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摘要：温升作为低压成套开关设备的重要指标之一，其高低直接影响到产品的质量和寿命，因此，低压成套开关设备设计过程中通常都需要经过温升试验考核，以使发热在可控范围内。由于影响低压成套开关设备温升测试的因素众多，在具体实施过程中，我们需要加以综合考虑，以便及时提出有效方法，极大地提高测试的准确性和可靠性。本文主要分析了低压成套开关设备温升测试方案的选取，探讨了低压成套开关设备温升测试的影响因素，以供参考借鉴。
关键词：低压成套开关设备；温升测试；方案选取；影响因素
1.引言
低压成套开关设备的温升试验，就是测量其在规定工作条件下的温升值，温升值是柜中部件的工作温度与周围环境温度之差，将温升值加上环境温度就是最高工作温度，这个最高工作温度不能超过材料的允许极限值。温升作为低压成套开关设备的重要指标之一，其高低直接影响到产品的质量和寿命，因此，低压成套开关设备设计过程中通常都需要经过温升试验考核，以使发热在可控范围内。
GB7251．1-2O13新标准明确了成套设备内的温升极限是以不超过成套设备内所使用材料的长期能力的工作温度为基础来确定。其试验考核方法主要通过额定电流使其自然升温，每小时温度变化不超过1K时，认为温度达到稳定状态，此时测量温升值不能超过国家标准规定的规定值。由于影响低压成套开关设备温升测试的因素众多，在具体实施过程中，我们需要加以综合考虑，以便及时提出有效的处理方法，避免或减这些影响因素对试验测试结果的影响，从而提高测试的准确性和可靠性。
2.低压成套开关设备温升测试的方案选取
选择低压成套开关设备进行型试验时，要根据不同的安装方向，考虑最严酷的隔室及外壳条件(考虑到形状、尺寸、隔板及外壳的通风设计等)，选择最严酷的方案。在验证温升试验前，需要先对低压成套开关设备的防护等级进行验证，以确保成套柜在生产企业声称的防护等级下进行温升的验证，选择试验用外接导线时，应根据低压成套开关设备的各个功能单元以及主／配电母线的额定电流来选择的，与要验证的实际施加的试验电流无关。
温升试验时，如果试品只有单一回路，可以直接在试品的出线末端短接，通以额定电流进行测试。例如低压成套开关设备中母线干线或者由单一元件组成的柜体进行温升试验时采用此方案。单一回路温升测试系统图如图1所示。
通常情况下低压成套开关设备中具有若干个出线回路。对这种开关柜进行温升试验时，应根据各条出线回路的实际情况，通以相应额定电流值。实验室通常
图1 单一回路温升测试系统图
图2多回路温升测试系统图
采用多磁路升流变压器输出低压大电流到试品的进线端，而试品的各个出线回路根据额定电流的大小选择电流调节装置连接，试验过程中，利用电源侧的变压器和输出侧的电流调节装置调节输入和输出电流到额定值。图2为多回路温升测试系统图。试验过程中由于导线发热，引起回路中导线电阻的变化，电流会降低，可以通过以上调节的步奏重新进行调整，直到温升达到稳定值。
3.低压成套开关设备温升测试的影响因素
低压成套开关设备温升试验中存在很多影响因素，如果这些影响因素处理不当，会使得测量温升值偏离实际温升值，因此，了解影响温升的主要因素，并掌握正确的处理方法，能够减少或避免这些影响因素对试验测试结果的影响，达到准确测量的目的。影响温升的因素主要体现在以下方面：
3.1连接导线的影响
温升试验中连接导线对低压成套 开关设备温升的影响是很明显的，这是因为接导线可把样品所产生的热量通过导线传导到外面，也可以把外面的热量导入样品中。因此，标准中严格规定了温升试验中使用导线的截面积和长度规格，进行温升试验时应按标准的规定根据试验电流大小选用导线。有时即使使用标准要求的导线，因为导线的实际状况也会影响温升，例如使用铜排连接时，铜排上涂有的黑色无光黑漆容易因为年久产生脱落，影响其散热；使用绝缘导线时，因为实验室利用导线的频率高，使用久了之后导线的连接头会出现导线中铜丝断裂的现象，造成温升值升高，进而影响样品的实际测量温升。
3.2空气流动的影响
空气的流动对样品和连接导线的散热都有一定的影响，从而影响试品的温升。在低压成套开关设备进行温升试验时，存在两种形式的空气的流动，一种是由于试 品本身发热后引起周围空气的流动，称为空气的自然对流；另一种是有外界带入的如电扇或者空调直接吹风、试验场所密封不严密造成吹入自然风、或者人员频繁走动开、关门等引入风等情况。第二种情况的对流所引起的对流散热对于试品来说是额外的散热，会降低对于试品的考核，这在试验中是不允许的。
3.3试验电流不稳定的影响
在GB7251.1-2013中规定，在试验期间，实际进线试验电流的平均值应在预期值的0％～+3％之间，每相应在预期值的±5％范围内，但是在实际试验中电源电压难免有波动，低压成套开关设备中导体和连接导线在通电发热后其电阻值也难免要增大，这些都会使试验电流值发生变化。试验电流的变动对试品温升的影响是很敏感的，这是因为试品的发热与试验 电流值的平方成正比，用微分的关系可表示为
由式(1)可以看出，当每相实际试验电流上偏离标准规定值5％时，低压成套开关设备该相的温升就将增大10％，也就是说如果实际温升只有5OK，因为电流有上偏差5％，测量的温升就有50+50×10％=50+5=55K，这样造成温升测量结果+5K的误差。而且按照标准的要求，判断温升是否达到稳定的规定是测量的所有点温升值之差不大于 1K／h ，如果实际温升为50K，在1h 期间，电流偏差达到2％，电流偏差引起的温升偏差就达到lK，就不能以此确认温升达到稳定，因此严重影响温升的测量。
一般实验室为了保障试验电流的恒定，一般是采用人工不断调节电源电压的办法来达到控制试验电流恒定，但是对于低压成套开关设备来讲，这种方法有一定的局限性，因为大部分低压成套开关设备有多个出线回路，而且调节各个出线回路电流，它们相互之间会影响，因此就要配备好几个人同时调整，试验做起来非常费工费时。此外，保持电流恒定还有种便捷的方式：在试验电路中加入一个程控恒流调节装置来自动调节，使用这种方式要注意不能因此引起试验电流的波形发生畸变。
4.结束语
总之，影响低压成套开关设备的温升的因素众多，除了以上介绍的以外，还有电流波形畸变的影响、周围环境的影响、导热和传热系数的影响、导体之间的搭接面积大小影响等因素，在具体实施过程中，需要综合多种影响因素加以充分考虑，以便采取行之有效的措施加以处理和优化，同时要并严格按照试验设备要求和方法进行操作，此外，要注意加强对试验人员的培训学习，使之掌握正确的操作方法，从而提高试验测试水平。
参考文献
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论文作者:金晓华
论文发表刊物:《电力设备》2015年第11期供稿
论文发表时间:2016/4/29
标签：低压论文; 开关设备论文; 导线论文; 电流论文; 回路论文; 测试论文; 因素论文; 《电力设备》2015年第11期供稿论文;