低压成套开关设备温升测试及影响因素研究

陈卢明

摘要：低压开关设备温度过高时，会造成绝缘性能下降、电路老化等一系列的问题，不仅会导致开关设备丧失正常的使用功能，甚至会产生一定的安全问题，因此，开展低压成套开关设备温升测试具有一定的必然性，本文将对此进行深入的探究，期望能够提供一些有效的帮助。

关键词：低压成套开关设备;温升测试;影响因素;研究

引言：对低压成套开关设备的温升测试，就是在固定的条件下，测量低压成套开关设备的温升值，测量柜中部件的工作温度和周围环境之间的温差，温升值和环境温度的和就是低压成套开关设备的最高工作温度，材料超过极限值之后就无法继续有效的工作。因此，对于低压成套开关设备来讲，温升值就是一个重要的数据和指标，对使用寿命和工作质量都有着无法忽视的重要影响，所以在低压成套开关设备设计、生产以及投入使用过程中，都必须开展温升测试。使用固定的电流来升高低压成套开关设备的温度，在温度达到稳定状态之后（每小时变化小于等于1K），测量出的温升值不能高于国家规定的标准值。

一、新旧标准在温升测试中的差异

想要确定低压成套开关设备的温升值，最直接也是最有效的方法就是型式试验，但是在实际的使用过程中，用户使用的开关设备与型式试验具有一定的差距，关于低压成套开关设备型式试验的分型，G B 7251.1—2005将其分为TTA（型式试验的成套设备）和PTTA（部分型式试验的成套设备）两种，我们所说的TTA是指用户使用的低压成套开关设备，与型式试验当中测试的设备结构相同;PTTA，指在主要部分上，用户使用的低压成套开关设备与型式试验中的结构相一致，但是在部分结构上有一定的区别，在遵循标准规范的前提下开展了相应的拓展。在实际的应用过程中，大多数的低压成套开关设备都是PTTA形式，这是因为PTTA形式能够避免到第三方检验所开展型式试验。关于低压成套开关设备柜内温升测量如何实施，国家相关部门也给出了比较规范化的标准，那就是《评估部分型式试验的低压开关设备和控制设备PTTA温升的外推法》。在实际的工作过程中，相关的生产商就能够规范化的测试出低压成套开关设备以及相应部分和零件的温升值。

虽然国家相关部门已经给出了专业化的标准，但是此标准对低压成套开关设备制造工程师提出了太高的要求，很难有相关的制造厂能够实施，所以没有足够的参考价值。于是在2013年，伴随着IEC的发展，低压成套开关设备温升标准也进行了相应的更新和转变，G B 7251.1—2013标准代替了原来的G B 7251.1—2005，将难度过高的问题进行了解决，主要提出了三种型式试验的途径，分别是：试验;、计算和类型方案额定数据的推导。

在测试低压成套开关设备温升值的过程中，由于不同的验证方案对实验有着差异化的需求，所以新的标准也指出了三个不同的方法，我们简单的将这三种方法称为a、b、c，a方法是将整个低压成套开关设备进行验证;b方法是将整个低压成套开关设备以及各个部分进行验证;c方法是验证各个单元功能、主母线和配电母线，以及对整个低压成套开关设备进行验证。对低压成套开关设备开展形式验证，应当考虑到具体的各个环节，能够适应各种不同的工作状态。根据已经做过的实验内容来推导还没有做过实验的回路方案，这也就是我们所说的推导验证方式。在开展形式实验的过程中，更多的使用b和c两种方法，这样能够得到更多有效的信息，在推导过程中也能够更加的精确。计算验证将形式验证作为基础部分，计算出低压成套开关设备的总功率消耗容量，使用G B/T 24276标准中规定好的方法，依据总功率损耗，来计算低压成套开关设备的温升值。这三种不同的验证方法，能够减少不必要的实验过程，防止对同样的目标进行重复的实验，用户也能够结合自身的实际情况，来选择出合适的验证方式，这样验证的效率也能够得到实质性的提升。

二、影响低压成套开关设备温升的因素

在实际的工作过程中，低压成套开关设备温升会受到多样化因素的影响，如果我们没有对这些因素进行深入、有力的把控，那么测量出来的温升值就不够精确，失去了应有的测量意义，所以，我们应当了解影响低压成套开关设备温升的主要因素，找出合理的应对策略和方法，避免对测量出的温升值造成影响，这样测量的数据也能够更加精准。而对于温升值的影响，主要有以下几点因素：

（一）电流

相关的标准（G B 7251.1—2013）中进行了规范，在具体的试验过程中，应当对进线电流做出保障，规范在预期值的0%～+3%之内，但是在实际的实验操作过程中，就一定会有电流上的波动，低壓成套开关设备中使用的导线以及相关连接导体，在通电之后会不断发热，从而增加电阻，这都会对电流产生影响。电流的波动对低压成套开关设备的温升会产生明显的影响，发热与试验电流值之间会呈现正比的趋势，这种趋势可以表示为Δτ/τ=2（ΔI/I）。

根据相关的公式进行分析，我们能够发现，当电流偏离标准达到5%之后，低压成套开关设备温升就会对应升高10%，也就是说在实际的工作当中，如果只有100K的温升，但是由于电流上5%的偏差，那么我们测量出来的温升就要多10%，也就是110K，就出现了10K的误差。但是根据实际的标准规范，想要保障温升的稳定，就需要测量出来的温升值差距小于等于1K每小时，如果在实际的工作过程中，电流达到2%或者之上的差距，那么引起的温升偏差值就已经超出了标准，所以也就不能够被称之为稳定，所以电流会影响着低压成套开关设备的温升测量。在一般的实验过程中，为了保障电流能够更加的稳定，会使用人工的形式，不断调节电流电压，使电流能够保持稳定，但是这种方式对低压成套开关设备却并不是很适用，低压成套开关设备的出线回路更多，各个回路之间的电流会相互影响，所以想要实施这种方法，就需要多个工作人员不断进行调控，不仅会浪费大量的人力资源，整体试验的开展也会浪费更多时间。我们在电路中添加程控恒流调节装置，利用好相应的程序自动调节电流，这样就能够时刻保持电流的稳定，但是也需要注重避免电流出现波形畸变。

（二）导线

导线对于低压成套开关设备温升实验具有着不可忽视的影响，通过导线的利用和连接，能够将产生的热量不断传导到外部，也能够将外部的热量传导到低压成套开关设备内部。正是由于以上原因，在实际的低压成套开关设备温升试验当中，对导线也进行了标准化的管理，规定了导线的长度、横截面积等等，在开展试验的过程中，根据实际的电流来选取规范化的导线。但是在一些实验当中，例如使用铜排链接过程中，黑漆容易伴随着不断的使用发生脱落，对散热会造成一定的影响，所以导线的使用也会影响到温升。在实际试验的过程中，由于使用时间过长，导线当中的铜丝脱落、断裂，就会导致测量出来的温升值过高，影响测量的精准度。

（三）空气流动

抛开电流和导线不谈，空气流动也会对散热造成影响，在温升试验的过程中产生阻碍。在低压成套开关设备温升试验过程中，有两种不同的空气流动形式，一种是自然对流，就是指试验当中低压成套开关设备发热而引起周围空气的流动;另一种是由于试验场地密封性不好、试验中使用的空调等等，在实验过程中产生的空气流动。这两种情况会引发试验场地异常的空气流动，这对于试验数据会造成一定的影响，所以在实验过程中是绝对不允许出现的。此外，周围环境的影响、电流出现波形畸变等，多样化的因素都会对低压成套开关设备温升实验产生影响，所以在实际的实验过程中，应当将多样化的因素考量在内，这需要相关人员加强意识，能够及时采取有效的措施。

参考文献：

[1]邝锡坤，丁晓军.低压成套开关设备温升测试及影响因素探析[J].科技经济导刊，2016，14：103.

[2]张学军.低压成套开关设备温升测试及影响因素的分析[J].电工电气，2015，04：62-64.