新国标GB7251_1_低压成套开关设备和控制设备的温升试验方法解读

1、新国标 GB 7251 12021 低压成套开关设备和控制设备的 温升试验方法解读张正， 黄芳， 顾枕月， 张立茜( 浙江方圆电气设备检测，浙江 嘉兴314001)张正 ( 1963) ，摘 要: 低压成套开关设备新国标中温升验证试验内容是最大的变动之处。新国标对温升试验规定了验证试验、验证比拟、验证评估 3 种试验方法，并分别对这 3 种温 升验证方法进行了阐述，在具体实际验证中采用何种试验方法由制造商选择及决定。关键词: 低压成套开关设备; GB 7251 12021; 温升; 试验方法中图分类号: TM 59 文献标志码: A 文章编号: 2095-8188( 2021) 01-0067

2、-06男，高级工程师，主要从事电器检测技 术方面的研究。Discussion on Temperature ise Test Method of Low Voltage Switchgearand Controlgear Assemblies of the New State Standard GB 7251 12021ZHANG Zheng， HUANG Fang， GU Zhenyue， ZHANG Lixi( Zhejiang Fang Yuan Electric Equipment Test Co，Ltd，Jiaxing 314001，China)Abstract: The tempe

3、rature rise test content has the biggest change in the new national standard of low voltage switchgear The three kinds of test methods was described，respectively，the verification method was discussed In the specific practical verification the test method is choosen and decided by the manufacturersKe

4、y words:test methodlow voltage switchgear and controlgear assemblies; GB 7251 12021; temperature rise;引言对温升极限验01GB 7251 12005证试验的要求新国际 GB 7251 12021?低压成套开关设备和控制设备 第 1 局部: 总那么?、GB7251 12GB 7251 1 2005 规定: 温升试验是对低压成套开关设备进线电路通以额定电流，每 条出 线电路通以各条电路的额定电流乘以额定分散 系数，验证 成套开关设备中各部件的温升极限 是否超过标准中对该部件温升值的规定1。额定分散

5、系数由低压成套开关设备制造商依据低压成套开关设备出线电路数及产品标准规定 进行选取。额定电流 InA = 4 000 A 的低压抽出式2021?低压成套开关设备和控制设备 第 2 局部:成套电力开关和控制设备?已经于 2021 年 12 月31 日发布并将于 2021 年 1 月 13 日正式实施。新 国 标与 老 国 标GB 7251 12021GB 7251 12005 相比，温升验证试验是最主要的变化。本文主要围绕新老国标 GB 7251 1 对温升验 证试验差异进行了举例说明，并对新标准所列举 的 3 种温升验证试验方法作了详细的阐述。开关框 一 次 线 路 如 图所 示。 出 线 电

6、 路 数 为18 路，按 GB 7251 12005 标准中表 1 规定，其额黄 芳( 1973) ，女，高级工程师，主要从事电器检测技术方面的研究。顾枕月( 1982) ，男，主要从事低压成套检测技术的研究。 67 电器与能效管理技术( 2021No 1)·标准研究与分析·定分散系数可选为 0 7 及以上。出线电路通以的试验电流为额定电流乘以额定分散系 数，那么 出线电路总试验电 流:( IncP1 +I=+ Inc6 ) × 0 8 =IncP2 + Inc1 + Inc2 + Inc3 + Inc4 + Inc53 700 8 A。根据图 1 所示的参数，那

7、么温升试验电流分配如表 1 所示，温升试验实测数据如表 2 所示。 检 验工程及检验要 求: 温升极限的验证 ( GB 7251 12005，8 2 1 条) 中，主 回路( 主母线) 试 验 电 流 为A，测量或观察结果为 4 0004 000 A; P1、P2观察 结 果 为 1回路试验电流为 1280 A，测量或图 1 额定电流 InA = 4 000 A 的低压抽出式开关柜一次线路图280 A; C1、C2回 路 试 验 电 流 为A，测量或观察结果为 50 4 A; C3、C4 回路低压成套开关设备额定电流 InA= 4 000 A，50 4试验电流为 200 A，测量或观察结果为

8、200 A; C5、C6 回路试验电流为 320 A，测量或观察结果为 320 A; 水平分流回路试验电流为 299 2 A，测量其中配电柜 2 路出线电路，控制柜 6 路出线电路，假定 制造商选定额定分散 系 数 为8。 根 据0GB 7251 12005 标准规定低压成套开关设备的或观察结果为 299 2进线回路通以试验电流为额定电流 I = 4 000A。A。表 1温升试验各电路电流分配方案及试验次数工程进线柜配电柜控制柜水平输出附加电流( Inc1 + Inc2 + Inc3 + Inc4 +( IncP1 + IncP2 )×试验 14 000 A299 2 AInc5 +

9、 Inc6 )0 8 = 2 560 A× 0 8 = 1 140 8 A表 2各电路通电电流及温升实测数据各部位温升实测值 / K代号测试点允许温升 / KA 相B 相C 相进线柜万能式断路器进线端进线柜万能式断路器出线端配电柜 P1 回路万能式断路器进线端 配电柜 P1 回路万能式断路器出线端 控制柜 C1 回路塑壳断路器进线端 控制柜 C1 回路塑壳断路器出线端 控制柜 C3 回路塑壳断路器进线端 控制柜 C3 回路塑壳断路器出线端 控制柜 C5 回路塑壳断路器进线端 控制柜 C5 回路塑壳断路器出线端 进线柜金属外壳配电柜金属外壳 控制柜金属外壳 进线柜万能式断路器操作手柄配

10、电柜 P1 回路万能式断路器操作手柄 控制柜 C1 回路功能单元操作手柄 控制柜 C3 回路功能单元操作手柄控制柜 C5 回路功能单元操作手柄12345678910111213141516171870707070707070707070303030252525252560 662 354 452 259 455 953 250 961 859 361 863 558 156 058 154 355 754 260 557 512 911 810 79 18 04 22 22 559 061 755 353 256 253 453 051 358 755 7 68·标准研究与分析

11、83;电器与能效管理技术( 2021No 1)从表 1、表 2 内容可以看到按 GB3 种试验方法，具体采用何种方法应由制造商进行选择确定。当成套电力开关设备的额定分散系 数为 1 时，一般应选取试验方法 a，当额定分散系 数小于 1 时，应选取试验方法 b 或试验方法 c。7251 12005 标准，该温升试验方法没有对各功能单元、主母线、配电母线单独且满负荷进行考核。因此 当采用较低额定分散系数整体验证各个功能单 元、主母线、配电母线以及整个成套设备的温升， 相对容易获得通过。试验方法 a2 2 1试验方法 a 对整个成套设备的温升验证: 整体考虑各个功能单元、主母线、配电母线以及成套 设

12、备的温升2。成套设备的进出线电路应通以额定电流为温 升试验电流，即额定分散系数为 1，所以该方法的 整个成套设备验证同时包括了对额定分散系数为 1 的各个功能单元、主母线及配电母线的测试，验 证成套设备的特殊布置。2GB 7251 12021 新标准对温升极限验证试验的要求2 1新标准对温升极限的验证新标准明确了成套设备内的温升极限是以不 超过成套设备内所使用材料的长期能力的工作温 度为根底来确定。通以额定电流验证成套设备中 各部件的温升极限是否超过GB 7251 12021 标 准中表 6 对该部件温升值的规定。温升设计验证的方法包括: 验证试验、验证比 较、验证评估。制造商可以采用这 3

13、种不同但等 效的任一种验证方法。本文以验证试验的方法阐 述成套电力开关设备的温升验证。2 2温升试验验证方法GB 7251 12021 新标准对温升试验规定了以图 1 成套开关设备 I= 4 000 A、额定分散nA系数为 1 为例，阐述试验方法 a 的温升验证。 低压成套开关设备的进线回路通以的试验电流为 I = 4A。出线回路额定总电流: I000+ncP1= 4 626 A，IncP2 + Inc1 + Inc2 + Inc3 + Inc4 + Inc5 + Inc6为符合标准要求，对各功能单元、主母线、配电母线满负荷进行考核。温升试验 a 各电路电流分配 及试验次数如表 3 所示; 温

14、升试验实测数据如 表 4、表 5 所示。表 3 温升试验方法 a 各电路电流分配方案及试验次数工程进线柜配电柜控制柜水平输出附加电流 / A( IC1 + IC2 + IC3 + IC4 ) × 1 0 = 626 A、IC5 = 174 A、IC6 = 0( IC1 + IC2 + IC3 + IC4 +( IP1 + IP2 ) ×1 0 = 3 200 A试验 14 000 A0IP1 × 1 0 = 1 600 A、试验 24 000 A0I + I ) × 1 0 = 1 426 AI = 974 AP2C5C6温 升 试 验 方 法温升极限的

15、验证 1量或 观 察 结 果 为 4 000A; P1回路试验电流为 a( GB 7251 12021，10 10 2 )中，检 验工程及检A，测量或观察结果为 1 600 A; P2 回路试验1 600验要求: 主回路( 主母线) 试验电流 4 000 A，测量电流为 974 A，测量或观察结果为 974A; C1、C2A; P1、P2回路 试 验 电 流 为 63 0 A，测量或观察结果为 或 观 察 结 果 为 4 000回 路 试 验 电 流A; 测量或观察结果为1 600 A; C1、C2 回路A; C3、C4 回路试验电流为 250 A，测量或观1 60063 0试验电流为63 A

16、，测量或观察结果为 63A; C3、C4察结果为 250 A; C5、C6 回路试验电流为 400A，回路试验电流为250 A，测量或观察结果为250A;测量或观察结果为 400A。C5 回路试验电流为 174 A，测 量 或 观 察 结 果 为174 A。由表 3 表 5 可见，采用新标准试验方法 a对整个成套设备按满负荷通载进行了温升考核。但 未能对各功能单元及主母线、配电母线单独通电 进行温升考核。因此试验方法 a 是一种较严酷的 温升考核方法。 69 温 升 试 验 方 法温升极限的验证 2a( GB 7251 12021，10 10 2 )中，检 验工程及检验要求: 主回路( 主母线

17、) 试验电流为 4 000 A，测电器与能效管理技术( 2021No 1)·标准研究与分析·表 4 温升试验方法 a，按表 3 试验 1 电流分配方案，各电路通电电流及温升实测数据K各部位温升实测值代号测试点允许温升A 相B 相C 相123456789101112131415161718进线柜万能式断路器进线端进线柜万能式断路器出线端配电柜 P1 回路万能式断路器进线端 配电柜 P1 回路万能式断路器出线端 控制柜 C1 回路塑壳断路器进线端 控制柜 C1 回路塑壳断路器出线端 控制柜 C3 回路塑壳断路器进线端 控制柜 C3 回路塑壳断路器出线端 控制柜 C5 回路塑壳断

18、路器进线端 控制柜 C5 回路塑壳断路器出线端 进线柜金属外壳配电柜金属外壳 控制柜金属外壳 进线柜万能式断路器操作手柄配电柜 P1 回路万能式断路器操作手柄 控制柜 C1 回路功能单元操作手柄 控制柜 C3 回路功能单元操作手柄控制柜 C5 回路功能单元操作手柄70707070707070707070303030252525252568 670 380 175 987 181 377 173 724 723 769 871 585 080 884 879 280 778 724 222 914 317 312 89 711 75 63 22 265 969 780 577 781 978 4

19、76 874 023 422 2表 5 温升试验方法 a，按表 3 试验 1 电流分配方案，各电路通电电流及温升实测数据K各部位温升实测值代号测试点允许温升A 相B 相C 相123456789101112131415161718进线柜万能式断路器进线端进线柜万能式断路器出线端配电柜 P1 回路万能式断路器进线端 配电柜 P1 回路万能式断路器出线端 控制柜 C1 回路塑壳断路器进线端 控制柜 C1 回路塑壳断路器出线端 控制柜 C3 回路塑壳断路器进线端 控制柜 C3 回路塑壳断路器出线端 控制柜 C5 回路塑壳断路器进线端 控制柜 C5 回路塑壳断路器出线端 进线柜金属外壳配电柜金属外壳 控

20、制柜金属外壳 进线柜万能式断路器操作手柄配电柜 P1 回路万能式断路器操作手柄 控制柜 C1 回路功能单元操作手柄 控制柜 C3 回路功能单元操作手柄控制柜 C5 回路功能单元操作手柄70707070707070707070303030252525252568 068 776 373 086 381 176 373 390 084 468 669 280 977 685 684 580 178 887 783 014 111 915 89 510 67 03 85 564 467 177 773 380 979 975 073 983 980 2 70·标准研究与分析·电器

21、与能效管理技术( 2021No 1)2 2 2试验方法 b试验方法 b 分别验证各功能单元和整个成套 设备。分别考虑各个功能单元，以及包括主母线、 配电母线的整个成套设备的温升2。该方法主要针对选取整个成套设备的额定分 散系数 1 的主电路( 各个功能单元额定分散系 数为 1) 。以图 1 成套开关设备 InA = 4 000 A、额定分散系数为 0 9 为例，阐述试验方法 b 的温升验证。出线回路总电流: ( IncP1+ IncP2 + Inc1 + Inc2+Inc3 + Inc4 + Inc5 + Inc6 )A，为符合标× 0 9 = 4 163 4准要求分别验证各功能单元

22、和整个成套设备，各功能单元应满负荷单独通电进行考核，整个成套 设备各出线电路通以额定电流乘以分散系数 0 9 进行考核。温升试验方法 b 各电路电流分配方案 及试验次数如表 6 所示。表 6 温升试验方法 b 各电路电流分配方案及试验次数工程进线柜配电柜控制柜水平输出附加电流 / AIP1 = 1 600 A、IP2 = 0垂直输出附加电流 1 600 AIP1 = 0、IP2 = 1 600 A垂直输出附加电流 1 600 A试验 1IC1 = IC2 = IC3 = IC4 = IC5 = IC6 = 04 000 A800试验 2IC1 = IC2 = IC3 = IC4 = IC5 =

23、 IC6 = 04 000 A800IC1 = 63 A、IC2 = IC3 = IC4 = IC5 = IC6 = 0垂直输出附加电流 1 363 AIC2 = 63 A、IC1 = IC3 = IC4 = IC5 = IC6 = 0垂直输出附加电流 1 363 AIC3 = 250 A、IC1 = IC2 = IC4 = IC5 = IC6 = 0垂直输出附加电流 1 176 AIC4 = 250 A、IC1 = IC2 = IC3 = IC5 = IC6 = 0垂直输出附加电流 1 176 AIC5 = 400 A、IC1 = IC2 = IC3 = IC4 = IC6 = 0垂直输出附

24、加电流 1 026 AIC6 = 400 A、IC1 = IC2 = IC3 = IC4 = IC5 = 0垂直输出附加电流 1 026 A试验 34 000 AIP1 = IP2 = 02 574试验 4IP1 = IP2 = 04 000 A2 574试验 5IP1 = IP2 = 04 000 A2 574试验 64 000 AIP1 = IP2 = 02 574试验 7IP1 = IP2 = 04 000 A2 574试验 8IP1 = IP2 = 04 000 A2 574( Inc1 + Inc2 + Inc3 + Inc4 + Inc5 )( IncP1 + IncP2 )

25、15;×试验 94 000 A00 9 = 923 4 A、Inc6 = 196 6 A( Inc1 + Inc2 + Inc3 + Inc4 + Inc5 +0 9 = 2 880 AIncP1 × 0 9 = 1 440 A、试验 104 000 A0I ) × 0 9 = 1 283 4 AI = 1 276 6 AP2nc6由表 6 可见，采用试验方法 b 对各功能单元满负荷单独通载进行了温升考核。但未能对主母 线、配电母线单独通电进行考核。试验方法 b与 试验方法 a 相比，对整个成套设备的温升考核相 对较轻松，但对各功能单元的实际温升有了一个 全面的考

26、核。各功能单元、主母线和配电母线( 注: 在对配电母线进行温升验证时应与主母线连接，没有其他导 体连接到配电母线上，成套设备功能单元内的部 件需要撤除) 。以图 1 成套开关设备 InA = 4 000 A、额定分散 系数为 0 9 为例，阐述试验方法( 3) 的温升验证。出线回路总电流: ( IncP1试验方法 c2 2 3+ IncP2 + Inc1 + Inc2+Inc3 + Inc4 + Inc5 + Inc6 )× 0 9 = 4 163 4 A，为符合标试验方法 c 分别验证各功能单元及主母线和配电母线还有整个成套设备。分别考虑各个功能单 元、主母线、配电母线以及整套成套

27、设备的温升2。 该方法主要针对选取整个成套设备的额定分 散系数 1 的主电路，验证额定分散系数为 1 的准要求各功能单元、主母线、配电母线应满负荷单独通电进行考核，整个成套设备各出线电路通以 额定电流乘以分散系数为 0 9 进行考核，温升试 验电流分配及试验次数如表 7 所示。 71 电器与能效管理技术( 2021No 1)·标准研究与分析·表 7 温升试验方法 c 各电路电流分配及试验次数工程进线柜配电柜控制柜水平输出附加电流IP1 = 1 600 A、IP2 = 0垂直输出附加电流 1 600 AIP1 = 0、IP2 = 1 600 A垂直输出附加电流 1 600 A

28、试验 1IC1 = IC2 = IC3 = IC4 = IC5 = IC6 = 04 000 A800IC1 = IC2 = IC3 = IC4 = IC5 = IC6 = 0试验 24 000 A800IC1 = 63 A、IC2 = IC3 = IC4 = IC5 = IC6 = 0垂直输出附加电流 1 363 AIC2 = 63 A、IC1 = IC3 = IC4 = IC5 = IC6 = 0垂直输出附加电流 1 363 AIC3 = 250 A、IC1 = IC2 = IC4 = IC5 = IC6 = 0垂直输出附加电流 1 176 A试验 34 000 AIP1 = IP2 =

29、02 574试验 4IP1 = IP2 = 04 000 A2 574试验 5IP1 = IP2 = 04 000 A2 574IC4 = 250 A、IC1 = IC2 = IC3 = IC5 = IC6 = 0垂直输出附加电流 1 176 AIC5 = 400 A、IC1 = IC2 = IC3 = IC4 = IC6 = 0垂直输出附加电流 1 026 AIC6 = 400 A、IC1 = IC2 = IC3 = IC4 = IC5 = 0垂直输出附加电流 1 026 A IC1 = IC2 = IC3 = IC4 = IC5 = IC6 = 0 IC1 = IC2 = IC3 = IC4 = IC5 = IC6 = 0垂直母排 1 426 A试验 6IP1 = IP2 = 04 000 A2 574IP1 = IP2 = 0试验 74 000 A2 574试验 84