交流并网侧用低压断路器技术规范.docx

1、交流并网侧用低压断路器技术规范交流并网侧用低压断路器技术规范NB/T 10188-2019 政策及产品现状 我国制订的“十三五电力发展规划”中大力支持风力发电、光伏发电产业发展和技术进步，新能源发电发展迅猛。由于新能源领域电源系统独特的原理与结构特点，其电气系统的控制与保护以及使用环境均不同于普通配电系统，对低压电器元器件提出了更高技术性能与功能要求，其安装地点的环境条件对低压电器元器件的正常运行造成性能与安全方面的影响。背景 政策及产品现状 风力发电、光伏发电系统运行中低压元器件故障时有发生， 并造成较大安全隐患。新能源运行单位及电压电器行业单位要求开展对新能源系统中应用的低压元器件的特殊要

2、求及其关键技术进行分析与研究。NB/T 10188-2019的制定促进了该类产品在风力发电、光伏发电新能源系统中安全、可靠运行。 除GB/T 14048.2中的规定，适用于新能源发电系统交流并网侧低压断路器的特定要求：给出了风电系统和光伏系统的电压优选值；分类要求中按照安装地点的温度分为常温型和低温型；环境要求中，分别给出了风电系统和光伏系统的补充要求，包括温度、湿度、海拔以及不同气候条件下（盐雾、振动、冲击、防霉）的规定；结构要求中，除了需要符合GB/T 14048.2的规定，还增加了镀层、机械闭锁、脱扣器结构、操作机构等要求；性能要求中，给出了不同系统的温升要求、介电性能、机械寿命及电寿命

3、规定，此外，增加谐波和波形畸变、EMC性能和高低温环境适应性等规定；试验方法中，除需要符合GB/T 14048.2-2008的型式试验外，针对新能源发电系统的特殊要求，增加高低温循环试验、交变湿热试验、盐雾试验、长霉试验、振动试验、储存试验、电压适应性试验、电磁兼容（EMC）试验等试验。具体内容 范围本标准规定了交流并网侧用低压断路器的术语和定义、性能要求、试验等内容；本标准适用于交流额定电压不超过1000V，频率50Hz/60Hz，用于新能源发电系统中交流并网侧低压断路器。本标准规定的断路器适用于光伏发电系统和风力发电系统（简称光伏系统和风电系统）交流输出端并入电网连接的电路中。注：断路器连

4、接的电网电压可以是220/380V、380V，也可以通过升压变压器接入6kV、10kV、35kV及以上电网。14具体内容 4 分类按使用的发电系统分：风电系统用断路器和光伏系统用断路器；按安装地点的环境温度分：风电系统用断路器可分为常温型、低温型、其他（制造商申明）三种；按安装方式分：固定式、抽屉式、插入式（ MCCB的安装形式）三种。注：风电系统中使用的并网ACB产品，根据设计和用户反馈，抽屉式安装故障率高于固定式安装，故推荐优先采用固定式安装。15具体内容 5 特性型式；极数：风电系统： 3P、4P(或3P+N)；光伏系统： 2P(或1P+N)、3P、4P(或3P+N)。电流种类：交流，5

5、0Hz/60Hz。额定工作电压风电系统： 380（400）V、600V、660（690）V、1000（1050）V；光伏系统： 220V、220/380V、380V、480（500、520、540、600）V、660（690V）、800（1000）V。注：本标准采用GB/T 156-2017规定的标准电压值，在IEC 60038中有230/400V电压等级。本标准中，凡涉及到220V和380V、660V的地方，可以分别等效为230V或240V、400V或415V、690V。16具体内容 特性额定绝缘电压风电系统、光伏系统中，断路器额定绝缘电压应不低于规定的电网电压允许电压范围的最高值。额定冲击

6、耐受电压按GB/T 14048.2-2008中7.2.3.1及GB/T 14048.1-2012表 H.1中过电压类别、选取。冲击耐受试验电压和相应的海拔见GB/T 14048.1-2012表12。安装地点的海拔高于2000m，冲击耐受电压值仍应按GB/T 14048.1-2012表 H.1中过电压类别、选取，当使用地点海拔与试验地点海拔不同时，试验值应乘以修正系数，修正系数按GB/T 20645-2006中表2选取。制造商可以申明更高的修正系数。17具体内容 特性短路接通和分断能力与相应的功率因数之间的关系表1 短路接通和分断能力之间的比值n及相应的功率因数短路分断能力 IkA (有效值)功

7、率因数n要求的最小值n=短路接通能力/短路分断能力I1.51.5I33I4.54.5I66I1010I2020I5050I0.950.90.80.70.50.30.250.21.411.421.471.531.72.02.12.2额定短路接通和分断能力仅在断路器按闭合和断开的操作要求操作时才有效。对于特殊要求，制造商可以规定高于表1要求的额定短路接通能力。这些额定值的验证试验应由制造商和用户协商决定。使用类别：使用类别A和使用类别B（符合GB/T 14048.2-2008的规定）控制电路：GB/T 14048.2-2008中4.5辅助电路：GB/T 14048.2-2008中4.618具体内容

8、 产品信息电源端和负载端连接方向（除非其连接方向无关紧要）应标明在断路器的外表上注：建议用户在使用时，断路器的电源端1、3、5端子接变压器侧，负载端2、4、6端子接变流器或逆变器侧。19具体内容 7 正常工作、安装及运输条件7.1 一般要求GB/T 14048.2-2008中第6章；污染等级3；应给出周围空气温度高于40 C且不超过70 C的和低于 5 C且不低于-40C的使用指南或使用说明。在不同于GB/T 14048.1-2012中6.1中描述的正常工作条件下工作时，进行相关试验。低温型断路器的塑料件、润滑脂及电子元器件的选用应考虑低温性能要求。7.2 补充要求7.2.1工作环境温度7.2

9、.1.1风电系统常温型：-20+50；低温型：-40+45（用于海上风电低温型系统：-30+45）7.2.1.2光伏系统-25+50（不降容）， 24h内日平均周围温度不超过最大温度357.2.1.3储存温度风电系统常温型： -25+55；风电系统低温型： -40+70；光伏系统： -40+70209.3.14储存试验验证具体内容 9.3.14 贮存试验风电系统用常温型断路器（含欠电压脱扣器,若有）不包装、不施加激励量，先按GB/T 2423.1-2008规定进行25 、16 h的低温贮存试验。在室温下恢复到正常状态后，再按GB/T 2423.22008的规定，进行55 、16 h的高温贮存试

10、验。风电系统用低温型断路器（含欠电压脱扣器,若有）不包装、不施加激励量，先按GB/T 2423.1-2008规定进行40 、16 h的低温贮存试验。在室温下恢复到正常状态后，再按GB/T 2423.22008的规定，进行70 、16 h的高温贮存试验。光伏系统用断路器（含欠电压脱扣器）不包装、不施加激励量，先按GB/T 2423.1-2008规定进行40 、16 h的低温贮存试验。在室温下恢复到正常状态后，再按GB/T 2423.22008的规定，进行70 、16 h的高温贮存试验。上述试验在室温下恢复到正常状态后，断路器应符合以下要求：通过目测确定没有会影响正常运行和保护的变形和损坏；按GB

11、/T 14048.2-2008的8.3.3.1.2和8.3.3.1.3b）验证脱扣极限和特性；按GB/T 14048.2-2008的8.3.3.2验证介电性能；验证欠电压脱扣动作性能（按9.3.15c）。21具体内容 7 正常工作、安装及运输条件7.2 补充要求7.2.2海拔海拔不超过5000m时正常运行，超过2000m的性能要求见GB/T 20645-2006，降容由制造商确定。海拔为5000m6000m时，由制造商与用户协商断路器的设计与性能。7.2.3安装地点的湿度7.2.3.1风电系统空气相对湿度应95（20 以下时），考虑偶尔产生的凝露。7.2.3.2光伏系统4%100%，允许产生凝

12、露 9.3.9高低温循环试验和9.3.10交变湿热试验9.2.9 高低温循环试验断路器和欠电压脱扣器应能承受50次高、低温循环，每次循环在-40 低温（温度恒定后）保持15分钟，紧接着在85 高温（温度恒定后）保持15分钟，温度变化率应不超过2 /min。50次循环后，设备应恢复到室温23 3 ，保持最少3 h。试验时，欠电压脱扣器施加85%的额定控制电源电压，断路器处于闭合状态，主电路不通电，可安装能反映主触头闭合、断开状态的辅助触头。试验中欠电压脱扣器不能有引起断路器断开的动作。断路器试后验证应符合以下要求：通过目测确定没有会影响正常运行和保护的变形和损坏；按GB/T 14048.2-20

13、08的8.3.3.1.3验证过载脱扣器；根据GB/T 14048.2-2008的8.3.2.5在主端子处验证温升，温升不应超过GB/T 14048.1-2012的表2规定值（70K）；根据GB/T 14048.2-2008的8.3.3.5验证介电耐受性能。根据9.3.15 c）验证欠电压脱扣器动作特性。22 试验样品数量应符合试品数量表关于试验程序I的要求。具体内容7 正常工作、安装及运输条件7.2 补充要求7.2.2 海 拔7.2.4盐雾、防雾用于海上、近海风电或光伏系统时，应考虑盐雾、霉菌的影响7.2.5振动9.3.11盐雾试验和9.3.12长霉试验用于海上风电、海上光伏系统的断路器9.3

14、.13振动试验9.3.11盐雾试验试验方法按照GB/T 2423.18-2012中的严酷等级2进行。试品不包装、不通电。试后功能测试同9.3.10。9.3.12长霉试验按照GB/T 2423.16-2008中的试验方法1进行试验， 培养期为28天。试品不包装，不通电。试后外露于空气中的绝缘零部件长霉程度符合GB/T 2423.16-2008中12.3的2b等级要求。注：用户如有其他要求，有制造商与用户协商确定。239.3.13振动试验按GB/T 7094-2016规定的方法和要求进行试验。振动试验参数按GB/T 7094-2016中一般振动条件，试品不包装，并做如下修改：断路器安装用以指示触头

15、闭合或断开状态转换状态的辅助触头及延时型欠电压脱扣器，并分别施以额定控制电路电压。闭合 断路器，主电路不通电。试验过程中不应有触头状态的转换。断路器试后验证应符合以下要求：通过目测检查确定没有会影响正常运行和保护的变形和损坏；无连接件的松动或脱落；按GB/T 14048.2-2008的8.3.3.1.2和8.3.3.1.3b）验证脱扣极限和特性；验证欠电压脱扣动作性能（按9.3.15 c）。具体内容 7 正常工作、安装及运输条件7.3 安装类别断路器主电路及欠压脱扣器的安装类别为、，不接至主电路的辅助电路和控制电路安装类别为。7.4 日光暴露外部塑料件（如手柄或旋转操作手柄或者金属零件外覆聚合

16、物材料）暴露在日光或窗玻璃过滤后日光照射下，发生自然老化可能会影响其操作寿命，聚合物材料需要经过耐老化评估。注：本条要求及其试验由制造商自行确定。7.5 特殊使用条件超出上述规定的其他特殊使用条件，应由制造商与用户协商确定。9.2.4耐日光暴露试验9.2.4 耐日光试验GB/T 16422.2-2014相关内容适用，选用方法A进行UV试验，循环1试验周期总共500h。试验后经正常视力或没有附加放大设备的校正视力目测样品应没有可见的裂痕或损坏；外露金属部件的防护层应没有开裂及剥落现象。注：本试验需要时进行，或提供第三方相关合格测试报告。24具体内容 8 结构及性能要求8.1 结构要求8.1.1

17、一般要求GB/T 14048.2-2008中7.1相关内容适用，并作如下修改和补充。镀层应满足下列要求：a）接线端子表面建议采用合适的防护镀层，厚度需考虑实际使用环境由制造商确定。9.2.3端子的镀层试验，经过9.3.10交变湿热试验后目测接线端子与外接导线的接触处无铜绿9.2.3 端子的镀层试验附着强度试验（用进出线端联接板样品进行试验）a）按照GB/T 5270-2005中2.8的方法和要求进行试验。b）按照GB/T 5270-2005中2.12及表1规定的方法和要求进行试验考核，对于典型铜镀银接 线端子，试验温度选取180C。防腐蚀试验用于海上风电、海上光伏系统的断路器还应进行防腐蚀试验

18、（用进出线端联接板样品进行试验，以下a）、b）为顺序试验）a）按照GB/T 2423.4-2008进行交变试验，试验严酷等级：高温55C2C，循环6次，24小时循环温度按方法2降低。样品采用接触面向上倾斜放置，恢复条件按标准大气条件进行；b）紧接a）后，按照GB/T 2423.17-2008规定的方法和要求进行试验，试验周期为48h。盐雾试验后，表面镀银层应该没有明显的导致基材裸露的腐蚀。注：镀层试验可以认可由有资质的专业测试机构提供的合格测试报告。9.3.10 交变湿热试验按照GB/T 2423.4-2008的规定进行，严酷程度为：高温55，试验持续时间为2个周期（48h），24小时循环温度

19、按方法1 降低。试品不包装，不通电。试品测试引用GB/T 14048.1-2012中表Q.1的注脚g)，功能试验应包括：GB/T 14048.2-2008中8.4.1的机械操作；按GB/T 14048.1-2012附录K验证介电性能；按GB/T 14048.2-2008的8.3.3.1.2和8.3.3.1.3b）验证脱扣极限和特性；目测断路器接线端子与外接导线的接触处无铜绿。25具体内容 8 结构及性能要求8.1 结构要求8.1.2脱扣器结构要求8.1.2.1过电流脱扣器可采用热磁式、电子式或智能化脱扣器，符合GB/T 14048.2-2008中7.2.1.2.4和附录F的规定。8.1.2.2

20、欠电压脱扣器用于分布式光伏系统的断路器需加装延时型欠电压脱扣器，应满足以下要求：a）动作时间可调，优选值为1s、3s、5s、10s，最小调整步长不大于1s ；b）控制电源电压应与断路器主电路的额定工作电压一致或相匹配（控制电源电压取自断路器上接线端子），并且与并网点或并网变压器联接，其动作性能应通过9.3.15规定的试验要求；c）推荐选用锂电池或电容提供；d）应符合GB/T 14048.2-2008中附录N规定的电磁兼容要求与试验。8.1.2.3操作机构9.3.15电压适应性试验断路器的操作机构及其材料（包括相应的工艺）均应具有较高的操作寿命，能满足本标准表3和表4规定的操作循环次数要求。注：

21、工作环境温度低于-25的断路器的操作循环次数要求可与制造商协商。26具体内容 8 结构及性能要求8.2 性能要求8.2.1 操作条件：GB/T 14048.2-2008中7.2.1相关内容适用。8.2.2 温 升GB/T 14048.2-2008 中 7.2.2 相 关 内 容 适 用 ， 并 作 如 下 修 改 。 a）在风电系统中，应充分考虑以下条件对断路器性能的影响，断路器应降容使用：发电机较长时间满功率发电时断路器持续电流的发热；断路器安装处环境温度高于基准温度；变压器柜与ACB进出线端连接导体的截面和长度、导体的导电能力及散热条件一般均劣于标准规定的温升试验导体。断路器应按照风机额定

22、功率降容使用，降容后的整定电流Ir应按GB/T 14048.2-2008中8.3.2.5规定的条件进行温升试验，接线端子的温升值不超过55 K。注1：ACB使用时建议用户按风机额定功率的额定电流计算值整定长延时整定电流Ir. 注2：大功率电站型光伏并网断路器（ACB或MCCB）可参照本条要求。注3：此条要求仅在新断路器上进行验证。27具体内容 8 结构及性能要求8.2 性能要求8.2.2温升b）光伏系统断路器欠电压脱扣器的线圈最高温升值应符合表2的要求，此条要求在新断路器上进行验证。表2 欠电压脱扣器线圈最高温升线绕线圈测试方法允许最高温升值KB级绝缘热电偶法（接线端子）85电阻法（线圈内部）

23、105F级绝缘电阻法（线圈内部）115H级绝缘电阻法（线圈内部）135A级绝缘（单层系列线圈无绝缘暴露表面或薄膜覆盖线）热电偶法（接线端子）908.2.3介电性能一般要求：GB/T 14048.2-2008中7.2.3相关内容适用；冲击耐受电压：GB/T 14048.1-2012中7.2.3.1适用。8.2.4在空载、正常负载和过载条件下的接通和分断能力GB/T 14048.2-2008中7.2.4相关内容适用，操作次数应符合表3和表4的规定。2812345额定电流aA每小时的操作循环数b操作循环数不通电流通电流c总计In 100100 In 315315 In 630630 In2 5002

24、 500In1201206020107 0007 0006 0003 5002 5005 0003 0002 0001 5001 50012 00010 0008 0005 0004 000a.指给定壳架等级的最大额定电流。b.第二列给出了最低操作频率。如制造商同意，此值可以增加；在这种情况下，应在试验报告中注明该操作频率。c.在每次操作循环中，断路器应保持足够的闭合时间以确保达到全电流值，但不超过2 s。通电流的操作循环次数适用于额定操作电压为660（690）V及以下的情况，更高操作电压的循环次数由制造商和用户协商确定。具体内容表3 操作循环次数（光伏系统）12345额定电流aA每小时的操作

25、循环数b操作循环数不通电流通电流c总计315 In 630630 In25002 500In6020107 0004 0003 0003 0002 0002 00010 0006 0005 000a.指给定壳架等级的最大额定电流。b.第二列给出了最低操作频率。如制造商同意，此值可以增加；在这种情况下，应在试验报告中注明该操作频率。c.在每次操作循环中，断路器应保持足够的闭合时间以确保达到全电流值，但不超过2 s。通电流的操作循环次数适用于额定操作电压为660（690）及以下的情况，更高操作电压的循环次数由制造商和用户协商确定。29表4 操作循环次数（风电系统）具体内容 8.2.5短路条件下的接

26、通和分断能力GB/T 14048.2-2008中7.2.5相关内容适用，并作如下修改。用于分布式光伏系统的并网断路器应具备电源端与负载端反接（上、下进线）能力，试验按表8中“端子标记电源/负载 无”进行。下进线时的短路分断电流按瞬时脱扣器脱扣电流最大整定值的1.2倍选取，按GB/T 14048.2-2008中 8.3.5 试验程序进行试验。用于分布式（分散式）风电系统的并网断路器可参照光伏并网断路器要求。注：已按GB/T 14048.2-2008完成了下进线短路分断试验的断路器无需进行上述试验。8.2.6适用于隔离的断路器的补充要求： GB/T 14048.2-2008中7.2.7相关内容适用

27、。30具体内容 8 结构及性能要求8.3 电压适应性（高低电压穿越）断路器应具备一定的耐异常电压能力，避免在电网电压暂时异常时，光伏发电系统（或风力发电机组）脱离，引起电网电压波动。电压适应性能力符合表5要求。表5 不同并网电压范围内的运行规定电压U要求U0.9Ue符合图1所示要求0.9UeU1.1Ue正常运行1.1UeU1.3Ue符合表6要求表6 高电压穿越能力电压耐受时间s130%Ue0.5120%Ue10110%Ue连续运行9.3.15电压适应性试验图1 低电压穿越能力要求31具体内容 9.3.15 电压适应性试验本条试验在装有延时型欠电压脱扣器的断路器上进行。a）连续运行电压适应性试验

28、 1）延时型欠电压脱扣器安装在断路器上，施加单相或三相额定电源电压，闭合断路器；2）调节电压模拟源，电压值分别为91%Ue和109%Ue，电压维持时间至少20s，电压阶跃时间一般不宜超过20ms，连续试验5次。欠电压脱扣器不能动作，断路器应不断开。见图2所示。b）连续运行电压适应性试验 1）延时型欠电压脱扣器安装在断路器上，施加单相或三相额定电源电压，闭合断路器；2）调节电压模拟源，电压值分别为111%Ue和119%Ue，并保持10s后恢复至额定值，欠电压脱扣器应不动作，断路器应不断开；3）电压从额定值跃变至109%Ue后，再缓慢升至119%Ue，然后再降低至111%Ue，欠电压脱扣器应不动作

29、，断路器应不断开。见图3所示。图2 电压适应性测试曲线 图3 过电压适应性曲线132具体内容b）连续运行电压适应性试验4）电压值分别升至121%Ue、c）低电压适应性试验1)欠压延时跳闸试验129%Ue并保持0.5s后恢复额定值，欠电压脱扣器应不动作，断路器应不断开；5）电压从额定值跳变到119% Ue后缓慢升至129%Ue，再降至121%Ue，欠电压脱扣器应不动作，断路器应不断开。见图4所示。图4 过电压适应性曲线2延时时间范围为0s10s，当控制电源电压下降甚至缓慢下降至20%Ue控制电源电压70% Ue时，欠电压脱扣器应在设定的延时时间内动作，使断路器可靠断开，动作时间允许误差为设定值的+20%，此时，欠电压脱扣器应保证断路器不能闭合；当电压恢复至85%Ue110%Ue时，电压允许误差2%，欠电压脱扣器应能通过人工合闸，使断路器可靠闭合,且当逐渐降低电压至85%Ue，