智能型低压成套开关设备和控制设备检测方法解读

智能型低压成套开关设备和控制设备检测方法解读

周寅峰

（盐城市产品质量监督检验所，江苏盐城224056）

摘要：智能型成套设备标准GB/T7251.8－2005所依据的基础标准GB7251.1－2005更新为新版标准GB7251.1－2013，测试项目与测试要求都发生了很大的变化，特别是与智能型成套设备有关的电磁兼容性（EMC）测试。主要介绍了日常检测较少的功能试验和变化较大的EMC项目的测试内容与方法，以便制造商及研发人员了解智能成套设备在标准换版后的测试项目及方法，同时也可使相关检测人员加深对标准的理解。

关键词：智能型成套设备，GB7251.1－2013，GB7251.1－2005；，功能试验；EMC试验

前言

随着智能电网技术的不断发展，具备智能控制功能的系统特别是有关电能管理与节能的软件或系统不断涌现，如：Acrel-2000/3000智能配电系统、电能质量在线监测与治理系统、基于FCX3智能配电监控器的配电监控系统、Ｒiyear-PowerNet配电监控系统、SmartPanel低压智能配电系统等。智能配电系统是各种智能型开关柜与计算机监控系统的组合应用，一般由若干面通过通信网络联接的智能型或非智能型低压开关柜组成。作为这些智能系统主要载体的低压智能成套设备也逐步得到推广和应用。

智能型成套设备标准GB/T7251.8－2005《低压成套开关设备和控制设备智能型成套设备通用技术要求》无对应IEC标准。与传统低压成套设备相比，智能型成套设备的主要测试项目基本相同，主要增加了EMC的测试内容及功能检查的内容。本文主要探讨了针对智能成套设备的特殊项目的检测方法，从而规范检测方法，为生产厂和检测人员提供参考。

1相关定义

智能型成套设备是指采用标准的现场总线或其他数字通信方式将具有通信能力的元器件相互连接起来，通过控制器或上位机（主站）实现对现场设备、电网或其他控制器（从站）等的遥测、遥调、遥控、遥信中的部分或全部功能的成套设备。其中，成套设备本身应具备输电、配电和电能转换以及控制电能消耗等功能。动力中心是指成套设备中安装大电流、高分断万能式断路器，作为主进线、主配电用的柜体的统称。

2主要测试项目

智能成套设备作为低压成套设备的一种，首先要满足低压成套设备的所有型式试验项目的测试要求，其次由于其具有智能属性，在EMC和功能试验项目上需要进行有别于普通低压成套设备的特殊项目试验。

主要测试项目包括温升极限的验证、介电性能验证、短路耐受强度验证、保护电路有效性验证、电气间隙和爬电距离验证、机械操作验证、防护等级验证、电磁兼容性（ElectroMagneticCompatibility，EMC）、功能试验等。其中，EMC项目主要包括抗扰度试验及辐射试验，功能试验项目主要包括遥调、遥测、遥控、遥信及实时控制功能的验证。

3测试要求与方法

由于测试项目中除EMC和功能试验项目外，其他测试项目与标准GB7251.12－2013完全相同（原依据的GB7251.1－2005已作废）。虽然新版标准增加了许多有关壳体及材料的测试项目，但测试要求与方法已经非常成熟。本文将重点对测试较少的功能试验和变化较大的EMC试验项目的测试要求和测试方法进行探讨。

智能型成套设备应按低压成套开关设备和控制设备的制作要求设计制作完整的样柜，并经企业检验合格。样柜的样式与规格应符合新版3C认证成套开关设备的单元划分及实施规则的要求。另外，还要求选用的元器件、通信器件等应满足各自的EMC试验，并有相关的试验报告。

3.1功能测试

通常在温升试验中进行系统功能测试，制造商应提供上位机软件以便进行验证操作。功能测试主要从遥调、遥测、遥控、遥信及实时控制功能等方面进行验证。

首先连接好系统所有的控制设备，为减少不必要的损耗，需要将电流回路和电压回路分开，并分别通电。其中，电流回路一般采用低压大电流电源供电，通过电流调节器进行分路电流调节；电压回路按正常三相电源（如380V）供电，保证所有的控制与通信功能正常。

在温升试验之前及温升试验进行中通过上位机进行系统操作。温升稳定后，按要求测试系统的功能。

上位机的参数及功能记录应包括以下方面：

（1）设定任意一路进出线万能式断路器的保护特性参数，一般选取主断路器和馈线柜断路器分别验证；任意设定一路电机控制回路的保护参数，如电机过载倍数（或实际电流值）、电机起动控制方式（试验条件允许时）。

（2）通过上位机对试验回路进行试验操作。

（3）包含有软起动器、调速器的系统控制器应带电机进行起动、停车、正常运行的试验。

（4）试验中记录任意两个回路的电流、电压值。

（5）其他制造商产品中提供的功能要求。以上参数记录或功能应与柜体上仪表或开关显示的参数或功能一致，有一项不符合，可判定产品功能不合格。

另外，智能型成套设备的通信系统可采用总线方式或其他数字通信方式。有关总线的特殊要求受软件测试条件限制，一般不进行测试验证，而是通过上位机的操作来进行验证。

3.1.1遥调功能成套设备系统中动力中心应能通过上位机远程调节各从站设定值、特性曲线等，如对馈电柜万能式断路器进行瞬时动作值参数设定。

3.1.2遥测功能通过上位机远程测量各回路、各从站控制单元的如下电量参数。

（1）主进线电路：三相电流、三相电压（线电压/相电压）、有功功率、有功电能、无功电能。

（2）配电电路：三相电流、三相电压（线电压/相电压）、有功电能、无功电能。

（3）动力照明：三相电流。

（4）电动机回路：三相电流/单相电流、三相电压（线电压/相电压）、功率因数、有功功率。

（5）补偿回路：三相电压（线电压/相电压）、功率因数（实际值/设定值）。

（6）其他：电网频率、谐波。具体可遥测的参数根据制造商的说明确定，但一般不少于上述参数，所有可遥测参数均需进行逐一确认。

3.1.3遥控功能通过上位机对各从站进行控制功能的操作:

（1）动力中心电路：控制开关的储能、合闸、分闸。

（2）配电回路：控制开关的分闸、合闸。

（3）电动机控制电路：电动机的起动、停车等操作（通过控制电动机回路的起动与停止来检测）。

（4）补偿电路：能选择自动/手动补偿。手动方式下，远程可控制电容器的投切等。具体可遥控的对象根据制造商的说明确定，所有可遥控对象需进行逐一确认。

3.1.4遥信功能通过上位机提供系统的各种信息资源，包括以下方面:

（1）通信状态、开关状态、报警/故障标志、电动机回路操作次数/运行时间等信息。

（2）各类信息资源查询、记录、日记报表等。

（3）电能管理、成本分析、电能质量和负荷分析等。

具体可遥信的功能根据制造商的说明确定，所有可遥信资源需进行逐一确认。

3.1.5实时控制功能

对特定的控制对象(从站)能进行自动控制，满足从站对可靠性和足够短响应时间的要求，通过对控制对象的实时操作进行逐一确认。

3.2EMC测试

GB7251.1－2005标准的EMC环境是按环境1（与低压公共电网有关）、环境2（与低压非公共电网或工业电网有关）来划分的，而GB7251.1－2013标准的EMC环境则是按A类（与高压或中压变压器供电电网有关，包括工业环境）、B类（与低压公共电网或连接到直流电源的设备有关）来划分的，因此在选择判定条件时应特别注意。作为主要在工业环境使用的智能成套设备，建议按A类环境进行考核测试，考核项目分为抗扰性试验和辐射试验。

3.2.1抗扰性试验

A、B类环境EMC抗扰度试验的要求及验收准则如表1所示。

3.2.2辐射试验

智能型成套设备中采用了大量的电子器件和通信器件、通信端口，可能导致辐射值超标，因此需进行辐射限值的测试。按照CISPR11进行验证：对于A类环境，应满足A级的要求；对于B类环境，应满足B级的要求。由于成套柜体积较大，应使用10m暗室进行测试，同时暗室应配备相应的电压、电流回路电源。

4结语

智能型成套设备标准GB/T7251.8－2005所对应的基础标准GB7251.1－2005于2013年进行了换版，并于2015年1月13日正式实施。标准GB7251.1－2013中EMC抗扰度测试项目由旧版的四项改为新版的七项，对于智能型成套设备的测试条件及测试方法都提出了更严格的测试要求。如不采取适当措施，在整机功能试验和EMC测试时极易出现不合格情况。因此制造商在设计、制造智能型成套设备时，除满足低压成套设备的基本要求外，应特别注意内部结构，如控制回路、通信回路的布线方式，必要时应进行试验验证。

参考文献

[1]GB7251.1－2013低压成套开关设备和控制设备[S]

[2]GB7251.1－2005低压成套开关设备和控制设备[S]

[3]GB/T7251.8－2005低压成套开关设备和控制设备智能型成套设备通用技术要求[S]

[4]GB50411－2007建筑节能工程施工质量验收规范[S]