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文档简介

ICS35.240.60

L73

T/CEC

中国电力企业联合会标准

T/CECXXXXX—XXXX

电动汽车柔性充电堆

FlexibleChargingComplexforEV

点击此处添加与国际标准一致性程度的标识

(征求意见稿)

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国电力企业联合会发布

前  言

本部分起草单位:

本部分主要起草人:

I

电动汽车柔性充电堆

1范围

本标准规定了电动汽车柔性充电堆(以下简称“充电堆”)的基本构成、分类、使用条件、功能要求、

性能要求、检验规则、试验方法、标志、包装和贮运等的要求。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T2423.1-2008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验A:低温

GB/T2423.2-2008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验B:高温

GB/T2423.4-2008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Db:交变湿热(12h+12h

循环)

GB/T2423.16-2008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验J及导则:长霉

GB/T2423.17-2008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ka:盐雾

GB/T2423.55-2006电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Eh:锤击试验

GB4208外壳防护等级(IP代码)

GB/T4797.5电工电子产品环境条件分类自然环境条件降水和风

GB/T13384机电产品包装通用技术条件

GB/T18487.1-2015电动车辆传导充电系统第1部分:通用要求

GB/T18487.2-2017电动汽车非车载传导充电设备电磁兼容要求

GB/T19596-2017电动汽车术语

GB/T20234.1-2015电动汽车传导充电用连接装置第1部分:通用要求

GB/T20234.3-2015电动汽车传导充电用连接装置第3部分:直流充电接口

GB/T27930-2015电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议

GB/T29317-2012电动汽车充换电设施术语

GB/T29318电动汽车非车载充电机电能计量

3术语和定义

GB/T18487.1-2015、GB/T29317-2012、GB/T19596-2017中界定的以及下列术语和定义适用于

本文件。

3.1

充电堆本体principlepartofchargingcomplex

1

充电堆实现功率转换和功率分配的核心部分,一般由动力电源输入接口及保护元件、充电模块、充

电功率分配单元、充电堆监控系统、外壳以及必要的辅助系统(如照明、排风、环境监控、门禁等)组成。

3.2

充电功率分配单元chargingpowerdistributionunit

充电堆内可根据充电终端的需求功率和模块运行状况,按照设定的功率分配策略自动调节连接至该

充电终端充电模块数量的装置。

3.3

充电终端chargingterminal

充电堆与电动汽车之间建立物理和数据连接,以进行能量和信息交互的,集成了人机交互界面和计

量计费系统的装置。一般含有充电控制单元、人机交互界面、计量装置、充电接口及相应的保护元件等。

3.4

电动汽车柔性充电堆flexiblechargingcomplexforEV

能够同时为多辆电动汽车充电的,具备功率动态分配功能的智能化、集成化充电系统,一般由充电

堆本体及多个充电终端组成的。

3.5

最小可分配功率minimaldistributablepower

充电堆内可用于分配的最小功率值,称为充电堆的最小可分配功率,该值为充电模块额定功率的整

数倍。

3.6

充电接口最大可获取功率availablepowerofchargingterminal

充电堆可分配至该充电接口的最大功率值,称为该接口的最大可获取功率,该值为充电模块额定功

率的整数倍。

3.7

装机功率installedpower

充电堆内安装的充电模块额定功率之和,称为充电堆装机功率。

3.8

充电接口总功率totalpowerofchargingcouplers

充电堆连接的所有充电接口最大输出功率之和,称为充电接口总功率。

4基本构成

充电堆的由充电堆本体及一定数量的充电终端(数量≥4)组成。

2

充电堆本体包括动力电源输入、充电模块、功率分配单元、充电堆监控系统以及必要的辅助装置等。

充电终端包括辅助电源、充电控制单元、高压分合器件、过流保护元件(如熔断器)、计量装置、

计费模块(可选)、人机交互界面(可选)及车辆插头等。

充电堆的基本构成及相互之间的逻辑关系见图1。

图1充电堆的基本构成框图

5分类

5.1.1按使用环境条件

充电堆按照使用环境条件进行分类:

——室内型充电堆;

——室外型充电堆。

5.1.2按使用对象

充电堆按照使用对象进行分类:

3

——公用型充电堆:

对普通公众开放,使用运营商的支付方式进行充电;

——专用型充电堆:

只对特定用户提供充电服务,不对普通公众开放。

5.1.3按输入电源

充电堆按照输入电源进行分类:

——交流电源输入型充电堆:

——直流电源输入型充电堆:

5.1.4按充电模块类型

充电堆按照充电模块类型进行分类:

——无公共母线型充电堆:

——直流公共母线型充电堆:

6功能要求

除满足NB/T33001规定的各项功能外,充电堆还应具备以下功能。

6.1功率动态分配功能

充电堆应具备功率动态分配功能。充电堆应根据电动汽车电池管理系统发出的需求信息和堆内充电

模块的工作状态,按设定的控制策略动态调整分配至对应充电终端上的模块数量,并按要求调节其输出

电压和电流。

6.2动力电缆接反保护功能

充电堆应具备充电堆本体与充电终端之间的动力电缆接反检测及保护功能。当充电堆检测到动力电

缆接反时,应不允许对应的终端启动充电且发出报警信号。

6.3总功率限制功能

充电堆宜具备充电总功率限制功能,并根据设定的配电变压器容量限制充电堆的最大输出总功率。

6.4切换元件互锁功能

充电堆的功率分配单元应具备切换元件互锁功能,其通过硬件互锁电路或软件互锁功能,保证任意

一组模块最多只能接入一个充电接口。

6.5切换元件粘连检测功能

充电堆的功率分配单元应具备切换元件粘连检测功能,当检测到任意一组充电模块的切换元件发生

粘连故障,则应不允许该组模块继续工作,且发出报警信号。

6.6隔离

充电堆的任意充电接口之间以及充电接口与输入回路之间应电气隔离。

6.7短路保护

充电堆应在每个充电接口的出口侧设置熔断器,熔断器的短路容量不应超过500000A2S。

6.8计量功能

充电终端应具有对充电电能量进行计量的功能,计量功能应符合GB/T29318的规定。

4

6.9急停保护

充电堆和充电终端应分别设置急停开关。

6.10充电堆监控系统

充电堆监控系统应对充电堆本体和各充电终端进行实时监测和记录,并记录充电过程电压电流曲

线,存储充电记录和事件、告警记录等。

充电堆监控系统宜对配电系统、环境信息进行实时监测和记录。

充电堆监控系统宜具备视频监控功能。

充电堆监控系统应配备独立的不间断电源供电。

充电堆监控系统宜具备对时功能。

充电堆监控系统应具备与上级监控管理系统通讯的接口。

7技术要求

7.1环境条件

7.1.1环境温度:-20℃~+50℃(户外型),-5℃~+50℃(户内型)。

7.1.2相对湿度:5%~95%。

7.1.3海拔:≤2000m。

7.1.4周围环境:使用地点不得有爆炸危险介质,周围介质不含有腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体及

导电介质。

7.1.5充电堆在特殊环境下使用时,用户和厂家应协商一致。

7.2电源要求

7.2.1电源电压和电流

充电堆的交流输入额定电压电压为三相380V,输入电压允许波动范围为额定电压的±15%。

直流供电的充电堆输入要求,正在考虑中。

7.2.2电源频率

交流输入电源频率为50±1Hz。

7.3环境适应要求

7.3.1防护等级

充电堆本体和充电终端外壳防护等级均不应低于GB4208中IP32(户内型)或IP54(户外型)的规

定。

7.3.2三防(防潮湿、防霉变、防盐雾)保护

充电堆内印刷线路板、接插件等部件应进行防潮湿、防霉变、防盐雾处理。其中防霉变腐蚀试验参

考GB/T2423.16—2008中试验方法1,长霉程度等级不低于标准中要求的2a;其中防盐雾腐蚀试验参考

GB/T2423.17—2008中章节6规定的实验方法,试验后在15℃~40℃流水中用柔软的刷子清洗7分钟,干

燥1小时,产品应无赤/青锈、没有出现涂装掉落现象、涂装无鼓起。

5

7.3.3防锈(防氧化)保护

充电堆铁质外壳和暴露的铁质支架、零件应采用双层防锈措施,非铁质的金属外壳也应具有防氧化

保护膜或进行防氧化处理。

7.4内部温升要求

动力电源输入电流所流经的回路,如接线端子、输入断路器、输入接触器等;功率变换单元及其内

部元器件、输入输出端子;直流输出电流所流经的回路,如接线端子、直流熔断器、直流接触器、功率

电阻、电流采样分流器、车辆插头等。这些发热元器件及部件的最高温度小于等于元器件及部件最大耐

受温度的90%,且不应影响周围元器件的正常工作且无元器件损坏。

在正常试验条件下,输入为额定值,充电堆内任意回路在最大输出电流下长期运行,内部各发热元

器件及各部位连接端子处的温升不应大于表1的规定。

表1充电堆内部温升

极限温升

内部测试点

K

动力电源输入端子50

输入断路器、接触器接线端子50

塑料绝缘线25

充电模块输入输出连接端子50

功率电阻25(距外表30mm处空间)

电流采样分流器端子连接处70

熔断器端子连接处70

直流接触器外壳与极柱50

直流输出接线端子50

7.5安全要求

7.5.1允许温度

充电堆(含充电终端)的表面温度应符合GB/T18487.1-2015中11.6.3节的规定。

7.5.2电击防护

充电堆的电击防护应符合GB/T18487.1-2015中第7章的规定。

7.5.3电气间隙和爬电距离

充电堆的电气间隙和爬电距离应符合GB/T18487.1-2015中10.4节的规定。

7.5.4接地要求

充电堆的接地要求应能符合下列要求:

a)充电堆本体及充电终端的金属壳体均应设置接地螺栓,其直径不得小于6mm,并应有接地标志;

b)所有作为隔离带电导体的金属外壳、隔板,电气元件的金属外壳以及金属手柄等均应有效等电

位联结,接地连续性电阻不应大于0.1Ω;

6

c)充电堆(含充电终端)金属材质的门、盖板、覆板和类似部件,应采用铜质保护导体将这些部

件和充电堆的主体框架连接,且保护导体的截面积不应小于2.5mm2;

d)充电堆(含充电终端)内部工作地与保护地应相互独立,并分别连接到接地铜排上。

7.6电气绝缘性能

7.6.1绝缘电阻

用开路电压为表3规定的直流电压等级的测试仪器,测量充电堆非电气连接的各带电回路之间、各

独立带电回路与地(金属外壳)之间绝缘电阻不应小于10MΩ。

7.6.2介电强度

充电堆非电气连接的各带电回路之间、各独立带电回路与地(金属外壳)之间,按其工作电压应能

承受表3所规定历时1min的工频交流电压(也可采用直流电压,试验电压为交流电压有效值的1.4倍)。

试验过程中,试验部位不应出现绝缘击穿和闪络现象。

7.6.3冲击耐压

充电堆非电气连接的各带电回路之间、各独立带电回路与地(金属外壳)之间,按其工作电压应能

承受表2所规定标准雷电波的短时冲击电压试验。试验过程中,试验部位不应出现击穿放电。

表2绝缘试验的试验等级

额定绝缘电压Ui绝缘电阻测试仪器的电压等级介电强度试验电压冲击耐压试验电压

VVkVkV

Ui≤602501000(1400)1

60<Ui≤3005002000(2800)±2.5

300<Ui≤70010002400(3360)±6

2×Ui+1000

700<Ui≤9501000±6

(2.8×Ui+1400)

注1:括号内数据为直流介电强度试验值。

注2:出厂试验时,介电强度试验允许试验电压高于表中规定值的10%,试验时间1s。

7.7充电输出要求

7.7.1输出电压和电流范围

a)输出电压范围。直流输出电压可分为三个等级:200V~500V,200V~750V,200V~950V;

b)额定输出电流。额定输出电流优选值:80A,100A,150A,200A,250A。

7.7.2最小可分配功率

充电堆最小可分配功率宜不超过30kW。

7.7.3充电接口最大可获取功率

充电堆内各充电接口最大可获取功率宜超过充电接口额定功率的1.2倍。

7.7.4充电接口总功率与装机功率的比值

7

充电堆充电接口总功率与装机功率的比值应不小于1.5。

7.7.5恒功率输出

充电堆可具备恒功率输出功能,恒功率值的大小和恒功率输出电压范围由运营商和厂家协商确定。

7.7.6低压辅助电源

充电终端应能为电动汽车提供低压辅助电源。低压辅助电源应具备输出过压、过流、短路保护功能。

a)辅助电源电压:12V±0.6V;

b)辅助电源额定电流:10A。

7.7.7稳流精度

当输入电源电压在额定值±15%范围内变化、输出直流电压在本标准7.7.1a)规定的相应调节范

围内变化时,输出直流电流在额定值的20%~100%范围内任一数值上,充电终端输出电流稳流精度不

应超过±1%。

7.7.8稳压精度

当输入电源电压在额定值±15%范围内变化、输出直流电流在额定值的0~100%范围内变化时,输

出直流电压在本标准7.7.1a)规定的相应调节范围内任一数值上,充电终端输出电压稳压精度不应超

过±0.5%。

7.7.9电压纹波因数

当输入电源电压在标称值±15%范围内变化、输出直流电流在额定值的0~100%范围内变化时,输

出直流电压在本标准7.7.1a)规定的相应调节范围内任一数值上,电压纹波峰值因数不应大于1%。

7.7.10电流纹波

在恒流状态下,当输入电源电压为额定值,输出直流电压在本标准7.7.1a)规定的相应调节范围

内变化时,输出直流电流设定为额定值,充电终端输出电流纹波峰峰值不应大于表3的规定。

表3充电终端输出电流纹波峰峰值要求

电流纹波峰峰值电流纹波频率f

1.5Af≤10Hz

6Af≤5kHz

9Af≤150kHz

7.7.11输出电流设定误差

在恒流状态下,输出直流电流设定在额定值的20%~100%范围内,在设定的输出直流电流大于等

于30A时,输出电流误差不应超过±1%;在设定的输出直流电流小于30A时,输出电流误差不应超过

±0.3A。

7.7.12输出电压设定误差

在恒压状态下,输出直流电压设定在本标准7.7.1a)规定的相应调节范围内,充电终端输出电压

误差不应超过±0.5%。

8

7.7.13限压、限流特性

a)当充电堆的任意充电回路在恒流状态下运行时,当输出直流电压超过限压整定值时,该回路应

能自动限制其输出电压的增加,转换为恒压充电运行;

b)当充电堆的任意充电回路在恒压状态下运行时,当输出直流电流超过限流整定值时,该回路应

能立即进入限流状态,自动限制其输出电流的增加。

7.7.14充电堆输出响应要求

7.7.14.1输出电流响应时间

在自动充电状态下,充电堆任意充电回路应能快速响应电池管理系统的电流下降请求,响应时间不

应低于表4的要求。

表4输出电流控制要求

电流变化值ΔI响应时间

As

≤1001

>100ΔI/100

7.7.14.2输出电流停止速率

在充电状态下,当充电堆任意充电回路达到正常充电结束条件或收到电池管理系统中止充电报文

时,应能快速停止充电,输出电流的停止速率不应小于100A/s。

7.7.15启动输出过冲

充电堆应具备软启动功能,稳压工作开机启动过程中,输出电压过冲不应大于当前整定值的5%;

稳流工作开机启动过程中,在设定的输出直流电流大于等于30A时,输出电流过冲不应大于当前整定值

的5%;在设定的输出直流电流小于30A时,输出电流过冲不应大于1.5A。

当充电堆任意充电回路从暂停状态恢复充电状态时,应同样满足上述要求。

7.7.16输出正负母线对大地等效电容

额定输出电压小于或等于500V的充电机,其每个充电接口直流输出正、负母线对大地等效电容均不

应大于0.4uF;额定输出电压大于500V,且小于或等于750V的充电堆,其每个充电接口直流输出正、负

母线对大地等效电容均不应大于0.3uF;额定输出电压大于750V,且小于或等于1000V的充电机,其每

个充电接口直流输出正、负母线对大地等效电容均不应大于0.2uF。

额定电压大于500V的充电堆,其所有高压动力输出回路宜采用双重绝缘。

7.8待机功耗

在额定输入电压下,充电堆的待机功耗不应大于n×50W+300W。

注:n表示充电接口数量。

7.9输出电压、电流测量误差

充电堆任意充电回路输出电压测量误差不超过±5V,输出电流测量误差不超过±(1.5%×实际输

出电流+1)A,测量值更新时间不大于1s。

7.10充电堆效率、输入功率因数

在额定输入电压下,充电堆任意充电回路的效率、输入功率因数应符合表5的要求。

9

表5充电机效率、输入功率因数

实际输出功率PO/额定输出功率PN效率输入功率因数

20%≤PO/PN≤50%≥92%≥0.98

50%<PO/PN≤100%≥94%≥0.99

注1:输入功率因数要求仅适用于交流供电充电堆。

7.11充电模式和连接方式

充电终端应采用GB/T20234.1-2015附录A中规定的充电模式4对电动汽车进行充电。车辆插头应符

合GB/T20234.1-2015和GB/T20234.3-2015的规定。

7.12控制导引电路

充电终端的控制导引电路应符合GB/T18487.1-2015中附录B.1和B.2的规定。

7.13充电控制时序与流程

充电终端与电动汽车充电控制时序与流程,应符合GB/T18487.1-2015中附录B.3、B.4、B.5、B.6

的规定。

7.14机械强度

按GB/T2423.55-2006规定的方法进行试验,剧烈冲击能量为20J(5kg,在0.4m)。试验结束后

性能不应降低,充电堆(含充电终端)的IP防护等级不受影响,门的操作和锁止点不受损坏,不会因变

形而使带电部分和外壳相接触。

7.15噪声

正常试验条件下,交流输入为额定值,充电堆在额定输出功率下且内部温度稳定后,在周围环境噪

声不大于40dB的条件下,距离充电堆水平位置1m处,测得噪声最大值应符合表7的要求。

表6噪声级别要求

噪声最大值

噪音等级

dB

Ⅰ级噪声≤55

Ⅱ级55<噪声≤80

Ⅲ级噪声>80

根据不同的安装场所,充电堆在使用时的噪声要符合相关法律法规的要求。如果实测值大于相关法

律法规的要求,充电机在安装时应加装额外的降低噪声的设备以满足要求。

7.16机械开关设备的特性

7.16.1开关和隔离开关

充电堆内开关和隔离开关应符合GB/T18487.1-2015中10.2.1节的规定。

7.16.2接触器

充电堆内接触器应符合GB/T18487.1-2015中10.2.2节的规定。

10

7.16.3断路器

充电堆内断路器应符合GB/T18487.1-2015中10.2.3节的规定。

7.16.4继电器

充电堆内继电器应符合GB/T18487.1-2015中10.2.4节的规定。

7.17充电终端电缆管理及贮存要求

充电终端电缆管理及贮存方式应符合GB/T18487.1-2015中10.6节的规定。

7.18高低温和湿热性能

7.18.1低温性能

按GB/T2423.1-2008中试验Ad规定的方法执行,试验温度为7.1.1规定的下限值,待达到试验温度2

小时后开机,充电堆任意充电回路应能正常启动。试验温度持续工作2小时后,测试充电堆的任意充电

回路的稳流精度应符合7.7.4的规定。试验前、试验期间、试验后,充电堆应能正常工作。

注:正常工作是指充电堆的充电、通信、显示及各项保护功能都应正常,不允许有功能丧失。

7.18.2高温性能

按GB/T2423.2-2008中试验Bd规定的方法执行,试验温度为7.1.1规定的上限值,待达到试验温度

后启动充电堆,充电堆应能正常工作。试验温度持续2小时后,测试充电堆任意充电回路的稳流精度应

符合7.7.4的规定。试验前、试验期间、试验后,充电堆应能正常工作。

注:正常工作是指充电堆的充电、通信、显示及各项保护功能都应正常,不允许有功能丧失。

7.18.3交变湿热性能

按GB/T2423.4-2008中试验Db规定的方法执行,试验的高温温度为(40±2)℃,循环次数为2次,

在试验结束前2h进行介电强度试验和测试绝缘电阻,其中绝缘电阻不应小于1MΩ,介电强度按表3规

定值的75%施加测试电压。试验结束后,恢复至正常大气条件,通电后检查充电堆各项功能应正常。

注:正常工作是指充电堆的充电、通信、显示及各项保护功能都应正常,不允许有功能丧失。

7.19电磁兼容要求

7.19.1概述

设备制造商应按照GB/T18487.2-2017中6.3节的规定,说明供电设备的安装使用场所。当供电设

备制造商未规定供电设备的预期使用的环境时,应实施最严格的发射和抗扰度试验,即采用最低的发射

限值和最高的抗扰度试验等级。

7.19.2充电堆试验配置

充电堆的试验配置应符合GB/T18487.2-2017中第4章的规定。

7.19.3充电堆试验负载条件

充电堆的试验负载条件应符合GB/T18487.2-2017中第5章的规定。

7.19.4测试过程中的操作条件

充电堆测试过程中的操作条件应符合GB/T18487.2-2017中第6章的规定。

11

7.19.5抗扰度要求

充电堆抗扰度试验要求、性能判据应符合GB/T18487.2-2017中第7章的规定。

7.19.6发射要求

7.19.6.1输入电压波动和闪烁

充电堆产生的电压波动和闪烁发射要求应符合GB/T18487.2-2017中第8.2.3节的规定。

7.19.6.2输入谐波电流要求

交流供电充电堆产生的谐波电流要求应符合GB/T18487.2-2017中第8.2.2节的规定。

7.19.6.3射频骚扰的限值和试验条件

充电堆射频骚扰的限值和试验条件,应符合GB/T18487.2-2017中第8.3节的规定。

8试验方法

8.1试验条件

8.1.1试验系统

充电堆试验系统如图2所示。

注:充电堆可采用具备完整功能的单元进行试验。

计算机

通信设备

测量仪器测量仪器

电充电终端可调负载

电可调负载

体充电终端

测量仪器

图2充电堆试验系统

8.1.2试验环境条件

在本标准中,除环境试验条件外,其他试验均在测量和试验用标准大气条件下进行,即:

a)环境温度:+15~+35℃;

b)相对湿度:45%~75%;

c)大气压力:86~106kPa。

在每一项目的试验期间,标准大气环境条件应相对稳定。

12

8.1.3试验电源条件

交流供电充电堆试验时供电电源条件为:

a)频率:50±0.5Hz;

b)交流电源电压:三相380V,允许偏差±5%;

c)交流电源波形:正弦波,波形畸变因数不大于5%;

d)交流电源系统的不平衡度不大于5%;

e)交流电源系统的直流分量、偏移量不大于峰值的2%。

8.1.4试验仪器要求

除另有规定外,试验中所使用的仪器仪表精度应满足下列要求:

a)一般使用的仪表精度应根据被测量的误差等级按表8进行选择。

b)测量温度仪表的误差不超过±1℃。

c)测量时间的仪表:当测量时间大于1s时,相对误差不大于0.5%;测量时间小于1s时,相对误

差不大于0.1%。

d)所有的测试仪器、仪表应在计量认证的有效期内。

表8测试仪表精度的选择

误差<0.5%0.5~1.5%1.5%~5%7.5%

仪表精度0.1级0.2级0.5级1.0级

数字仪表精度6位半5位半4位半4位半

8.1.5试验负载

试验中所述的负载可选用电阻负载,电流纹波试验应选用电池模拟装置。

8.1.6电流传感器

电流可选用电流表直接测量法或经电流传感器的二次测量法,传感器可选用分流器或霍尔传感器

等,传感器应满足如下要求:

a)使用电流传感器时,应保证环境条件满足使用要求,必要时需要做隔离防护措施;

b)电流传感器应有足够的精度,并且比二次测量仪表精度至少高一个等级;

c)应选用量程适宜的电流传感器,被测电流在传感器量程的1/5~4/5的范围内为宜。

8.2试验内容

除按NB/T33008.1规定的各项试验内容进行试验外,充电堆还应进行以下试验。

8.2.1动态功率分配功能试验

模拟电动汽车BMS需求功率发生变化,并检查分配到对应终端上的充电模块数量,应符合6.1条的规

定。

8.2.2动力电缆接反保护功能试

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