1.   引言

隨著國內(nèi)產(chǎn)品走出去及一帶一路建設(shè)的展開，越來越多的中國開關(guān)柜也在積極參加國際市場的競爭，然而由于缺乏對(duì)國外需求的理解和經(jīng)驗(yàn)，只有一些大型企業(yè)可以真正走出去，擴(kuò)大市場份額。首先產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)等要滿足客戶的要求，其次國外客戶對(duì)產(chǎn)品的安全性要求更高。必須全面的理解需求，才能站穩(wěn)市場走出去。

2.   參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)

2.1.除北美地區(qū)，世界絕大多數(shù)國家都接受IEC 標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，由于GB標(biāo)準(zhǔn)等同IEC標(biāo)準(zhǔn)，因此很多國家也接受GB標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。

2.2.參數(shù)要求

IEC地區(qū)電壓等級(jí)按照IEC622171-1 表1規(guī)定，同樣拉美等地區(qū)采用表2規(guī)定4.76、8.25、15、27kV等電壓等級(jí)。表1 所列為常用電壓及絕緣配合要求，標(biāo)準(zhǔn)中還有其他絕緣要求，需要核對(duì)客戶技術(shù)條件。

這些電壓等級(jí)額定值雖然小于GB 12KV，但雷電沖擊耐受電壓卻高于GB 標(biāo)準(zhǔn)，因此必須提高開關(guān)柜整體絕緣水平來滿足要求。雖然IEC60071根據(jù)產(chǎn)品沖擊耐受電壓定義了裸露導(dǎo)體的空氣靜距，以及IEC60815定義了產(chǎn)品在不同污穢情況下絕緣子的最小爬電比距，但I(xiàn)EC產(chǎn)品更加關(guān)注的是產(chǎn)品的型式試驗(yàn)，以試驗(yàn)報(bào)告作為依據(jù)，而不是過分糾結(jié)于靜距、爬距等要求，且熱縮套管可以作為縮小相間距離的材料，根據(jù)RAYCHEM等廠家定義的指導(dǎo)距離即可通過試驗(yàn)滿足產(chǎn)品要求。

表1  IEC常用電壓及絕緣水平

拉美等國家采用60Hz, 根據(jù)IEC62271-1 及STL 導(dǎo)則， 50Hz 斷路器不能直接用于60Hz 系統(tǒng)中，必須通過試驗(yàn)驗(yàn)證，溫升等通過計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果等可以證明在60Hz系統(tǒng)中可以使用。

表2  50&60Hz斷路器和開關(guān)柜試驗(yàn)頻率要求

同時(shí)對(duì)斷路器開斷的TRV也需要注意，有些電壓額定電壓低但TRV比GB標(biāo)準(zhǔn)高，需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)解讀。由于國內(nèi)大多數(shù)是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，因此當(dāng)產(chǎn)品用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中時(shí)，還需要單相接地及開斷試驗(yàn)程序中接地系統(tǒng)試驗(yàn)。

2.3.型式試驗(yàn)一般要求產(chǎn)品具有KEMA、IPH等國際短路聯(lián)盟試驗(yàn)室的型式試驗(yàn)，隨著ASTA、TUV等試驗(yàn)認(rèn)證機(jī)構(gòu)在國內(nèi)業(yè)務(wù)的擴(kuò)展，一些國外客戶也接受他們的試驗(yàn)報(bào)告。通過在第三方試驗(yàn)室的試驗(yàn)見證，ASTA、TUV等出具符合國際標(biāo)準(zhǔn)要求的型式試驗(yàn)報(bào)告，可以大大的節(jié)省試驗(yàn)及相關(guān)物流、人員等費(fèi)用。對(duì)于非洲等國家，具有CNAS符合ISO17025標(biāo)準(zhǔn)的中國試驗(yàn)室型式試驗(yàn)報(bào)告也越來越被接受。

3.   安全要求

3.1.安全聯(lián)鎖

國外客戶對(duì)安全要求比較高，除常規(guī)的國內(nèi)要求的五防機(jī)械聯(lián)鎖外，掛鎖及工業(yè)安全鑰匙鎖具也是必須配備的。

對(duì)于中置柜，出于安全考慮，客戶要求必須關(guān)門操作斷路器及接地開關(guān)，因此關(guān)門操作機(jī)械聯(lián)鎖必須配置。未避免手去開啟高壓觸頭活門，必須有機(jī)械聯(lián)鎖保證只有通過斷路器等功能手車來開啟活門。

掛鎖主要是斷路器搖進(jìn)孔蓋板，接地開關(guān)操作孔蓋板，高壓室門等都要求可以安裝鎖桿直徑8mm安全掛鎖，以保證安裝維修時(shí)加標(biāo)鎖定的要求。

安全聯(lián)鎖技術(shù)可以確保人員只能在預(yù)先設(shè)定好的程序下操作危險(xiǎn)的機(jī)器設(shè)備。只有在安全允許的條件下才能進(jìn)行下一步操作，從而最大程度的確保人員和機(jī)器的安全。還會(huì)采用鑰匙盒用一把或幾把鑰匙來交換多把其他鑰匙，保證了開關(guān)柜柜體本身以及柜與柜之間、開關(guān)柜高低壓側(cè)與變壓器隔室門之間的所有邏輯，通過使用機(jī)械鑰匙交換的方式來實(shí)現(xiàn)電廠安全管理的要求,正確操作電氣設(shè)備，同時(shí)保證機(jī)械聯(lián)鎖裝置的機(jī)械邏輯交換器留有可擴(kuò)展空間，可以實(shí)現(xiàn)新增電氣設(shè)備和原系統(tǒng)電氣設(shè)備的聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的“五防”。

開關(guān)柜的接地開關(guān)和斷路器鑰匙鎖要求如圖1、表3要求。圖2是開關(guān)柜鑰匙聯(lián)鎖系統(tǒng)示例，兩路進(jìn)線及母聯(lián)斷路器及相應(yīng)的接地開關(guān)之間需要滿足條件，并通過鑰匙交換盒換取指定的鑰匙，執(zhí)行相應(yīng)的操作。

通常要求采用國際知名工業(yè)鎖具如FORTRESS, CASTELL等品牌鎖具。

表3 開關(guān)柜斷路器和接地開關(guān)鑰匙鎖要求                  

出于安全考慮，弧光保護(hù)裝置也是很多客戶的要求，需要將光傳感器安裝于三個(gè)高壓隔室，弧光保護(hù)繼電器通過邏輯控制對(duì)應(yīng)的斷路器實(shí)現(xiàn)當(dāng)內(nèi)部故障發(fā)生時(shí)，可以快速地切斷電源，減少損失。典型的弧光保護(hù)繼電器如UTU-Falcon等。

3.3.使用環(huán)境要求

對(duì)于中東地區(qū)由于環(huán)境溫度較高，開關(guān)柜有時(shí)需要滿足環(huán)境溫度50度的要求，這種使用環(huán)境下，不是簡單的降容使用就可以，過高的溫度對(duì)機(jī)構(gòu)彈簧、潤滑油、橡膠密封件等都會(huì)有影響，需要進(jìn)行必要的試驗(yàn)保證使用。

對(duì)于拉美等地震頻繁的國家，抗地震等級(jí)要求較高，需要比較我國地震標(biāo)準(zhǔn)與客戶要求地震標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)要求，必要時(shí)需要試驗(yàn)驗(yàn)證。

4.   使用習(xí)慣

對(duì)于一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，國外產(chǎn)品要求更加緊湊，典型方案如圖5所示，進(jìn)線柜05/09需要接地開關(guān)和電壓互感器用于電纜接地及輸入電壓測量或提供操作電源，而每段母線都需要接地開關(guān)和電壓互感器用于母線檢修接地和母線電壓測量，圖中左邊一段母線接地開關(guān)和電壓互感器安裝于提升柜06中，另外一段則單獨(dú)設(shè)置電壓互感器接地開關(guān)柜09。也有更加緊湊的設(shè)計(jì)要求即母線接地開關(guān)或電壓互感器安裝在出線柜頂部，如圖6所示，這樣可以減少一臺(tái)開關(guān)柜。

國外很多項(xiàng)目是預(yù)裝式變電站 (E-House) 項(xiàng)目，開關(guān)柜安裝于獨(dú)立的戶外箱內(nèi)，開關(guān)柜的緊湊十分重要，對(duì)于操作維護(hù)的空間也很小，有些需要柜前安裝、更換元器件，因此需要考慮柜前安裝方便。

國外客戶操作力量都比較大，機(jī)械聯(lián)鎖設(shè)計(jì)必須要有足夠的強(qiáng)度，否則很容易被破壞造成聯(lián)鎖失效。例如中置式斷路器手車的搖進(jìn)，如果在合閘狀態(tài)，斷路器在工作位置不能被搖出，通過頂板鎖住搖進(jìn)絲杠實(shí)現(xiàn)，但如果操作力矩大于50甚至60N.m就很有可能破壞頂板，搖出斷路器。

采用主動(dòng)、可視化、程序化聯(lián)鎖可以有效避免誤操作，造成聯(lián)鎖破壞。即如擋住接地開關(guān)的操作孔，即操作手柄不能與操作軸咬合，就無法造成誤操作。

5.    標(biāo)識(shí)及標(biāo)志

開關(guān)柜需要有明顯的標(biāo)識(shí)保證客戶安全及正確操作，一般分危險(xiǎn)、警告、注意、說明等標(biāo)識(shí)。標(biāo)志須按照客戶要求或相關(guān)的ISO 3864等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定制作，如高壓危險(xiǎn)等。

應(yīng)減少過多的操作說明類標(biāo)識(shí)，內(nèi)容言簡意賅，強(qiáng)調(diào)特別需要注意的內(nèi)容，如上面斷路器手車搖進(jìn)操作力過大破壞，可以在搖孔處加上“操作力矩≤25N.m”的標(biāo)識(shí)。

6.結(jié)語

中國正成為世界輸配電產(chǎn)品的領(lǐng)先者，很多跨國公司也把中國作為配電產(chǎn)品的全球研發(fā)中心，不斷地為世界各地滿足不同標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū)設(shè)計(jì)產(chǎn)品。而本土企業(yè)完全可以借鑒這些跨國公司產(chǎn)品研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，真正理解客戶的需求，設(shè)計(jì)出口滿足，本文只是對(duì)一次系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，同樣具體工程還有很多關(guān)于控制、保護(hù)及二次接線等方面的具體要求，需要仔細(xì)閱讀客戶技術(shù)條件等資料，做出正確的產(chǎn)品。也可參考一些跨國公司國外產(chǎn)品的樣本資料作為設(shè)計(jì)參考。

參考文獻(xiàn)：

【1】. IEC62271-1:2017 The common specification for high voltage switchgear and control gear standards

【2】. IEC62271-200: 2011 AC Metal enclosed switchgear and control gear for rated voltages above 1kV and up to 52kV

【3】. IEC62271-100: 2017 High-voltage switchgear and controlgear – Part 100: Alternating-current circuit-breakers

【4】. GUIDE TO THE INTERPRETATION OF IEC 62271–100: Edition 2.1 2012-09 & Corrigendum 1 2012-12 HIGH-VOLTAGE SWITCHGEAR AND CONTROLGEAR Part 100: HIGH-VOLTAGE ALTERNATING-CURRENT CIRCUIT-BREAKERS