隨著開關(guān)設(shè)備走出去越來越多,不同國家的需求也隨之而來,其中最典型的問題就是60Hz的應(yīng)用。
眾所周知,我們國家電網(wǎng)的工作頻率是50H在z,也就是說交流電正弦波一秒鐘要經(jīng)歷50次循環(huán),也就是說20ms就是一個周波,即三相電源,每一相20ms內(nèi)要經(jīng)歷兩次過零點,即如果A相第一次過零點是5ms,那么在15ms又將再次過零。
而世界上很多國家電網(wǎng)使用頻率是60Hz,即1秒鐘60次循環(huán),計算一下一個周波是16.6666毫秒,也就是8.3333過零一次。
頻率大了帶來哪些影響呢?交流電磁效應(yīng)影響加大,從導電回路來說,集膚效應(yīng)就是電流傾向于在導體外表面流動,鄰近效應(yīng)就是受到電磁影響,電動力作用下,電子在遠離相鄰相流動多,也就是說導體靠近相鄰相的電流變小,那么頻率對于載流量的影響也就顯而易見了,頻率越高,載流量越小。
電路導體的有效交流電阻在較低頻率下較小,因此通過電路的連續(xù)電流可以有所增加。下表提供了在低于60 Hz的頻率下工作時斷路器的額定電流,也就是說在接近直流情況下,導體可以承載更多電流。
50Hz下1250A的載流量應(yīng)用到60Hz就只能是1200A。
變通的方法就是如果50Hz下溫升試驗報告,溫升值裕度還有5%的話,可以認為符合60Hz應(yīng)用。如試驗報告溫升60k,離標準限值有5k的裕度,那么可以認為滿足60Hz應(yīng)用。
斷路器是依靠交流電過零時熄滅電弧的,通過對斷路器的一系列實際試驗,并對這些試驗數(shù)據(jù)和真空滅弧室的物理特性進行分析,發(fā)現(xiàn)斷路器的電流開斷極限與頻率的平方根成正比。下表提供了降容系數(shù),這些系數(shù)必須應(yīng)用于不同頻率下的斷路器開斷電流。這也就說明了,接近直流情況下,由于過零時間延長,開斷變得更加困難,高開斷能力的斷路器可以用于低頻系統(tǒng),只是需要降容,如通過超快斷路器開斷短路電流達80kA,那么在12Hz情況下可以開斷36kA,可以滿足一般應(yīng)用,而不是一味追求直流。
60Hz頻率下過零時間短,也就是開斷短路電流更加容易了。那么50H開斷試驗可以覆蓋60Hz嗎?答案是否定的,按照IEC62271-100及STL導則要求,T100s、T100a必須要在60Hz下試驗,如果產(chǎn)品宣稱50/60Hz,則需要在兩個頻率上都進行試驗。對于容性開斷試驗,60Hz可以覆蓋50Hz,因此國內(nèi)50H試驗報告不能滿足60Hz應(yīng)用要求。
宣稱50&60Hz斷路器和開關(guān)柜試驗頻率要求
上面表格對于60Hz動穩(wěn)定的要求是試驗值是熱穩(wěn)定的2.6倍(50Hz是2.5倍),如31.5kA是有效值,也就是RMS均方根值,而峰值是容量相同情況的最高值,周波小了峰值就增大了。
因此50Hz是31.5*2.5=78.75一般標準要求是80kA,60Hz是31.5*2.6=81.9標準要求82kA,因此50Hz動熱穩(wěn)定即短時耐受試驗報告,應(yīng)滿足2.6倍且按照試驗標準正偏差的情況下才可以認定滿足60和z,變通方法以大代小,采用50Hz40kA 100kA峰值應(yīng)用于60Hz 31.5kA應(yīng)用。
對于電壓的試驗不受頻率影響,如雷電沖擊耐受電壓,由于是按一定波形要求的沖擊電壓,頻率不受影響,按照標準工頻耐受電壓試驗頻率范圍從45Hz到65Hz,也就是說絕緣性能試驗,50Hz報告可以用于60Hz。
對于客戶來說,需要搞清楚法律法規(guī)要求,不要盲目的將國內(nèi)50Hz產(chǎn)品直接用于60Hz國外系統(tǒng)。對于生產(chǎn)廠家來說,按照標準實打?qū)嵶鰝€試驗才能放心大膽的走出去。
來源:會說電氣