最新低压成套开关设备3C培训材料.docx

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最新低压成套开关设备3C培训材料

低压成套开关设备3C培训材料

ABB公司低压成套设备3C培训教材

第一章概述

概念：

低压成套开关设备和控制设备是由一个或多个低压开关设备和与之相关的控制、测量、信号、保护及调节等设备，由制造商负责完成所有内部的电气和机械的连接，用结构部件完整的组装在一起的一种组合体，可由主电路和服主电路组成。

低压成套开关设备通常为额定电压交流不超过1000V，频率不超过1000Hz,直流不超过1500V的产品。

低压成套开关设备适用于与发电、输电、配电和电能转换的设备以及控制电能消耗的设备配套使用的成套设备，也适用于频率更高的装有控制及功率器件的成套设备，但在这种情况下需满足相应的附加要求。

1.4.2强制性产品认证模式

（1）第一种认证模式：

型式试验。

（2）第二种认证模式：

型式试验加认证后监督（市场抽样检验）。

（3）第三种认证模式：

型式试验加认证后监督（工厂抽样检验）。

（4）第四种认证模式：

第二种与第三种认证模式的综合。

（5）第五种认证模式：

型式试验加工厂质量体系评定加认证后监督（质量体系复查加工厂和市场抽样）。

包括以下全部或部分环节：

①认证申请；②型式试验；③初始工厂检查；④抽样检测；⑤认证结果评价和批准；⑥获证后的监督。

（6）第六种认证模式：

工厂质量体系评定加认证后的质量体系复查。

（7）第七种认证模式：

批量检验。

根据规定的抽样方案，对一批产品进行抽样检验，并据此对该批产品是否符合要求进行判断。

（8）第八种认证模式：

100％检验。

第2章产品标准及检测要求

2.1.1产品认证标准

2.1.1.1强制性产品认证标准

1.低压成套开关设备和控制设备

《低压成套开关设备和控制设备第1部分：

型式试验和部分型式试验成套设备》（GB7251.1—2005）。

2.母线干线系统

《低压成套开关设备和控制设备第2部分：

对母线干线系统（母线槽）的特殊要求》（GB7251.2—2006）。

3.配电板

《低压成套开关设备和控制设备第3部分：

对非专业人员可进入场地的低压成套开关设备和控制设备—配电板的特殊要求》（GB7251.3—2006）。

4.建筑工地用成套设备

《低压成套开关设备和控制设备第4部分：

对建筑工地用成套设备（ACS）的特殊要求》（GB7251.4—2006）。

5.户外动力配电网用电缆分线箱

《低压成套开关设备和控制设备第5部分：

对户外公共场所的成套设备—动力配电网用电缆分线箱（CDCs）的特殊要求》

｛（CDCs）（GB7251.5—1998）｝。

6.无功功率补偿装置

《低压无功功率静态补偿装置总技术条件》（GB/T15576—1995）。

2.1.1.2CQC标志认证产品标准

（1）《电控配电用电缆桥架》（JB/T10216—2000）。

（2）《低压成套开关设备和控制设备用母线架》（JB/T10316—2002）。

（3）《低压成套开关设备和控制设备空壳体的一般要求》（GB/T20641—2006）。

（4）《低压抽出式成套开关设备和控制设备主电路用接插件》JB/T10323—2002）。

（5）《低压直流开关设备》（JB/T8456—2005）和《电力系统直流电源设备》（JB/T5777.4—2000）。

2.2.2.4成套设备使用条件

1.户外式成套设备周围空气温度

户外式成套设备周围空气温度不得超过40℃，而且在24h内其平均温度不超过35℃，周围的空气温度的下限，温带地区为－25℃；严寒地区为－50℃，（如在严寒地区使用成套设备，制造商与用户之间需要达成一个专门的协议）。

2.户内成套设备的大气条件

当空气清洁，在最高温度为40℃时，其相对湿度不得超过50％。

在较低温度时，允许有较大的相对湿度。

例如，20℃时相对温度为90％，但应考虑由于温度的变化，有可能会偶尔产生适度的凝露。

4.户外成套设备的大气条件

当最高温度为25℃时，相对湿度短时可高达100％。

2.2.2.5电击的防护措施

1.带电部件（标准2.6.1）

带电部件是指在正常使用中用来通电的导体或导电部件，包括中性导体，但不包括中性保护导体（PEN体）。

2.裸露导电部件（标准2.6.2）

裸露导电部件是指电气设备的一种可触及的导电部件，它通常不带电，但在故障情况下可能带电。

3.保护导体（PE）（标准2.6.3）

保护导体是指为防止发生电击危险而与一些部件进行电气连接的一种导体，这些部件包括①裸露导电部件；②外部导电部件；③主接地端子；④接地电极；⑤电源的接地点或人为的中性接点。

2.2.2.6绝缘配合

1.电气间隙（标准2.9.1）

电气间隙是指不同电位的两个导电部件间最短的空间直线距离。

2.爬电距离（标准2.9.3）

爬电距离是指不同电位的两个导电部件之间沿绝缘材料表面的最短距离。

额定电压（V）

最小电气间隙（㎜）

最小爬电距离（㎜）

300＜Ui≤660

5.5

8

660＜Ui≤800

8

10

2.2.5.3电击防护（标准7.4）

1.直接接触的防护（标准2.6.8）

可利用成套设备本身适宜的结构措施，也可利用在安装过程中采取的附加措施来获得对直接接触的防护。

（1）带电部件的绝缘防护，即用绝缘材料将带电部件完全包住，绝缘材料只有在被破坏后才能去掉。

例如，电缆是把带电部件用绝缘材料包裹住。

通常单独使用的漆层、搪瓷或类似物品的绝缘强度不够，不能作为正常使用时的触电防护材料。

（2）利用挡板或外壳进行防护，所以外壳的直接接触防护等级至少应为IP2X或IPXXB，金属外壳与保护的带电部件之间的距离不得小于所规定的电气间隙和爬电距离，如果外壳是绝缘材料制成的则例外。

（3）利用屏障进行防护，此措施适用于开启式成套设备，见IEC60364－4－41中412.3。

2.对间接接触的防护（标准2.6.9）

对间接接触的防护中，用户应说明适合于成套设备安装的防护措施，例如采用保护导体。

（1）利用保护电路进行防护。

成套设备中的保护电路可由单独的保护导体或导电结构部件组成，或由两者共同组成。

1）应在结构上采取措施以保证成套设备裸露导电部件之间（见标准7.4.3.1.5）及这些部件和保护电路之间（见标准7.4.3.1.6）的电连续性。

2）手动操作装置（手柄、转轮等）。

a.安全可靠地同已连接到保护电路上的部件进行电气连接。

b.带有辅助绝缘物，以将手动操作装置同成套设备的其他导电部件互相绝缘。

此绝缘物至少应与手动操作装置所属器件的最大额定绝缘电压等级一样。

操作时通常用手握的手动操作的部件最好采用符合成套设备的最大绝缘电压的绝缘材料来制作或包覆。

3）在盖板、门、遮板和类似部件上面，如果没有安装电气设备，通常的金属螺钉连接和金属铰链连接则被认为足以能够保证电的连续性。

如果在盖板、门、遮板等部件上装有电压值超过低压（50V以上）限制的电器时，应采取措施，建议给这些部件装配上一个保护导体（PE、PEN），此保护导体的截面积取决于所属电器电源引线截面积的最大值，并且符合表2-2-3的要求。

4）当利用连接器或插头插座切断保护电路连续性时，只有在带电导体已被切断后，保护电路才能断开。

并且在带电导体重新接通以前，应先恢复保护电路的连续性。

5）对于PEN导体，最小截面积应为10mm２,（铜）或16mm２（铝）；保护导体的截面积（PE、PEN）选用如表2-2-2所示。

表2-2-2保护导体的截面积单位：

mm２

相导线的截面积

S

相应保护导体的最小截面积Sp（PE、PEN）

相导线的截面积

S

相应保护导体的最小截面积Sp（PE、PEN）

S≤16

S

400

200

16

16

800

S/4

35

S/2

2.2.5.5成套设备内装的元件选择和安装

1.成套设备内装的元件选择

成套设备内装的开关器件和元件应符合其相关标准。

开关器件和元件的额定电压（额定绝缘电压及额定冲击耐受电压等）、额定电流、使用寿命、接通和分断能力、短路耐受强度等应适合于成套设备外形设计的特殊用途（例如开启式和封闭式）。

开关器件和元件的短路耐受强度或分断能力不足以承受安装场合可能出现的应力时，应利用限流保护器件（如熔断器或断路器）对元件进行保护。

为内装的开关器件选择限流保护器件时，为了照顾其协调性（见标准7.5.4），应当考虑到元件制造商规定的最大允许值。

2.成套设备内装的元件安装

开关器件和元件应按照制造商说明书（使用条件、飞弧距离和隔弧板的移动距离等）进行安装。

（1）可接近性。

安装在同一支架（安装板、安装框架）上的电器元件、单元和外接导线的端子的布置应使其在安装、接线、维修和更换时易于接近。

尤其是外部接线端子建议设于地面安装成套设备的基础面上方至少0.2m，并且端子的安装方法应使电缆易于与其连接。

必须在成套设备内进行调整和复位的元件应是易于接近的。

一般来讲，对于地面安装的成套设备，由操作人员观察的指示仪表不应安装在高于成套设备基础面2m处。

操作器件，如手柄、按钮等，应安装在易于操作的高度上。

这就是说，其中心线一般不应高于成套设备基础面2m。

紧急开关器件的操作机构（见IEC60364－5－537中537.4）在高于地面0.8～1.6m的范围内是易于接近的。

对于墙上安装和地面安装的成套设备，建议安装在可以满足上述关于可接近性的要求和操作高度的位置上。

（2）保护导体（PE、PEN）和主电路的中性导体（N）的鉴别。

用形状、位置、标志或颜色应很容易地区别保护导体。

如果用颜色区别，必须是绿色和黄色（双色）。

如果保护导体是绝缘的单芯电缆，也应采用此种颜色鉴别法，颜色标记最好贯穿导线的整个长度（绿、黄双色鉴别标志严格地专供保护导体之用）。

主电路的任何中性导体用形状、位置、标志或颜色应很容易区分。

如用颜色进行鉴别，建议选用浅蓝色。

外接保护导体的端子的图形符号，如果外部保护导体与能明显识别的带有黄绿颜色的内部保护导体连接时，则不要求此符号。

2.2.6试验与检测

2.2.6.1试验分类

检验成套设备性能的试验包括型式试验和出厂试验。

1.型式试验

型式试验主要包括以下几项内容。

（1）温升极限的验证（GB7251.1－2005中8.2.1）。

（2）介电性能的验证（GB7251.1－2005中8.2.2）。

（3）短路耐受强度的验证（GB7251.1－2005中8.2.3）。

（4）保护电路有效性的验证（GB7251.1－2005中8.2.4）。

（5）电气间隙爬电距离的验证（GB7251.1－2005中8.2.5）。

（6）机械操作的验证（GB7251.1－2005中8.2.6）。

（7）防护等级的验证（GB7251.1－2005中8.2.7）。

2.出厂试验

出厂试验主要包括以下几项内容。

（1）检查成套设备应包括检查接线，必要的话还应进行通电操作试验（GB7251.1－2005中8.3.1）。

（2）介电强度试验（GB7251.1－2005中8.3.2）。

（3）防护措施和保护电路的电连续性试验（GB7251.1－2005中8.3.3）。

2.2.6.2.2介电性能试验

1.工频耐压试验

（1）使用仪器设备。

1）工频耐压机：

应具有足够的功率以维持试验电压，可以不考虑漏电流。

此试验电压实际应为正弦波，频率为45～62Hz。

2）绝缘电阻表：

至少500V。

（2）试验方法。

1）工频耐压试验是对电器在正常工作中要求电隔离的部件之间施加一定的高电压，并维持一定的时间，以验证高压下的介质泄露电流是否符合规定。

工频耐压前应使用绝缘电阻表测量后，再进行工频耐压试验。

2）绝缘电阻测量，实际上就是绝缘材料在电压作用下所通过泄露电流的大小，通过检测泄露电流，在表头上显示绝缘电阻值，以兆欧（M∩）表示。

兆欧表有不同的电压等级，目前绝缘电阻电压等级为500V，1000V和2500V。

应用电压至少为500V的绝缘测量仪器进行绝缘测量，电路与裸露导电部件之间，每条电路对地标称电压的绝缘电阻至少为1000∩/V，则认为通过了试验。

3）试验电压施加部位。

a.成套设备的所有带电部件与裸露导电部件之间。

b.在每个极和为此试验被连接到成套设备相互连接的裸露导电部件上的所有其他极之间。

即A－B.C.N.PE,B－A.C.N.PE,C－A.B.N.PE,N－PE,辅助回路－PE,一操作手柄一相，绝缘外壳一相地。

c.开始施加时的试验电压不应超过本款中给出的50％。

然后在几秒钟之内将试验电压平稳增加至本款规定的最大值并保持5s。

介电强度试验规定了电源频率，主要是频率对电器强度的影响是与温度密切相关的。

频率的增高使介质损耗增加，温度也随之上升，因而频率越高击穿电压越低，所以对电源频率必须做出规定。

d.试验电压值的确定。

对于主电路及主电路相连的辅助电路，按表2-2-6规定；对于不与主电路相连的辅助电路，按表2-2-7规定；对于绝缘外壳工频耐压试验试验电压等于表2-2-6规定的1.5倍；对于用绝缘材料制成的外部操作手柄工频耐压试验加表2-2-6规定的1.5倍试验电压值。

表2-2-6试验电压值单位：

V

额定绝缘电压Ui

（线-线）

介电试验电压

（交流方均根值）

额定绝缘电压Ui

（线-线）

介电试验电压

（交流方均根值）

Ui≤60

1000

690

3000

60

2000

800

3500

300

2500

1000

3500

＊仅指直流。

表2-2-7不由主电路直接供电的辅助电路试验电压值单位：

V

额定绝缘电压Ui

（线-线）

介电试验电压

（交流方均根值）

额定绝缘电压Ui

（线-线）

介电试验电压

（交流方均根值）

Ui≤12

250

60

2Uī+1000，其最小值为1500

12

500

（3）试验结果判定。

工频耐压试验没有击穿和放电现象为合格。

2.2.6.2.4保护电路有效性试验

1.成套设备的裸露导电部件和保护电路之间的有效连接验证

应验证成套设备的不同裸露导电部件是否有效地连接在保护电路上，进线保护导体和相关的裸导电部件之间的电阻不应超过0.1∩.

（1）使用仪器设备为保护接地电阻测试仪（电阻：

0～200m∩；电流：

输出电流AC或DC至少为10A；试验时间能控制在5S）。

（2）试验方法。

1）检查面积大于50mm×50mm的可以被触及到的所有裸露电导部件与保护导体的连续性。

2）检查操作部件与保护导体的连续性。

手动操作装置（手柄、转轮等）应安全可靠地同已连接到保护电路上的部件进行电气连接，或带有辅助绝缘物，以将手动操作装置同成套设备的其他导电部件进行电气连接，或带有辅助绝缘物，以将手动操作装置同成套设备的其他导电部件互相绝缘。

此绝缘物至少应于手动操作装置所属器件的最大绝缘电压等级一样。

3）检查移动部件（功能单元）与保护导体的连续性。

从连接位置到分离（隔离位置）位置，抽出式部件的保护电路应一直保持其有效性。

当把成套设备的一个部件从外壳中取出时，例如进行例行维修，成套设备其余部分的保护电路不应被切断。

当利用连接器或插头插座切断保护电路连续性时，只有在带电导体已被切断后，保护电路才能断开，并且在带电导体重新接通以前，应先恢复保护电路的连续性。

4）检查门与覆板与保护导体的连续性。

在盖板、门、遮板和类似部件上面，如果没有安装电气设备，通常的金属螺钉连接和金属铰链连接则被认为足以能够保证电的连续性。

如果在盖板、门、遮板等部件上装有50V以上电压值超过低超压限值的电器时，应采取措施，以保护电路的连续性。

5）检查保护导体的截面积。

成套设备内的保护导体（PE）的截面积应按下述方法中的一种来确定：

保护导体的截面积不应小于表2-2-3中给出的值（只有在保护导体的材料与相导体的材料相同时，表中的值才有效）。

如果将外壳当中保护电路的一部分使用时，其截面积与表2-2-3中规定的最小截面积在导电能力方面应是等效的。

软金管不能用作保护导体。

6）检查PEN导体。

PEN导线的截面积应按中性导线（N）一样的方式确定。

最小截面积应是10mm2铜线。

PEN导线不需绝缘。

结构部件不能用作PEN导体。

用铜或铝做的安装导轨可以用作PEN导体。

7）使用保护接地电阻测试仪测试裸露导电部件与保护导体端子之间的电阻值，测试点不少于五点，试验时间限制在5s。

测试点的选择：

①装有电气元件的门、板-PE;②主回路电气元件安装支架-PE；③分支路电气元件安装支架-PE；④端子排支架-PE；⑤抽出式功能单元底板-PE；⑥功能单元在连接位置的开关底板-PE；⑦功能单元在隔离位置的开关底板-PE。

（3）试验结构的判定。

符合前述1）～6）条要求及短路强度前、后测试的电阻值小于0.1∩为合格。

2.2.6.2.7防护等级试验

1.试验设备

试验设备包括球形物体，铰链试指，钢试球，钢试具，淋水试验设备防尘试验设备。

2.防水防尘试验的环境条件

除非有关产品标准另有规定，试验应在规定的标准环境条件下进行。

试验时，推荐的环境条件如下。

（1）温度范围：

15～35℃.

（2）相对湿度：

25％～75％.

（3）大气压力：

86kPa～106kPa.

4.防护等级的含义及试验方法

表2-2-14第一位特征数字防护等级含义及试验方法

第一位

特征数字

对接近危险部件防护

对固体异物进入防护

含义

试验

用力

简要说明

含义

试验

用力

0

—

无防护

—

1

直径50mm球形试具应与危险部件有足够的间隙

50±5N

防护直径不小于50mm固体异物

直径50mm球形物体试具不得进入壳内

50±5N

2

直径12mm，厂80mm的铰链试指与危险部件有足够的间隙

10±1N

防止直径不小于12.5mm的固体异物

直径12.5mm球形物体试具不得进入壳内

30±3N

3

直径2.5mm的试具不得进入壳内

3±0.3N

防止直径不小于2.5mm的固体异物

直径2.5mm的试具不得进入壳内

3±0.3N

4

直径1.0mm的试具不得进入壳内

1±0.1N

防止直径不小于1.0mm的固体异物

直径1.0mm的物体试具完全不得进入壳内

1±0.1N

5

直径1.0mm的试具不得进入壳内

1±0.1N

防尘

不能完全防止尘埃进入，但进入的灰尘量不得影响设备的正常运行，不得影响安全

—

6

直径1.0mm的试具不得进入壳内

1±0.1N

尘密

无灰尘进入

—

表2-2-15第二位特征数字防护等级含义及试验方法

第一位

特征数字

简要说明

含义

滴水量或流量

试验持续时间

0

无防护

—

—

—

1

防止垂直方向滴水

垂直方向滴水应无有害影响

10+0.5

10min

2

防止当外壳在150范围内倾斜时垂直方向滴水

当外壳的各垂直面在150范围内倾斜时，垂直滴水应无有害影响

30+0.5

每一个倾斜位置2.5min

3

防淋水

各垂直面在±600范围内淋水，无有害影响

（1）使用摆管：

每孔0.07L/min±5％乘以孔数；

（2）使用淋水喷头：

10L/min±5％

10min

1min/㎡

至少5min

4

防溅水

向外壳各个方向溅水无有害影响

同数字3

同数字3

5

防喷水

向外壳各个方向喷水无有害影响

12.5L/min±5％

1min/㎡

至少3min

6

防强烈喷水

浸入规定压力的水中经规定时间后外壳进入量不致达有害程度

100L/min±5％

1min/㎡

至少3min

7

防短时间浸水影响

按生产厂和用户双方同意的条件（应比数字为7严酷）持续潜水后外壳进水量不致达有害程度

—

至少3min

8

防持续潜水影响

—

由用户和制造厂协商

2.7低压无功功补偿装置标准及产品介绍

2.7.1概述

2.7.1.1标准适用范围、目的

《低压无功功率静态补偿装置总技术条件》（GB/T15576－1995）（以下简称标准），适用于额定电压交流不超过1200V（1140V），频率不超过50Hz无功补偿装置。

标准规定了低压无功功率补偿装置定义，并阐明其使用条件、结构要求、技术性能和试验。

2.7.1.2无功功率补偿装置组成

无功功率补偿装置（以下简称装置），是由一个或多个低压开关设备、低压电容和与之相关的控制、测量、信号、保护和调节等设备，由制造厂完成所有内部的电气和机械的连接，用结构部件完整地组装在一起的一种组合体。

2.7.1.3无功功率补偿装置的用途

装置广泛地应用在制造业、冶金、化工、电力、石化、汽车、造船、建筑、通信、医院和机场等用电场所的无功功率补偿。

2.7.1.4无功功率补偿的基本原理

无功功率补偿的基本原理是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，是一种能与电源交换能量而不消耗能量的负荷，当容性负荷释放能量时（电流超前电压90○相位角），感性负荷吸收能量（而感性负荷电流滞后电压90○相位角）；而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间互相交换。

这样，利用两者之间的相位关系，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿。

2.7.3正常使用条件

2.7.3.1户内型

周围空气温度不高于40℃，不低于－5℃，24h内评价温度不高于35℃，空气相对湿度在40℃时不超过50％，在温度较低时，允许有较高的湿度，例如20℃为90％，但应考虑由于温度的变化，有可能会偶然产生的凝露。

2.7.3.2户外型

周围空气温度不高于40℃，不低于－25℃，24h内平均温度不高于35℃，温度为25℃时，相对湿度在达100％.

2.7.3.3海拔高度

海拔高度不超过2000m。

2.7.3.4电压波动范围

电压波动范围不超过额定工作电压的±10％无滤谐波功能的装置不适用于过大谐波的场所，如电压波动和谐波作用的结果，超过电容器额定电流的1.3倍。

若用于过大谐波的场所，装置需要有抑制或滤谐波的功能。

2.7.4检验分类

2.7.4.1型式试验

型式试验主要包括：

①一般检查；②介电强度试验；③通电操作试验；④工频过电压保护试验；⑤温升试验；⑥放电试验；⑦涌流试验；⑧机械操作试验；⑨保护电路有效性试验；⑩防护等级试验；11.短路强度试验。

2.7.4.2出厂（例行）检验

（1）一般检查。

（2）介电强度试验。

（3）通电操作试验。

（4）工频过电压保护试验。

1.一般检查（GB/T15576－19956.1）

试验方法及要求。

1）装置结构检查。

a.装置应能承受一定的电气和热应力及正常使用条件下遇到的潮湿影响。

b.装置的门应能在不小于90○的角度内灵活启闭，同一组合的装置，应装设可互用的锁。

c.壳体外表喷涂无眩目反光的覆盖层，有起泡、裂纹或流痕等缺陷。

d.装置内母线的相序排列应符合GB/T15576－1995表1的规定。

2）元器件的选择和安装。

a.装置中所选用的电器元件及辅件额定电压、额定电流、接通和分断能力、短路强度及安装方式等方面应适于