IEC中压开关柜型式试验

机械寿命测试

断路器的机械寿命，在国外实验室按照IEC62271-100标准进行1万次（M2）机械寿命试验，第一台断路器样机进行到6527次，分闸弹簧断了，试验室接受了弹簧安装等原因造成的偶尔失效。于是对第二台进行试验，断路器还是在经历了6000多次分合闸循环后，分闸弹簧再次断了，于是试验站只肯出具2000次M1的机械寿命试验报告。

原因分析，弹簧生产过程中折弯处机器敲击，造成薄弱环节，经过几千次操作后断裂。36kV断路器虽然只拿到2000次M1级的机械寿命试验报告，但由于基于KEMA的试验报告的权威性、高可信度，满足世界各地需求（50/60Hz，接地和非接地系统），产品可以成功销往拉美、欧洲、东南亚等世界各地，。

对于接地开关和抽出式断路器，机械耐久性试验区别见表2。

一般来说，IEC客户接受抽出式断路器手车仅用于维护的目的，因此仅需按照IEC62271-200标准6.102.1规定进行25次插入、移开试验就可以满足国外客户要求。

验证开关装置开断和关合能力

断路器的开断、关合试验根据断路器应用有几种方式：不带外壳的自立式断路器、安装在试验设备的抽出式断路器、安装在开关柜的抽出式断路器。开关柜和断路器一起试验取证就比较好处理，开断关合试验在开关柜内试验。断路器单独型式试验则建议自备抽出式隔室试验。

断路器IEC开断试验定义了不同的试验序列，客户可以选择不同的序列进行试验，如序列1共274次开断，（T10、T30各130次，T60 8次、T100s 6次）试验，而为了保证经济性（试验站按照试验所需时间收费），时效性，客户可以选择序列3即总计72次（T10/T30 3次， T60 60次， T100s 6次）进行试验，虽然开断次数减少，但总能量有所增加，但相比于国内满容量50次还是小得多。

表3示出了IEC62271-100标准定义的电寿命试验开断次数。

表3 E2级断路器电寿命试验的操作顺序

对于50/60Hz的断路器试验，STL导则有明确规定，需要按表4规定的频率进行试验，才可以证明断路器满足50/60Hz应用，出具型式试验报告。

表4 断路器满足50/60Hz应用的试验频率要求

需要满足50和60Hz应用，从试验角度上说只需要进行50和60Hz的基础开断即E1级的试验，电寿命可以在50Hz或60Hz频率上进行；还有O-0.3S-CO-15S-CO的操作循环试验，也只需基础试验，中性点接地系统不同，试验也不相同，但不影响电寿命试验。

内部电弧试验

试验电压，按照IEC62271-200 AA.4.2标准规定， 试验应在任何合适的电压下进行，电压不超过额定电压。 如果选择低于额定电压的电压，需要满足a）计算的试验平均均方根电流值符合AA.4.3.1的电流要求；b）电弧不会在其启动的任何阶段过早熄灭。只要无电流间隔的累积持续时间不超过试验持续时间的2%，且单个事件持续时间不长于下一个预期电流零点，则允许临时单相熄灭，前提是电流交流分量的积分至少等于AA.4.3.1规定的值。

STL导则规定电源电路在三相试验和两相电弧起弧的情况下，这两相可由电压低于额定电压的电流源供电，而第三相可由额定电压Ur/√3.的单独电压源供电。在单相测试中，必须在中间相和接地之间启动电弧。该电路可由电压低于额定电压的电流源供电，电压源的短路功率应足够高，以清楚地检测到电压击穿，并将其与任何干扰区分开。额定电压17.5kV开关柜，内部电弧故障试验时试验电压7.1kV，并写入试验报告。

试验条件、设备布置，允许对一个单元的以前没有经过测试不同部分进行连续试验，实验室不负责提供或布置电缆管道，试验安排应在试验报告中详细说明。如果根据组件的设计，某一类型的功能单元不打算在使用条件下用作终端单元，则在测试时，应在组件中配置，尽可能靠近侧面，远离房间模拟墙，布置两个以上的功能单元。

天花板距离试品高度至少200mm± 50mm，压力释放板打开过程不应撞击天花板，试验结果对于试品和天花板间所有距离大于试验情况的有效。试验样机需要按照实际工作状态下试验，如开关柜有通风孔翻板，则无需安装可拆卸操作手柄，但在内部电弧试验期间，手柄翻板应打开。

如图5所示17.5kV开关柜内部电弧试验布置，四台开关柜并柜，分别对最左边端柜三个高压隔室进行试验，柜顶与天花板600mm，顶部采用反射板避免电弧从天花板反射燃烧水平指示器，试验采用隔离手车替代断路器进行试验，下部通风孔门内侧防护板打开状态进行试验。

图5 17.5kV开关柜内部电弧试验时的布置示意

 2.   IEC试验的其它说明  

IEC试验会根据试验内容，单独出具相应的型式试验证书，包括绝缘性能型式试验证书、短路关合和开断性能型式试验证书、内部电弧性能型式试验证书。

需要以下图纸以及制造商的说明用以证明试验用开关设备和控制设备与支持该类型的图纸之间是一致的。

试验站会对样品进行测量验证，核对图纸，母线规格、支撑间距等是否与所提供的图纸一致。对于更改都会记录在案。

a） 开关设备和控制设备的单线图，带有部件的类型名称。

b） 总布置图（装配图），包括：

外形尺寸；

母线系统尺寸；

支撑结构；

电气间隙；

主要部件的材料。

c） 相关STL指南中详细说明的开关设备识别图纸。