GBT 38658-2020 3.6kV~40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备型式试验有效性的延伸导则
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GBT 38658-2020 3.6kV~40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备型式试验有效性的延伸导则
4.3.4机械应力计算
操动机构仿真软件可给出操动机构各部件的机械应力信息。但是用这些程序评估机械寿命是不 的。因此,按照目前可用的仿真软件的情况,不应使用仿真进行机械型式试验的有效性延伸。然 以用这种计算方法评估单一部件或机械支撑件的强度。
市政工程施工组织设计4.3.5短时耐受电流计算
关于短时电流耐受性能,母线设计的导则和计算公式可参考低压总装的短路耐受导则[5.6.。其中 包括确定各极导体间的相互电磁力,以及导致母线导体弯曲并且破坏绝缘子的机械应力。当使用计算 出的电磁力时,母线上的机械应力以及支撑件上的力可通过应力分析程序进行评估。此外,当评估比已 通过试验的产品具有更低的I(额定短时耐受电流)和更高的t(额定短路持续时间)时,可以使用It 计算热效应
4.3.6内部故障压力上升计算
通过研究计算隔室的压力上升,来获得比较 虑压力释放装置打开的情况下提供隔室中的压力升高情况。对于简单的几何体可用计算公式对外壳壁 在压力下的强度进行评估,否则,采用有限元进行机械应力分析、 隔室排出的热气流可通过CFD程序仿真,指示器是否被点燃是型式试验的重要判据,但是到目前 为止,还是无法对此进行仿真。因此,该程序在型式试验有效性延伸方面的应用是有局限性的
4.4型式试验有效性延伸所需信息
应按照GB/T11022一2011中6.1.3对型式试验试品的要求,收集所要评估的总装的信息,以进行 型式试验有效性的延伸。此外,应采用第5章的表格提供经过试验的产品和被评估功能单元的、与型式 试验相关的设计参数信息。仅需使用那些与所要评估特性有关的表格。 应用试验过的总装的型式试验报告进行两个总装的比较。 制造商宜提供第4章列表中被试产品设计参数的相关信息,除了产品标准要求的信息之外,这些信 息也应包括在所有型式试验报告中。 通常用单一的设计参数值进行评估是不充分的。这种情况下,需要两者的相关图纸。 如果通过计算、数据资料或公式进行比较,那么应给出所用软件的类型,计算报告的参考数值以及 结果的概要。 应建立能够提供可溯源的分析文件。此文件应是将已进行型式试验有效性延伸到开关设备和控制 设备整个族或部分族的有效性延伸报告的一部分。
性从一个功能单元或总装,向属于同族的具有相同或较低的额定绝缘水平的其他开关设备和控制设备 延伸。 如果必要,依据GB/T3906一2020中7.2.4,已通过绝缘型式试验的试品中可能包括绝缘挡板和辅 助绝缘,因此型式试验有效性的延伸仅可以用在具有相同布置和设计的功能单元或总装上。试品应包 含适当的元件或模拟品,用来在最不利的试验情况下,再现如互感器或熔断器的高压连接的电场结构 (见GB/T3906一2020中7.2.7.2和7.2.7.3)。这允许将型式试验的有效性延伸至使用不同技术规格、 但具有相同外部电场结构的元件。对于其他的高压和低压附件(像避雷器和加热器)要进行同样的 考。
表2绝缘性能的延伸判握
大彩甲 注2:绝缘材料的几何形状同样可改变电场。
额定电流等于或小于经过型式试验的功能单元时,其温升性能延伸判据在表3中进行了概述。该 表中未考虑强制通风。 功能单元的载流能力取决于母线连接的设计以及相邻功能单元的电流分布。由于标准(例如 GB/T11022一2011中6.5)要求温升试验应在最严酷的条件下进行,所以应假设周围功能单元对温升 性能的影响等于或小于型式试验中的影响。 如果功能单元包括一族元件的不同成员,例如互感器或熔断器,为了将型式试验的有效性延伸至整 族元件,这些元件应逐一比较功耗。 额定额率由50Hz延伸至60Hz时,见GB/T11022一2011中6.5.2。 应根据其自身的元件标准对电流互感器进行试验及验证。如果安装在一个功能单元上的电流互感 器的一次和二次绕组在额定电流下的功耗等于或小手安装在经过型式试验的功能单元上的功耗,则认 为是可接受的。具有较低额定电流、较高一次电阻的电流互感器仅可用于具有相同或较低的一次和二 次功耗条件下的、低额定电流的开关设备和控制设备。对于其他元件,如为辅助控制回路供电的变压 器,应考虑相同的情况。
表3温升性能的延伸判据
注1:当导体穿过时,相比于低碳钢等材料,外壳和隔板使用非铁磁性材料会降低由交变磁场产生的热量。 注2:假设电导率和热导率是成比例的。 注3:考虑防护等级(IP代码), 注4:需考虑电流互感器一次和二次绕组的功耗。 注5:母线涂层(如油漆)可以改善与周围介质的热交换,油漆的颜色对于热辐射没有重要影响, 注6:外壳材质主要考虑材质本身的涡流发热效应对于产品温升造成的影响。 注7:有必要考虑散热器的散热效果,
同族开关设备和控制设备中使用的开关装置应根据其相关的元件标准进行有关功能和机械寿命的 型式试验。元件标准适用手开关装置的操动机构,以及人力或动力操作的轴或接口,也适用手开关装置 的机械位置指示器。 开关设备总装中接受评估的机械部件,未包含在专用元件标准中的有: 一活门系统; 一可移开部分的触头; 一联锁和操作连杆的传动链。 功能单元设计的任何改变都影响开关设备的安装/固定,应仔细检查上述部分对机械特性的影响。 当元件布置在同样或者更苛刻的情况下经过型式试验时,才能进行有效性延伸。表4提供了不包括在 元件标准中的部分的延伸判据,认为相关部件规定的操作次数等于或小于型式试验过的总装的次数。
表4机械性能的延伸判据
5.4短时和峰值耐受电流试验
式试验,当将其试验的有效性延伸到同族内其他具有相同或较小短路电流额定值(I。和I,)的总装时, 可用表5给出的判据,而不用考虑频率值(50Hz/60Hz)。短路持续时间t可能会增加直到满足 GB/T11022一2011中6.6.3中Itk的条件。表5考虑了经过型式试验的开关装置的交换。本标准湿 及范围不包括这些开关装置的内部调整。 为了将在母线室进行的型式试验进行有效性延伸,假设型式试验在至少有两段截面相同的母线串 联的情况下进行。允许按照表5中的项目 连接进行评估
表5短时和峰值耐受电流性能的延伸判据
根据GB/T3906一2020在功能单元的总装上进行关合和开断试验,当将其试验的有效性延伸到同 族内其他具有相同或较小额定参数(如额定短路开断电流)的总装时,可用表6给出的判据。 组成金属封闭开关设备和控制设备的主回路和接地回路一部分的开关装置,应根据相关元件标准 验证其具有的额定的关合和开断能力。GB/T3906一2020中7.101中对开断和关合试验的有效性延伸 规则进行了描述,并在7.101.1中提出“如果开关装置安装在条件相同或更加严酷金属封闭开关设备和 控制设备中进行了关合和开断试验,则不需要进行这些试验”,并给出了可能影响开关装置性能的因素 的注解,例如短路引起的电动力、燃弧产物的排放、可能的破坏性放电等,同时认为在某些情况下这些影 向可以忽略。 表6列出了相关设计参数并以此明确相同或欠严酷条件。表6中的所有参数为总装的参数
表6关合和开断性能的延伸判据
注1:至于开关装置内部的相间中心距离,型式试验有效性的延伸可能按照相关元件标准进行处理, 注2:可移开部件的触头不影响相关开关装置的关合和开断能力,因此不必考虑, 注3:假设机械强度已经通过短时和峰值耐受电流试验得到了验证,对于容性或其他任何负荷电流开合 适用,
注2:可移开部件的触头不影响相关开关装置的关合和开断能力,因此不必考虑, 注3:假设机械强度已经通过短时和蜂值耐受电流试验得到了验证,对于容性或其他任何负荷电流开合 适用,
规定内部电弧等级(IAC)的开关设备和控制 制设备应依据GB/T39062020验证内部故障试验。 试验可延伸的判据应考虑开关设备和控制设备的设计参数或额定值和安装条件,或两者兼有。
5.6.2有关设计的延伸判据
用丁内邮取 网压用全· 个功能单元或总装的完整评估可在 古后得到。经过调查研究,可以合并不同功 能单元中隔室的不同内部故障试 到总装。表7给出了对于内部故障电流和 持续时间等于或小于型式试验 判据的细节
表7关于设计的内部故障等级的延伸判据
注1:对于SF。绝缘的开关设备,充入与SF。额定充人压力相同的空气进行试验(见GB/T3906一2020 的7.106.3), 注2:细节参考GB/T3906一2020的7.106.2的第一段, 注3:强度的评估可能要求计算或有限元应力分析。评估要考虑到位置、强度和所有固定点(螺栓、钦链和插销) 的数量,
GB/T38658—20205.6.3有关额定值和安装条件的延伸判据如GB/T3906一2020附录B中定义的,制造商给出的安装说明书是实验室试验条件的选择基础。这些试验条件包含开关设备和控制设备在模拟空间中的布置,天花板高度的确定以及可触及侧或不可触及侧的位置。可以对一个此前经过型式试验的安装情况的近似评估,来考虑是否接受安装说明中的变化。为此,可能考虑附加规定,以便于将规定安装条件下的开关设备总装进行的内部故障试验的有效性延伸到相同总装在相同或欠严酷条件等不同安装条件下的性能。表8给出了试验额定值、安装条件和延伸判据的细节。表8中给出的大部分信息包含在GB/T3906一2020中。为方便使用,该表罗列了所有相关信息。表8关于额定值和安装条件的内部故障等级的延伸判据项目IAC试验的额定值及安装条件接受准则条件(见GB/T3906—2020)(1)(2)(3)(4)额定电弧故障电流≤B4.12额定电弧故障持续时间≤B.4.1≤B.4.23额定电压见注1在50Hz或60Hz下4额率进行的型式试验B4.4和B.4.3.2考虑到电流峰值可以检验两个赖率B1.如果试验在至少200mm的间距下总装到天花板的距离进行见注26总装到侧壁的距离B1,如果热气体不指向墙7总装到后壁的距离根据可触及性B1中规定的有效性判据具有相同可触户内/户外条件及性的户内的型式B.1.2试验涵盖了户外应用可触及类型B的型式9可触及的类型(A、B或C)试验涵盖了可触及类型A适用于可触及的类型A和B,如果到所FLR类涵盖了F、FR、FL10可触及的侧面(F、L、R)有墙壁的距离分别大于300mm和(和理论上的LR、L、R)100mm注1:根据GB/T3906一2020中B.4.2,试验电压可以是等于或低于额定电压的任意电压,为了接受在低于额定电压时进行的试验,B.4.3规定了实际试验电流需要满足的条件。注2:在排气管道将热气体排出房间的情况下判据不适用。在这种情况下试品和天花板之间的距离无关,仅与排气管道和天花板之间的距离有关。6型式试验的有效性延伸6.1概述型式试验有效性延伸的导则可以应用于但不限于下述情况:11
a 一个试品针对功能单元(FU)的一项特性进行的有效型式试验,延伸到开关设备和控制设备 族内的其他功能单元时(图1); b) 为每一个特性选择试品,用最少的试品和型式试验使其试验结果对整个该族的开关设备和控 制设备有效时(图2); C 对同一族开关设备和控制设备有效的型式试验报告进行分析,确定试验结果对于未进行试验 的总装具体特性是否有效时(图3); d)通过型式试验的总装,其型式试验有效性延伸至设计变更时
6.2试验报告有效性延伸到其他功能单元(情况
图1给出了如何按照下述步骤对给定的型式试验报告进行有效性延伸: 一第1步:检查报告中关于试品的描述(功能单元或几个功能单元的组合),并收集附加信息(例 如参考图纸); 一第2步:通过技术论证、计算或模拟,将试品的相关设计参数与第4章中提及的适用于所考虑 的型式试验的延伸判据进行比较(例如工频电压耐受试验的极间电气间隙): 第3步:检查一族开关设备的各种功能单元或多个功能单元的组合,确定它们共享相同的设计 参数,或认为具有试验过的试品能够覆盖的设计参数(例如极间电气间隙等于或大于试验过的 试品)。应检查相矛盾的设计参数,考虑到其他特性时可能会限制试验结果的有效性延伸。
图1一份试验报告的有效性延伸(情况a)
如果可以明确地检查族中一个功能单元或者多个功能单元组合的相关判据,那么不要求进一步 验,且对此功能单元获得的试验报告是可以接受的。
6.3通过选择试品确认一族(情况b)
图2给出了如何选择一个试品使验证整族的试验数量减到最少。对于一族开关设备和控制设备
个特性都应按以下步骤进行: 一第1步:对给定的特性(例如绝缘耐受),按照表2~表7分析关联的设计参数(例如极间电气 间原)并且通过技术论证、计算或模拟确定族中哪些成员组成同类组; 第2步:在每个同类组中,选择具有关联特性可以覆盖整组的试品(即从该试品得到的试验结 果允许将有效性延伸到整组); 第3步:进行型式试验
图2通过选择适当的试品确认一族(情况b)
考患到要进行的型式试验和有关条款提及的相关设计参数的有效性判据,应通过开关设备和控制 设备的族的映射来准备情况b中第1步。这个分析包括: 一对于各个特征,在同族开关设备和控制设备内确定设计参数的变化; 一对于一种或多种型式试验,确定满足设计参数有效性判据的同类组。 这种映射不同于所考虑的型式试验,因为试验结果可能的有效性延伸判据和参数的相关设置是不 同的,因此需要对每种试验都进行分析。 由于一族开关设备和控制设备有很多尺寸与所考虑的型式试验对应的设计参数相关,因此,分析结 果的表述将很复杂。本标准给出了一些表格,或着罗列了对于不同型式试验项目的数据表。宜包含对 可追溯性原因和未来适用的说明。
大多数情况下,仅确定一个综合所有严醋条件使整族有效的试品(族内的一个功能单元)是不可能的。 通常可能需要一个以上的试品。 可提供一些提示:
共享技术特性的同类组通常被设计参数的最低或最高值,或额定参数的最高值所覆盖; 当考虑数值数据,如设计参数额定值、截面积、电气间隙.),更易于建立有效性延伸; 同类组的识别可能需要熟练的工程师进行分析; 应对所有在型式试验表格中列出的延伸判据进行评估。
6.4通过现有试验报告确认总装(情况c
图3给出了基于一族开关设备和控制设备如何检查所给总装型式试验报告的有效性。 第1步:确定总装中使用的不同功能单元(FU); 第2步:对于各功能单元和各个特性,通过表2~表7给出的设计参数以及技术论证、计算或 模拟来确定其隶属的同类组(同族中的这些功能单元的试验结果的有效性可以延伸); 一第3步:检查获得的试验报告,如果适当,在评估的支撑文件中合并试验报告。 如果适当的试验报告无法获得,那么不能进行有效性延伸。
6.5设计修改的确认(情况d)
图3用现有试验报告确认实际总装(情况c)
d可用情况c描述的相同方法进行 单元开始,例如图3第2步中的FU3
情况d可用情况c描述的相同 改的功能单元开始,例如图3第
附录A (资料性附录) 延伸判据的基本原理
表2~表7列出的各设计参数有效性判据的定义,是基于成熟的技术和物理原理以及制造商和用 的经验给出的。普追意见是根据判据进行评价时,宜假设制造商根据作为判据基础的相同技术和物 重原理来设计开关设备和控制设备。如果对有效性判据有怀疑,则需要进一步的证据支撑有效性的延 申,如计算。下面将根据这些技术和物理原理,并依此选择延伸判据,如表2~表7中的设计参数和相 应有效性判据
在评估绝缘耐受试验的有效性延伸 扣相间电气间隙、对地电气间隙和相关有效性判据 等宜予以考虑。下面给出了表2所示的各延 (项目)的原理
被间和对地的电气间原与绝缘耐受直接相关。如果表2中列出的所有其他设计参数没有改变或在 绝缘性能方面有所增强,那么与经过型式试验的开关设备和控制设备相比,较大的电气间隙增加了绝缘 耐受能力。 对于每相具有更多并联导体来满足较大额定电流的开关设备和控制设备,极间和对地的电气间隙 会变小,即使导体以相同方式布置(例如垂直、水平或三角形对齐),相比经过型式试验的开关设备和控 别设备,其绝缘耐受能力将会降低。对于有更少的并联导体,则情况正好相反,可以进行绝缘型式试验 的有效性延伸。如果导体的布置明显不同,即使有相同或更大的电气间隙,相较于经过型式试验的开关 备和控制设备,绝缘耐受不得不通过进一步的技术分析来证明。 安装附加的接地装置或试验点可能减小相对地的电气间隙,因此与型式试验过的开关设备和控制 设备相比绝缘耐受能力有所降低。
A.2.3绝缘支撑件和材料(项目3和项目4)
对于使用相同介电性能材料的绝缘支撑件,与型式试验过的开关设备和控制设备相比,爬电距离的 增加提高了绝缘耐受能力。然而,绝缘耐受能力可能受到沿绝缘表面的电场分布的影响。因此分布不 宜明显改变,例如处于悬浮电位的部件或引入的附加元件(如分压器)。 绝缘材料宣具有与型式试验过的开关设备和控制设备相同或改进的电气性能。如果从可获得的规 范中不能确定这些性能,那么项目4条件下的性能试验可能是必要的。 绝缘挡板以及附加绝缘对电压耐受的影前难以评估,这种绝缘部分的设计变更通常将使绝缘型式 试验无效,除非能说明此设计变更不重要。
A.2.4带电部件(项目5和项目6)
具有较低表面粗糙度的带电部件具有较均勾的电场分布,避免了较高的局部电场强度,因此绝级
受能力有所增加。 具有较大半径的导体,包括路径的弯曲和拐角,具有较低的局部电场强度,因此也增加了绝缘耐受 能力。该延伸判据也适用于其他处于高电势的导体部件甚至接地部件。当其与带电部件位置相对时, 有必要评估接地部件的影响,它可能影响绝缘耐受能力。
A.2.5触头开距和隔离距离(项目7和项目8
如果开关装置的触头开距或隔离距离由总装设计决定,那么与通过型式试验的开关设备和控制设 备相比,较大的间距将增加绝缘耐受能力。例如具有动、静触头独立支撑的接地开关或隔离负荷开关。 如果触头间隙包含在开关装置中,虽然来自总装的绝缘耐受影响较小,然而也宜予以考虑。例如影 响可能来自邻近的接地外壳或隔板。
A.2.6绝缘用最低功能压力(项目9)
绝缘用的气体压力或相应的密度对绝 制造商规定的绝缘用最低功能压 力下已经进行了试验。与型式试验过的开关设备和控 设备相比,更高的压力或密度增加了绝缘耐受 性能。由于不同气体具有不同的绝缘性能,该延 用于相同气体
开关设备和控制设备的额定电流值取决于那些当电流流经主回路时具有最温开的部件。这些部 件可能包含开关装置的触头、导体的螺栓连接(或等效的连接)、端子以及开关设备和控制设备的可触及 部件,例如外壳。 这些部件的温升可能受到很多设计参数的影响,例如导体间的中心距、导体的材料类型、触头压力、 外壳尺寸和体积、通风口面积以及元件和/或装置的功耗。 下面详细列出了表3所列的影响开关设备和控制设备温升的延伸判据(项目)以及相应有效性判据 的基本原理。
A.3.2各相导体的中心距(项目1)
在三相回路中,导体中电流产生的交变磁场将会在相同和相邻导体中感应涡流,这将改变所有导体 中的总体电流分布,例如当电流为同方向时,导体中的电流密度在远离相邻导体的地方较高。这就是已 印的邻近效应,它会增加功耗,并在开关设备和控制设备内部产生更高的温度,因此当确认温升判据时, 从导体几何中心测量的导体间的中心距很重要。这些距离可能受到隔室内导体布置的影响。 以相同的方式布置导体(例如横向、纵向或三角形对齐),每相导体的数量相同且有较大相间中心距 驾的开关设备和控制设备认为功耗较低,且有助于降低开关设备和控制设备的温升。如果导体的布置 与已经试验过的总装相比有明显的不同时,较大的中心距不能保证较低的功耗和温升。在这种情况下 就要求进一步的技术分析,
3相对地距离(项目2)
开关设备和控制设备的非载流金属部件也可感应涡流。由于钢的导电率较低且外壳厚度小,通常 忽略外壳的这种效应。然而,由于材料中磁域的反转,交变磁场在垂直于电流通路的铁磁钢外壳中产生 了热损耗。这可能引起附加的热功率损耗从而导致较高温升。与此有关的相对地距离不是电气间隙或 中心距离,它是由上述作用决定的距离。 如果不能排除这些电流热效应,宜评估相对地距离。认为具有较大或相同相对地距离的开关设备
和控制设备产生较低或相同的热损耗。如果开关设备和控制设备接地部件附近的导体布置显著不同, 那么不能保证较低的温升。
下壳和隔室的体积(项目
该效应取决于开关设备和控制设备外壳的表面积(体积)以及使用材料的类型。对于相同功耗,外壳的 表面积较天的开关设备和控制设备将扩散较多的热量并且因此使得内部部件的温升较低。相似的,具 有较低热阻的材料将扩散较多的热。使用非铁磁性材料的外壳可通过消除磁化电流效应避免热量的 产生。 开关设备隔室中气体的对流特性原则上受到隔室体积和表面积的影响。该效应难以评估且在有费 情况下可能影响散热。GB/T24276给出了进一步的参考以得到外壳/隔室尺寸对温升影响的理解。
A.3.5绝缘气体(项目4)
完再到周用环境的散热能力有直接的 影响。最低功能压力或密度的增加加强了气体的热传导能力,导致开关设备和控制设备内部部件温升 的降低。由于不同气体具有不同的热性能,该延伸判据仅适用于相同气体。
A.3.6导体(项目5和项目6)
流经主回路导体的电流产生的功率损耗I"R取决于电流强度I和导体电阻R。主回路的功率损耗 R占开关设备和控制设备中的总功率损耗的绝大部分。假设导体具有相同类型的材料,增加导体横 截面积,同时保持恒定的电流强度,将会降低电流密度且因此降低导体的功率损耗。该效应降低了内部 部件的温升。 对于开关设备和控制设备中给定的导体布置,单位长度具有较低电阻率和热阻系数的导体系统,会 改善热点的散热且降低这些热点的温度。
A.3.7导体接头和连接(项目7项目8和项目9)
接头和连接提高厂功率损耗,因为电流流过接头或连接电阻造成损耗,而温开取决于T尺。接头和 连接处的电阻,也叫作接触电阻,取决于原材料和金属涂层类型,接触压力(或力)和接触表面积。假设 接触材料类型相同(无涂层表面的导体材料或涂层表面的涂层材料),接触压力(或力)和/或接触表面积 的增加会降低通过接头或连接的电阻,这导致较低的功率损耗并且降低了此处的温升。 由于厚度小,涂层材料的电阻率对整个电阻的影响有限,但是对GB/T11022一2011中定义的涂层 的最大允许温度有影响。延伸只能从较低的最大允许温度材料到具有较高最大允许温度规定值的 材料。 GB/T25840中有更进一步的参考以增加触头电阻对温升影响的理解,并且能够找到有关连接和 接头处使用相同或不同材料和金属涂层后的接触电阻的信息。当暴露在氧气中时,铜相对于铝被认为 是“更好”的接触材料,例如若不采取其他措施,形成的铝氧化物具有低的电导率。
室和外责的通风面积(项
为了能够通过空气对流有效散热,有些开关设备和控制设备在隔室和/或外壳上设计了通风口。对 于具有较大通风口的开关设备和控制设备,对于流入和流出的气流、净散热会更大且因此降低了内部元 件的温升。 排风口的位置也很重要。隔室或外壳内这种开口位置的明显改变,可能妨碍了开关设备和控制设 备的空气流通,并降低了散热性能。
覆盖通风口的网眼或网格防护等级(IP代码)的修改也可对散热造成影响。较高的防护等级可导 致通风口的有效面积减少,从而减少了开关设备和控制设备中的空气流通。 GB/T24276给出了进一步的参考以增强通风对温升影响的理解。
A.3.9元件的功耗(项目11)
影响。这些元件具有有限电阻且会耐受流经他们的电流引起的I"R的热损耗。具有较低I"R功耗的 开关设备元件会降低总体温升,特别是在这些元件的关键部件上。 电流互感器一次和二次绕组的功耗取决于一次和二次侧电流,因此二者都宜予以考虑。电流互感 器参数表可以提供在高温时的二次绕组电阻
A.3.10绝档板(项目12)
同能增加开关设备和控制设备的绝缘耐受能力,但也 可妨碍开关设备和控制设备中的空气流动以及降低对外壳的热传递。这对散热具有负面影响且因此增 加了开关设备和控制设备内的温度。因为这种挡板的增加,通常需要重复温升型式试验。 绝缘挡板的表面积很重要,表面积的增加将导致对气流的限制,反之,表面积的减小将产生相反的 挡板可能有巨大的影响
A.3.11导体和外壳的绝缘涂层(项目13项目14和项目
由于热阻的存在,导体和/或外壳使用的固体绝缘将会限制其向周围介质散热的能力。在另一方 面,它可能会有助于辐射散热,这取决于绝缘材料的热传递性能和外表面的发射系数。 导体和外壳上的油漆或特殊涂层通过热辅射增加向尚周围的热传递井能够降低温升。涂层的热阻系 数和发射系数宜相同。油漆的颜色对热辅射没有大的影响,因为发射系数主要由油漆的聚合性能决定。 相反的,有些用于增加绝缘耐受性能的涂层或覆盖物可能会减少热传递, 对手特殊材料,减少这种材料的厚度通常会改善热传递能力井有助于降低开关设备和控制设备内部
A.3.12与导体接触的绝缘材料(项目16)
对于机械试验来说延伸判据着眼于机械部件强度、结构以及产生的或施加的力的比较。宜特别关 注安全方面尤其是联锁系统。 因为安全的原因(涉及接近操作界面以及插入或抽出可移开部件)可能要求设备不同元件之间的 联锁。 相比较的机械部件有: 一活门系统; 一可移开部件的触头; 一联锁和传动链。 根据GB/T3906一2020的7.102.2,认为联锁是满意的,如果:
开关装置不能操作; 防止进人联锁隔室; 一防止插入和抽出可移开部件; 一开关装置、可移开部件和联锁仍然有效,且试验前和试验后试操作他们的力与最大手动操作力 (人力操作)没有不同,或不超过峰值能量消耗(电动操作)的50%。 除了在型式试验中检查正确的联锁功能外,标准要求在寿命试验后证明其功能性和实用性。 下面给出了更加详细的包含在表4中各延伸判据(项目)的基本原理
A.4.2活门系统(项目1)
考虑到活门的总质量以及机械联动装置的强度,具有相同技术原理(例如活门驱动或与开关装置的 相互作用)的两个不同的活门系统可以进行比较: a)对于机械联动装置,可以从较弱的系统向较强的系统延伸。设计的强度可以通过考使用的 材料、部件的尺寸、连接轴的强度等来确定,例如机械联动装置中轴的长度和直径。由于活门 系统的复杂性,有效性只能延伸至使用相同设计原理的活门系统。 通常,较轻的质量易于挪动且在机械元件上作用的应力较低。较轻的质量可以通过减小与机 械联动无关的可移动部件的尺寸来获得,例如改变材料
A.4.3可移开部件的触头(项目2)
A.4.4联锁系统(项目3和项目4)
联锁系统与操作者安全相关。要求对机械联锁装置的功能性和强度进行评估。考虑两类联锁系统: 联锁系统直接在开关装置的传动链上操作,它会和人力操作力或任何电动驱动力产生相互作 用。在这种情况下,有必要在人力操作推和/或旋转接入点或轴时,或者在非电动联锁操作装 置驱动时,在标准规定的限值下,对锁定的联锁系统进行试验。 联锁系统防止接近开关装置的操作链,通常其设计成可用手指驱动。这些接近系统避免了可 能破坏装置元件的作用力。 仅在对比系统基于相同技术原理时可尝试联锁系统的有效性延伸。锁定的机械联动装置的强度 也就是违反联锁条件的情况下)宜相同或更高。与项目1所述相同的情况下可以进行评估。 如果施加的力矩或力被限制在一个较小的值(例如通过限制拉紧装置或不同的手柄和通过较小的 止接近装置的操作力,也允许延伸
A.5短时和峰值耐受电流试验
短路电流在各相导体之间产生电动力,该电磁力取决于电流路径,包括弯曲和转角。对于几何结构 商单的导体,这些相互作用力可以通过解析公式进行计算,然而对于复杂的几何结构则需要有限元仿真 工具。导体间的中心距越小,相互作用力越大。考虑到电流的稳态和暂态分量,开关设备和控制设备应 这些力的设计能力是由所有支撑件的强度决定的。此外,对于所有动触头和固定连接也是重要的。 没计参数评估时宜考虑所有这些影响。 另外,当依据GB/T11022一2011中6.6.2,评估比试验过的产品具有更低的I和更高的t时,可以 用It计算热应力。 表5对主回路和接地回路都适用。接地回路宜考虑的主要是项目5和项目6。由于接地回路通常 设计成仅耐受单次短路故障后就需要维护,其他项目中的要求可以去掉。 下面给出了更加详细的包含在表5中各延伸判据(项目)的基本原理
服务质量标准A.5.2各相导体的中心距(项目1)
如果导体间的中心距天于型式试验过的开关设备和控制设备中导体间的中心距,那么相间的相互 作用力较小。因此,进行评估的设计宜耐受与型式试验中相同的短路电流,假设电流路径中的所有连接 和触头具有相同的设计(见项目5的条件),且导体路径不产生高于经过型式试验验证的电动力的设计 值(见项目2)。
A.5.3导体(项目2、项目5和项目6)
由于导体路径的弯曲和转角而产生的电磁力可能超过相间的相互作用力。当导体的所有弯曲角度 其有与初始形状相同或更大的值,那么延伸有效性是有可能的。如果电流路径与型式试验过的设计相 差太多,那么通过对导体布置完整的三维建模,且后续用适当的程序对电磁力进行计算才可能延伸。 两个导体之间的相互电磁力不是由导体的横截面而是由它们的中心距决定。然而,由于电流的热 效应以及可能的电流密度效应,宜确保导体的横截面与原开关设备和控制设备相同或更天。类似的连 接,例如母线之间,宜就局部热效应进行评估。 导体的材料首先由于材料的电阻率确定了热损耗,其次确定了导体的机械稳定性,再次确定了连接 承载电流的能力。因为这些连接可能包含复杂的特性,所以未通过型式试验无法允许与原材料偏差。 对于接地回路,对地故障电流可能不仅流过特别为此设计的导体,还有可能流过金属外壳。主要依 靠这种作用的总装很难比较。导体包括接地回路到接地终端的连接。
施加短路电流时,支撑导体的所有绝缘部件的机械反作用力可能导致支撑件的损毁,这会导致型式 式验无效。因此,假设根据相同的原理设计支撑件且其与型式试验过的设计相比具有相同或更高的强 度。对于复杂的支撑结构,以上假设的结果可能不明显,此时可能要求计算机械应力。 对于由一排绝缘子支撑的导体,设计的强度不仅取决于支件本身角钢标准,也取决于支撑件的布置。作为 最低要求,两个支撑件之间的距离宜相同或更小以保证相同的机械强度。对于所有导体的所有支撑件, 都宜依据本判据进行评估。
A.5.5与导体接触的绝缘材料(项目7)
在短时电流期间短路电流会加热导体。所有与导体接触的支撑件或元件在它们相接触的地方物
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