大容量試驗(yàn)系統(tǒng)動(dòng)熱穩(wěn)定試驗(yàn)探討

潘勇 周媛 彭燕

摘 要：動(dòng)熱穩(wěn)定試驗(yàn)是檢驗(yàn)電器產(chǎn)品承受短路電流產(chǎn)生的電應(yīng)力和熱效應(yīng)能力的一種重要性能試驗(yàn)。在大容量試驗(yàn)系統(tǒng)中開展動(dòng)熱穩(wěn)定試驗(yàn)應(yīng)充分了解試驗(yàn)的具體要求和特點(diǎn)，本文以標(biāo)準(zhǔn)要求為依據(jù)，結(jié)合試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，從試驗(yàn)程序、操作要求、風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)及防護(hù)措施方面進(jìn)行了探討，為相關(guān)試驗(yàn)人員提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：動(dòng)熱穩(wěn)定試驗(yàn)，短路電流，電應(yīng)力，熱效應(yīng)能力，大容量試驗(yàn)系統(tǒng)

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.03.034

Discussion on Dynamic and Thermal Stability Test of Large Capacity Test System

PAN Yong ZHOU Yuan PENG Yan

（Shandong Institute of Inspection on Product Quality）

Abstract： Dynamic thermal stability test is used to test the ability of electrical products to withstand electrical stress and thermal effect generated by short circuit current. The specifi c requirements and characteristics of the test should be fully understood when carrying out the dynamic thermal stability test in the large capacity test system. Based on the standard requirements and combined with the test experience， this paper discusses the test procedures， operational requirements， risk points and protective measures， providing reference for relevant test personnel.

Keywords： dynamic thermal stability test， short circuit current， electrical stress， thermal effect capability， high capacity test system

高壓開關(guān)設(shè)備在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中應(yīng)用廣泛，隨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，市場(chǎng)需求持續(xù)上升，對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)進(jìn)行探討至關(guān)重要[1]。

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)出現(xiàn)大容量的短路電流會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)變形或損毀，短路試驗(yàn)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段，其中動(dòng)熱穩(wěn)定試驗(yàn)是對(duì)電氣設(shè)備流過(guò)短路電流的考核，考核其耐受電動(dòng)力的能力，對(duì)產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)意義重大[2-5]。

在電壓3kV及以上的大容量檢測(cè)中涉及動(dòng)熱穩(wěn)定試驗(yàn)即短時(shí)耐受電流和峰值耐受電流試驗(yàn)，電壓和電流較大，為保證人身、設(shè)備安全及試驗(yàn)的有效性，并使試驗(yàn)操作人員對(duì)短時(shí)耐受電流和峰值耐受電流試驗(yàn)有明確的認(rèn)識(shí)，有必要對(duì)其進(jìn)行梳理，從而更好地確保操作者和試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的安全。

本文主要介紹了試驗(yàn)程序、操作要求、風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)及防護(hù)措施，可為相關(guān)試驗(yàn)人員提供指導(dǎo)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 試驗(yàn)程序

在進(jìn)行大容量試驗(yàn)系統(tǒng)短時(shí)耐受電流和峰值耐受電流試驗(yàn)時(shí)按下面的程序進(jìn)行操作：

（1）試驗(yàn)前應(yīng)檢查受試產(chǎn)品狀態(tài)（可依據(jù)特性組數(shù)據(jù)推斷，無(wú)數(shù)據(jù)時(shí)需進(jìn)行動(dòng)作特性的檢測(cè)）。受試產(chǎn)品應(yīng)該裝在自身的支架上，或者安裝在等效的支架上，并且裝上自身的操動(dòng)機(jī)構(gòu)（適用于有操動(dòng)機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品），盡量使試驗(yàn)具有代表性。試品應(yīng)該處于合閘位置并裝上清潔的新觸頭。

（2）試驗(yàn)前機(jī)械開關(guān)裝置要做一次空載操作，并測(cè)量主回路電阻（接地開關(guān)除外）。

（3）按照受試產(chǎn)品相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求檢查試驗(yàn)回路的布置及接線方式，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求后方可進(jìn)行試驗(yàn)。

（4）試驗(yàn)電流和持續(xù)時(shí)間：①峰值電流（對(duì)于三相回路，在任一邊相中的最大值）應(yīng)不小于額定峰值耐受電流，未經(jīng)制造廠同意不應(yīng)該超過(guò)該值的5%；②對(duì)于三相試驗(yàn)，任一相中的電流與三相電流平均值的差別不應(yīng)該大于10%，試驗(yàn)電流交流分量有效值的平均值不應(yīng)該小于額定值；③試驗(yàn)數(shù)據(jù)中應(yīng)有I2t的計(jì)算結(jié)果，I2t試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果不應(yīng)小于由額定短時(shí)耐受電流和額定短路持續(xù)時(shí)間算得的計(jì)算結(jié)果，未經(jīng)制造廠同意不應(yīng)超過(guò)該值的10%；④如果不能在規(guī)定持續(xù)時(shí)間的試驗(yàn)中得到要求的試驗(yàn)電流峰值和有效值，可以將峰值耐受電流試驗(yàn)和短時(shí)耐受電流試驗(yàn)分開；⑤對(duì)于峰值耐受電流試驗(yàn)，施加短路電流的時(shí)間不應(yīng)小于0.3s；⑥對(duì)于短時(shí)耐受電流試驗(yàn)，施加短路電流的有效值可以降低到規(guī)定值以下（詳細(xì)試驗(yàn)參數(shù)見GB/T 11022-2020[6]），并把試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間適當(dāng)加長(zhǎng)但不能大于5s。

（5）開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備應(yīng)該能夠承載其額定峰值耐受電流和其額定短時(shí)耐受電流。任何部件不允許有機(jī)械損傷或觸頭分離。

（6）試驗(yàn)后，現(xiàn)場(chǎng)人員在接到控制室人員命令后應(yīng)立即進(jìn)入試驗(yàn)小室，機(jī)械開關(guān)裝置應(yīng)立刻進(jìn)行空載操作，觸頭應(yīng)該在第一次操作時(shí)分開；試驗(yàn)小室人員應(yīng)測(cè)量主回路電阻（接地開關(guān)除外）。電阻測(cè)量值不應(yīng)比試驗(yàn)前的測(cè)量值增加超過(guò)20%。

2 操作要求

試驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)人員的操作要求主要有以下內(nèi)容：

（1）操作票制定人員及技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)熟悉主系統(tǒng)一次系統(tǒng)圖、試驗(yàn)安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，根據(jù)當(dāng)日試驗(yàn)計(jì)劃及試品情況進(jìn)行操作票的制定和線路阻抗的計(jì)算；應(yīng)檢查并保證試驗(yàn)回路的正確性，試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)是否滿足產(chǎn)品要求，以及是否符合產(chǎn)品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）控制室操作人員應(yīng)熟悉系統(tǒng)原理圖、時(shí)序控制圖、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的各個(gè)流程后才能進(jìn)行作業(yè)。操作人員嚴(yán)格按照操作票執(zhí)行，確認(rèn)無(wú)誤后再進(jìn)行靜態(tài)開關(guān)的操作，并記錄有異常的開關(guān)狀態(tài)。

（3）現(xiàn)場(chǎng)巡線人員應(yīng)熟悉系統(tǒng)原理圖和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)回路，并且能夠判斷出本次試驗(yàn)所需投切開關(guān)，把控制室人員反饋的不正確開關(guān)進(jìn)行異常處理，依據(jù)操作票把開關(guān)真實(shí)狀態(tài)進(jìn)行記錄，并反饋給控制室人員。

（4）試品接線人員應(yīng)熟悉試品試驗(yàn)的檢測(cè)項(xiàng)目，并判斷樣品是否符合本次試驗(yàn)要求，接到控制室人員指令后選擇合適積分器、線圈，進(jìn)行試品的換線工作，并空載合分樣品，把樣品關(guān)合的真實(shí)狀態(tài)反饋給控制室人員，再次接到控制室人員指令后進(jìn)行試品后續(xù)的檢驗(yàn)工作，試品接線人員還應(yīng)正確掌握滅火器的使用方法。

（5）時(shí)序編程操作人員應(yīng)熟悉系統(tǒng)原理圖、時(shí)序操作圖以及相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)從而進(jìn)行作業(yè)，依據(jù)試驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行時(shí)序邏輯順序的編輯，并且確認(rèn)時(shí)序操作的正確性。

（6）測(cè)量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集人員應(yīng)熟悉系統(tǒng)原理圖進(jìn)行作業(yè)及相關(guān)試驗(yàn)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)熟悉各個(gè)分壓器、分流器、光纖盒的位置，能夠把測(cè)量線接好，并且把HBM數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，選相開關(guān)設(shè)置到本次試驗(yàn)的角度與時(shí)延，還應(yīng)該對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步判斷與分析。

3 風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)及防護(hù)措施

3.1 試位帶電

防護(hù)措施：（1）采用高壓試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)試品接線人員與控制室人員確認(rèn)回路斷電且試位接地刀接地，并用驗(yàn)電棒驗(yàn)電，接地棒放電，確認(rèn)斷電后再進(jìn)行下一步操作。（2）采用低壓側(cè)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，由于低壓側(cè)沒(méi)有接地刀，需主控室人員確定斷電后且試品接線人員懸掛接地線后再進(jìn)行下一步操作，主控室人員應(yīng)鎖定操作屏且目視監(jiān)控屏幕，有異常立即按下急停按鈕。

3.2 試品爆炸

防護(hù)措施：試驗(yàn)時(shí)關(guān)閉實(shí)驗(yàn)室門，且在門口安置護(hù)欄，試驗(yàn)過(guò)程中遠(yuǎn)離試驗(yàn)室門。爆炸發(fā)生后，主控室人員應(yīng)迅速按下急停按鈕，并分?jǐn)嘣嚻愤M(jìn)線端線路保護(hù)斷路器，切斷所有設(shè)備電源，合上安全接地刀。接線人員在安全員確認(rèn)后，進(jìn)入試驗(yàn)室檢查試品狀態(tài)。

3.3 試品著火

防護(hù)措施：（1）在試驗(yàn)系統(tǒng)、變壓器房出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)主控室人員要保持鎮(zhèn)定，應(yīng)首先在遠(yuǎn)方迅速按下急停按鈕，并分?jǐn)嘣嚻愤M(jìn)線端線路保護(hù)斷路器，切斷所有設(shè)備電源，合上安全接地刀，撤離現(xiàn)場(chǎng)與滅火無(wú)關(guān)人員，向部門負(fù)責(zé)人報(bào)告。（2）試品接線人員，應(yīng)聽從安全員的指揮，不能冒然沖入火場(chǎng)，等安全員根據(jù)火勢(shì)大小判斷后再進(jìn)行滅火工作。（3）火勢(shì)過(guò)大或接線人員無(wú)法滅火時(shí)應(yīng)及時(shí)撥打119報(bào)警。在報(bào)警電話中要詳細(xì)說(shuō)明起火單位、位置、著火物、火勢(shì)大小、著火部位等情況，并派人員在醒目處等候接車。（4）無(wú)關(guān)人員要遠(yuǎn)離火場(chǎng)，保持道路通暢，便于消防車輛駛?cè)?。?）安全員應(yīng)負(fù)責(zé)災(zāi)后現(xiàn)場(chǎng)的保護(hù)，書面提交當(dāng)日設(shè)備、試驗(yàn)情況。（6）火災(zāi)事故處理完畢后，應(yīng)仔細(xì)檢查設(shè)備的受損情況，對(duì)損壞的設(shè)備應(yīng)及時(shí)處理，待各設(shè)備確認(rèn)完好后，方可投入使用。

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著我國(guó)電網(wǎng)不斷增容，短路試驗(yàn)容量隨著配電網(wǎng)的增容也在增大，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)不論是對(duì)高壓電器還是低壓電器的動(dòng)熱穩(wěn)定試驗(yàn)都提出了詳細(xì)要求，動(dòng)熱穩(wěn)定性試驗(yàn)對(duì)于保證產(chǎn)品質(zhì)量以及產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)具有重要意義。通過(guò)本文的探討可為相關(guān)人員在開展動(dòng)熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)提供參考和依據(jù)，也可為開關(guān)設(shè)計(jì)制造人員予以借鑒指導(dǎo)。

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作者簡(jiǎn)介

潘勇，碩士，高級(jí)工程師，從事電工電器性能、電磁兼容、環(huán)境適應(yīng)性檢驗(yàn)研究工作。

（責(zé)任編輯：袁文靜）