就是金属在应力的作用下缓慢的塑性变形，蠕变的过程还与接头处的温度有很大的关系。实践证明，当接头处的运行工作温度超过80℃时，接头金属将因过热而膨胀，使接触表面位置错开，形成微小空隙而氧化。当负荷电流减小温度降低回到原来接触位置时，由于接触面氧化膜的覆盖，不可能是原安装时金属间的直接接触。每次温度变化的循环所增加的接触电阻，将会使下一次循环的热量增加，所增加的温度又使接头的工作状况进一步变坏，因而形成恶性循环。
（3） 连接部位紧固螺栓压力不当。部分安装或检修人员在导体连接上认为连接螺栓拧得愈紧愈好，其实不然。特别是铝质母线，弹性系数小，当螺母的压力达到某个临界压力值时，若材料的强度差，再继续增加不当的压力，将会造成接触面部分变形隆起，反而使接触面积减少，接触电阻增大，从而影响导体接触效果。
（4） 选用的导体材料电导率不满足要求，多数属于导体原材料纯度不够。
（5） 选用的元器件不适用于安装环境。
（6） 现场的其它因素，比如可能存在安装检修工艺不当，如母线在加工、连接、安装过程中，对母线接触表面处理不到位、不平整、不光滑、没有涂专用电力脂等，导致有效接触面积减少接触电阻增大而发热。
2.1.2解决方案
（1）通风的流畅与否对发热产生的综合作用是很大的。一般来讲，以发热源热空气的上升自然流动将热量带出、用管道的办法形成有风压作用的通风、将热量从设备中强迫抽出，以及对局部发热部位强迫通风，甚至制冷，或者将设备使用环境温度加以控制，是常常用于解决降低设备温升的办法和手段。
（2）柜体设计中，尽量使穿过封闭金属回路的磁通为零（即3相同时穿过统一封闭金属回路），就可有效防止涡流，这一点在设计上特别是低压柜一般还是可以做到的。
（3）如果在铜排搭接面出现温升超标，而且超标在1k左右的话，可以尝试增加散热片或者涂抹黑色油漆的方法，可以有效降低温升。
（4）选用的元器件要符合要求。元器件的选择一定要符合成套设备的使用环境，安装时要按照元器件的使用说明进行安装。
（5）导体的导电率及纯度一定要保证。在母线的加工、安装过程中一定要保证质量。
（6）对于线圈，通常采用测量电阻变化值的方法来测量温度。
2.2短路强度验证
第一，带有主母排的成套设备的短路测试，此项主要是母排的动稳定和热稳定，旨在考验主母排和进线电路包括接点的短路耐受强度，在此项试验中主要出现的问题：一是母排间绝缘夹块出现裂纹或断裂；二是由于绝缘夹块之间的距离过大导致母排变形影响电气间隙和爬电距离；三是与主母排相连的主开关的进线和出线端子由于电动力发生短路甚至断裂。四是主开关的选型不对，例如柜子的短路电流为Icw=50ka，但是主开关所能承受的Icw=35ka，这样在做1s的时候就会出现问题。解决方法：一是选择符合成套设备短路电流的绝缘支撑件，并严格按照安装距离安装。二是在主开关的进出线端子处增加绝缘支撑件以保证电动力不会影响端子的位置，三是与主母排相连的主开关的选型一定要符合要求。
第二，成套设备的出线单元要承受短路电流并可靠分断以保证负载和人员安全。此项是出现问题最频繁的。一：出线单元门锁的选择和安装有问题，在断路器分断的瞬间会在空间产生很大的压力，导致门锁变形，影响成套设备的防护等级。解决方法首先要选择质量好的门锁，安装的工艺也要严格把关。其次可以选择用螺钉或其他代替门锁固定门板。二：出线断路器的选型错误，出现小马拉大车现象，这样断路器在发生短路的时候就不能可靠的分断短路电流，影响用电及人员安全。所以一定要选择电压及短路电流与成套设备匹配的保护器件。三：出线单元的塑壳断路器的安装方式为按照说明书进行安装，例如只能上进线下出线，有些企业颠倒安装，一定要安装隔弧片、隔离距离一定要达到安装要求，我们在试验中经常遇到企业不安装隔弧片导致试验失败，由于抽屉柜空间小，企业在选择断路器时很少考虑隔离距离，导致开关短路分断时产生的飞弧直接与地发生短路，造成严重的后果。四：塑壳断路器进线端母排未包裹绝缘材料，断路器分断瞬间产生的飞弧会引起进线端相间短路。
3.总结
随着科学技术的发展以及与国际市场接轨的加快，越来越多国外的一些先进的成套设备过来检验，我们也要总结经验，提高检验能力。对国内的企业来说，未来对成套设备的要求会更加严格，只有生产企业提高生产制造过程中的质量意识和质量水平，检验人员在型式试验时严格按相关标准进行操作，我国的低压成套开关设备才能在国际市场竞争中立于不败之地。