2.3.1 变压器测试

变压器是一种静置的电力设备，它利用电磁感应原理，将某一个数值的交流电压变成频率相同的一种或两种数值不同的交流电压。

变压器有不同的使用条件、安装场所，有不同的电压等级和容量级别，有不同的结构形式和冷却方式，应按不同原则进行分类。按相数可分为单相变压器、三相变压器和多相变压器；按冷却方式可分为分为干式变压器和油浸式变压器；按用途可分为电力变压器、感应变压器、仪用变压器、自耦变压器和特种变压器。

数据中心主要采用环氧树脂浇注干式10kV/0.4kV变压器，环氧树脂浇注干式电力变压器是从20世纪60年代开始发展起来的产品，最大的特点是运行安全可靠、维护简单方便、耐潮性好、短路强度高、没有污染、阻燃性高。

1．变压器工作原理

不论是单相还是三相电力变压器，在其磁路构成的铁心柱上，分别装有一次绕组及二次绕组。通常，将接于电源侧的绕组称为一次绕组，将负载侧的绕组称为二次绕组。

根据电磁感应定律，当变压器一次绕组接入电源时，交流电源电压就在一次绕组中产生一个励磁电流，励磁电流在铁心中感应出变化的磁通，称为主磁通。主磁通以铁心为闭合回路，既穿过一次绕组又穿过二次绕组。于是，就在二次绕组中感应出交变电动势。如果二次绕组输出端接入负载，就会在负载中流过交流电流。变压器工作原理如图2-12所示 ^[3] 。

2．主要参数

目前，在10kV/0.4kV变压器测试时大部分场景主要参考GB/T 1094.1—2013《电力变压器》和GB/T 10228—2015《干式电力变压器技术参数和要求》。笔者总结出的重点技术指标参数如表2-6所示。

3．测试用仪器仪表

变压器主要参数性能测用的试验仪器设备如表2-7所示。

4．测试方法

（1）绕组直流电阻试验

绕组直流电阻试验是指测试高压绕组相间电阻值，目的是检查绕组接头的焊接质量和绕组有无匝间短路、分接开关的各个位置接触是否良好、分接开关的实际位置与指示位置是否相符、引出线有无断裂、多股导线并绕的绕组是否有断股的情况等。

伏安表法是目前最常用的变压器绕组电阻测量方法，测量原理线路如图2-13所示。

伏安表法仪器的测量原理是电流恒流源流进被测试变压器的绕组 I ，在变压器上的引线两端产生压降Δ U ，利用欧姆定律计算出直流电阻值 R ：

式中，Δ U 指端口电压降，单位为毫伏（mV）； I 指流进绕组的电流，单位为安培（A）； R 指绕组的直流电阻，单位为欧姆（Ω）。

当环境温度变化小于3℃的时间至少不应低于3h，用温度传感器测得的绕组温度与环境温度之差不应大于2℃，应注意绕组温度与绕组电阻同时测量，由置于有代表性位置（最好置于绕组内部。例如，高、低压绕组间的通道内）的传感器测量出后计算平均值可得出绕组的实际温度值。

另外，也可以通过直流电阻仪达到测量电阻的目的，同时记录环境温度及电阻值，所有分接均要测量。简要接线原理如图2-14所示，测试现场示意图如图2-15所示。

在现场环境条件下测试绕组值后，绕组电阻通常要被转换到标准的参考温度（如75℃，100℃，120℃，145℃等），一般选择绕组的平均温升加上20℃的值。在计算负载损耗时也需要进行温度换算，具体换算方法如式（2-21）所示：

式中， R _s 指在期望温度 T _s 下的电阻值，单位为欧姆（Ω）； R _m 指在测量温度 T _m 下的电阻值，单位为欧姆（Ω）； T _s 指需要换算的期望温度，单位为摄氏度（℃）； T _k 指绝对温度，铜取234.5℃，铝取225℃； T _m 指测量电阻时的绕组温度，单位为摄氏度（℃）。

电阻不平衡率 δ %按照式（2-22）进行计算，通常用百分数表示：

式中， δ %指电阻不平衡率； R _max 指同一分接挡位下的线电阻或相电阻的最大值，单位为欧姆（Ω）； R _min 指同一分接挡位下的线电阻或相电阻的最小值，单位为欧姆（Ω）； R _average 指同一分接挡位下的线电阻或相电阻的平均值，单位为欧姆（Ω）。

在GB/T 10228—2015要求对于2500kVA及以下的配电变压器，其绕组直流相电阻不平衡率不大于4%，线电阻不平衡率不大于2%。

对于630kVA及以上的电力变压器，其绕组直流相电阻不平衡率（有中性点引出时）不大于2%，线电阻不平衡率（无中性点引出时）不大于2%。

注： 相电阻为每个线圈的电阻，线电阻为出线端子间的电阻，35/0.4kV，20/0.4kV，10/0.4kV的变压器为配电变压器，其他变压器可以认为是电力变压器。

（2）电压比测量

在变压器空载运行的条件下，高压绕组的电压 U ₁ 与低压绕组的电压 U ₂ 之比称为变压器的变压比。

电压比一般按线电压计算，它是变压器的一个重要的性能指标，测量变压器变压比的目的是保证绕组各个分接的电压比在技术允许的范围之内，并检查绕组匝数的正确性，判定绕组各分接的引线和分接开关连接是否正确。

电压比测量常用方法为变比电桥法，有如下两种工作原理。

·　使被测变压器的一次侧和二次侧电压和两个电阻组成电桥，通过调节电阻使指零仪器指示为零，使电桥平衡，得到电阻比，继而得到变压器的电压比。

·　使用电压比电桥测量变压器电压比时，应将变压器三相的高压A（U）、B（V）、C（W）低压a（u）、b（v）、c（w）及中性点n同时连接到电压比电桥的相应端子上，然后按电桥使用说明书操作电桥，根据被试变压器参数对电桥进行设置，变压器每一分接均要测量。其测量原理图如图2-16所示，测试现场示例如图2-17所示。

电压比电桥测试仪基于式（2-23）计算得出电压比误差：

式中， K 指各分接挡位下理论变比值； K' 指实测变比值。

根据GB/T 1094.1—2013《电力变压器　第1部分：总则》规定，变压器电压比的偏差要求如表2-8。

（3）空载损耗和空载电流测量

变压器空载试验是从变压器任意一侧的线圈（一般为低压侧线圈）施加以正弦波形额定频率的额定电压，在其他线圈开路的情况下测量其空载损耗和空载电流的试验。

测量变压器铁心的空载损耗和空载电流，目的是验证变压器铁心的设计、工艺制造是否满足技术条件和标准的要求，检查变压器铁心是否存在缺陷，如局部过热、绝缘不良等。

具体测量方法为施加一个三相额定频率的额定电压至低压绕组，此时高压绕组开路，通过电压互感器、电流互感器，测量变压器的平均值电压 U' ，方均根值电压 U ，测试空载损耗 P _m 和空载电流 I ₀ ，并最终计算空载损耗及空载电流百分比。空载损耗和空载电流测量接线原理如图2-18所示，具体计算如式（2-24）所示。

测试现场情况如图2-19所示。

空载损耗及空载计算方法如下：

P _O = P _m (1+ d ) d =( U' - U )/ U （2-24）

实测空载电流百分比如下：

式中， I _O 指三相空载电流平均值，单位为安（A）； I 指施压侧额定电流值，单位为安（A）。

空载损耗偏差应小于15%，空载电流偏差应小于30%。

注： 因实际电源不是理想的正弦波，两者间有差异时，需要对测量的空载损耗进行折算，进行空载损耗和空载电流测量时，会同时测量有效值电压和平均值电压。

（4）短路阻抗和负载损耗测量

变压器的短路阻抗和负载损耗测量称为负载试验，是指在相应分接位置和额定频率下对变压器的一侧绕组（通常为电压较高的一侧绕组）施加近似正弦波形的额定电流或不小于50%额定电流的任一电流，另一绕组用足够大截面的导体短路，并测量短路阻抗和负载损耗。

调节变压器分接挡位至额定分接挡位，施加一个额定频率的（50%～100%）的额定电流至高压绕组，此时低压绕组将被短接，同过电压互感器、电流互感器，测量变压器的方均根值电压、电流、损耗，在规定参考温度下，计算变压器负载损耗和阻抗电压。测量接线原理如图2-20所示。其中，负载损耗按下式计算如下。

当试验电流不等于变压器绕组的额定电流（或分接电流）时，应将试验电流下实测的负载损耗校正到额定电流（或分接电流），校正如式（2-25）。

校正到参考温度时的 P _kθ 公式如式（2-26）。

当试验电流不等于额定电流（或分接电流）时，应将阻抗电压校正到额定电流（或分接电流）下的阻抗电压，校正如式（2-27）。

校正到参考温度 θ 公式如下：

根据GB/T 1094.1—2013要求，负载损耗偏差应小于15%，短路阻抗偏差应在±10%。

（5）绝缘电阻测量

变压器绝缘电阻测量主要是变压器高压绕组对低压侧、高压绕组对地侧、低压绕组对地侧绝缘电阻进行测定，通过绝缘电阻的测量，能够有效地发现某些绝缘问题及变压器的其他问题，例如绕组碰壳、碰铁心、线圈之间短路等。

采用交流2500V对变压器高压绕组对低压侧、高压绕组对地侧、低压绕组对地侧绝缘电阻进行测量，测量接线原理如图2-21所示。

具体测量方法如下。

·　绕组绝缘电阻测量。

将被试变压器高、低压各绕组所有端子分别用导线短接，将测量线与被试绕组相连，接地线接地，其他绕组与铁心、夹件相连后接地后开始测量，持续时间为60s，测量结束后复位放电。

·　铁心绝缘电阻测量。

将铁心接地片螺栓拆除并悬起接地片，将火线端子与接地片相连，地线端子接地后开始测量，持续时间为60s，测量结束后复位放电。

变压器铁心绝缘电阻测试示例如图2-22所示。

目前，相关标准中提出在20℃时10kV级及以下的变压器，绝缘电阻应大于300MΩ；对于35kV级变压器，其绝缘电阻大于400MΩ。

电力变压器的绝缘电阻受湿度和温度的影响较大。湿度增加和温度升高时，表面和内部吸收水分，泄露电流增大。因此，值得注意的是在不同湿度、不同温度下所测量的绝缘电阻的阻值不同。

（6）工频耐压试验

变压器工频耐压试验是在高电压下鉴定绝缘强度的一种试验方法，对变压器施加高于运行中可能遇到的过电压数值的交流电压，并使其承受60s，以检验变压器的绝缘水平。它能反映出变压器部分主绝缘存在的局部缺陷、受潮、开裂、脏污及引线距离不够、在运输中引起的绕组松动、绕组绝缘上附着污物等情况。

将变压器被试绕组所有出线端子及与其相连的元件（如开关柜）等与试验变压器火线连接，其余绕组出线端子、铁心、夹件或油箱壁均与地线连接，试验从不大于规定耐受电压值1/3处合闸，检查控制台指示是否正常，此后调整电压值，当电压升至高于耐受电压75%时，以每秒耐受电压值的2%升压，直至升到耐受电压值，持续时间60s，然后迅速降压，直至电压降到零时，断电分闸。

测量接线图如图2-23所示。

GB/T 1094.3—2017中规定10kV等级变压器试验耐压为35kV，对35kV等级变压器试验耐压为85kV。试验过程中电压应无突变。

2.3.2 10kV高压开关柜测试

10kV高压开关柜通常为高压成套开关设备，是由开关装置与相关控制、测量、保护和调节设备的组合、相关的辅件、外壳、支持件及其内部连接所构成的设备总称。

根据安装地点、安装方式、柜体结构等原则，10kV高压开关柜有以下几种分类方式。按安装地点可分为户内型（用N表示）和户外型（用W表示）；按断路器安装方式可分为固定式（用G表示）和移开式或手车式（用Y表示）；按柜体结构可分金属封闭铠装式开关柜（用K表示）、金属封闭间隔式开关柜（用J表示）、金属封闭箱式开关柜和敞开式开关柜四大类。

目前，数据中心10kV高压开关柜主要为用户内手车式金属封闭间隔开关柜，也称为中置柜。

1．10kV高压开关柜原理

10kV高压开关柜是通过进出线断路器对电力系统进行分合控制。其余器件，如计算机保护、电流互感器、电压互感器和二次等附件均是为了更好地操作、观察、使用高压柜配置的监测器件。

按照功能可分为进线柜、计量柜、PT柜、母联柜、隔离柜和馈线柜等。10kV高压开关柜的主要器件包括：真空断路器、电流互感器、电压互感器、计算机保护、接地开关、操作及显示附件等。

2．主要参数

目前在10kV高压开关柜测试时大部分场景均参考了GB/T 3906—2006《3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》，根据该标准，总结出的10kV高压开关柜主要技术参数如表2-9所示。

3．测试用仪器仪表

10kV高压开关柜主要技术参数测试用的仪表见表2-10。

4．测试方法

（1）额定绝缘水平

额定绝缘水平用额定雷电冲击电压和额定短时工频耐受电压表示，是反映高压开关柜绝缘性能的一项重要参数。

10kV高压开关柜额定绝缘水平分别从短时工频耐受电压试验、冲击试验、局部放电试验、辅助和控制回路的试验规定执行。

（2）温升测试

温升是指电子电气设备中的各个部件高出环境的温度，当开关柜中各种部件、材料和绝缘介质达到温升极限时，设备的安全绝缘性能损坏或降级、引起机械结构方面的不稳定性等方面的危害。

10kV高压开关柜温升测试按GB/T 11022—2011中第6.5条规定执行，具体内容如下。

试验应在户内无空气流动的环境下进行，即当空气流速不超过0.5m/s时开始试验。

对于除辅助设备以外的部分，如温升试验，开关设备和控制设备及其附件在安装使用时一样，包括开关设备和控制设备各部分在正常工作时的所有外罩，并应防止来自外部的过度加热和冷却。

如果开关设备和控制设备可以安装在不同的位置，温升试验应该在最不利的位置上进行。

原则上，这些试验应该在三极开关设备和控制设备上进行，但若其他极或其他单元的影响可以忽略，试验也可以在单极或单元上进行。这是非封闭开关设备的一般情况。对于额定电流不超过630A的三极开关设备和控制设备，可以把三极串联后进行试验。

对于开关设备和控制设备，尤其是对大型开关设备和控制设备，它们的对地绝缘对温升没有明显的影响，因此对地绝缘可以明显地降低。

接到主回路的临时连接线，应使试验时没有明显的热量从开关设备和控制设备散出或向开关设备和控制设备传入。应测量主加路端子和离端子1m处临时连接线的温升，两者温升的差值应不超过5K。

注1： 为了使温升试验更具重现性，临时连接线的类型和尺寸应符合相关标准规定。

对于三极开关设备和控制设备，除了上述的例外情况，试验应在三相回路上进行。应在开关设备和控制设备的额定电流 I _r 下进行试验，电源电流应为正弦波。

除了直流辅助设备外，开关设备和控制设备应该在额定频率下试验，频率的偏差应在-5%～+2%范围之内。

注2： 对邻近载流部分没有铁质元件的敞开式开关装置在50Hz下进行温升试验时，如果实测的温升值不超过最大允许值95%，则应当认为该开关装置在60Hz下的性能得到了验证。

如果用60Hz试验，其结果应当对额定电流相同的额定频率为50Hz的同一产品有效。

试验应该持续足够长的时间以使温升达到稳定，即在一小时内温升的增加不超过1K。通常这一判据在试验持续时间达到受试设备热时间常数的5倍时就会满足。

除了要求测量热时间常数的情况外，可以用较大电流预热回路的办法缩短整个试验的时间。

（3）短时耐受电流和峰值耐受电流

短时耐受电流是指在规定的使用和性能条件下，在规定的短时间内，开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的电流的有效值。

峰值耐受电流是指在规定的使用和性能条件下，开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值。

10kV高压开关柜的短时耐受电流和峰值耐受电流测试主要按GB/T 11022—2011中第6.6条规定执行。具体内容如下。

试验应该在额定频率（允差±10%）和任一合适的电压下进行。

注： 为了便于试验，可能需要更大的额定频率允差。如果偏差显著，即如额定频率50Hz的开关设备和控制设备在60Hz下试验，则在解释试验结果时应予以注意。

其中，开关设备和控制设备以及试验回路的布置可按照如下内容进行。

开关设备、控制设备应该安装在它自身的支架上，或者安装在等效的支架上，并且装上它自身的操动机构，尽量使试验具有代表性。样品应该处于合闸位置并装上清洁的新触头。每次试验前，机械开关装置要做一次空载操作，除了接地开关外，还要测量主回路的电阻。

可以进行三相试验或单相试验。单相试验时，下列各点应适用。

·　对于三极开关设备和控制设备，应该在相邻的两极上进行试验。

·　对于各极分离的开关设备和控制设备，既可在相邻的两极上也可在相间距离处装设返回导体的单极上进行试验。如果在设计上相间距离不是固定不变的，应该按制造厂给出的最短距离进行试验。

·　额定电压72.5kV以上，除非相关标准另有规定，不必考虑返回导体，但不能把返回导体放在比制造厂给出的最短极间中心距离还靠近受试极的位置。

·　接到开关设备和控制设备端子上的连接线应该避免端子受到不真实的应力。在开关设备和控制设备的两侧，端子和最近的导体支持件之间的距离应该按制造厂说明书的规定。试验的布置应该记入试验报告。

试验过程中，试验电流的交流分量原则上应该等于开关设备和控制设备的额定短时耐受电流的交流分量。峰值电流（对于三相回路，在任一边相中的最大值）应不小于额定峰值耐受电流，未经制造厂同意应不超过该值的5%。对于三相试验，任一相中的电流与三相电流平均值的差别应不大于10%。试验电流交流分量有效值的平均值应不小于额定值。试验电流 I _t 施加的时间 T _t 原则上应该等于额定短路持续时间 T _k 。如果试验设备的特性使得在规定持续时间的试验中不能得到上面规定的试验电流峰值和有效值，以下的变通是允许的。

·　如果试验设备短路电流的衰减特性使得在额定持续时间内，不在开始时施加过分大的电流，就不能得到规定的有效值，试验时允许把试验电流的有效值降低到规定值以下，并把试验的持续时间适当加长，但是，峰值电流不小于规定值和持续时间不大于5s。

·　如果为了得到要求的峰值电流，把试验电流增大到超过规定值，可以相应地把试验持续时间缩短。

·　如果上述两条都不可行，允许把峰值耐受电流试验和短时耐受电流试验分开。这时要做两项试验。对于峰值耐受电流试验，施加短路电流的时间不应该小于0.3s；对于短时耐受电流试验，施加短路电流的时间应该等于额定持续时间。然而，按照第1项允许有时间上的偏差。

所有开关设备和控制设备应该能承载其额定峰值耐受电流及其额定短时耐受电流，不得引起任何部件的机械损伤或触头分离。关于温升其最高温度应不足以引起相邻部件明显的损伤。

试验后，开关设备和控制设备不应该有明显的损坏，应能正常地操作，连续地承载额定电流而不超过标准中规定的温升极限，并在绝缘试验时应能耐受规定的电压。如果机械开关装置具有额定关合和／或开断能力，触头的状况不应该对关合和／或开断直到其额定值的任一电流的性能有实质上的影响，应检查下列各项项目。

·　机械开关装置在试验后应该立即进行空载操作，且触头应该在第一次操作进行分开。

·　其次应测量主回路电阻（接地开关除外）。如果电阻的增加超过20%，同时又不可能用目测检查证实触头的状况，那应进行一次附加的温升试验。

（4）防护等级

防护等级是指将电器依其防尘、防止外物侵入和防湿气、防水侵入之特性的分级。目的是要验证各类异物含工具、人的手指等均不可接触到电器内之带电部分，以免触电。

10kV高压开关柜外壳防护等级要求不低于GB/T 4208—2017 IP4X，柜内防护等级要求不低于GB/T 4208—2017 IP2X，试验应该在和使用情况一样的、完全装配好的开关设备和控制设备的外壳上进行。详细分析IP等级特征字试验方法如表2-11～表2-13所示。

2.3.3 0.4kV低压开关柜测试

低压开关柜是由一个或多个低压开关设备，低压电容器和相应的控制、测量、信号、保护、调节等电气元件或设备，以及所有内部的电气、机械的相互连接和结构部件组装成的组合体。

根据柜体结构、进出线方式、柜内分隔方式等原则，0.4kV低压开关柜有以下几种分类方法：按柜体结构可分为固定式、抽屉式和固定分隔插拔式；按进出线方式可分为侧成线方式和后出线方式；按柜内分隔方式可分为7种，即形式1、2a、2b、3a、3b、4a、4b。分隔主要作用是柜内各功能单元的故障隔离，以免相互影响。

·　分隔方式1：无内部隔离。

·　分隔方式2a：母线与功能单元隔离，外接导体的端子不与母线隔离。

·　分隔方式2b：母线与功能单元隔离，外接导体的端子与母线隔离。

·　分隔方式3a：母线与所有功能单元隔离，所有功能单元之间互相隔离，外接导体的端子与功能单元隔离，但端子之间相互不隔离。外接导体的端子不与母线隔离。

·　分隔方式3b：母线与所有功能单元隔离，所有功能单元之间互相隔离，外接导体的端子与功能单元隔离，但端子之间相互不隔离。外接导体的端子与母线隔离。

·　分隔方式4a：母线与所有功能单元隔离，并且所有的功能单元之间互相隔离，也包括作为功能单元组成部分的外接导体的端子，外接导体端子与关联的功能单元在同一隔室中。

·　分隔方式4b：母线与所有功能单元隔离，并且所有的功能单元之间互相隔离，也包括作为功能单元组成部分的外接导体的端子，外接导体端子与关联的功能单元在同一隔室中，它位于单独的、隔开的、封闭的防护空间中或隔室中。

目前，数据中心低压开关柜选择的原则基于使用方的习惯和对可靠性与方便性之间的权衡，主要采用抽屉柜与固定分隔柜两种结构形式。安装方式上主要以室内、离墙安装为主。

1．0.4kV低压开关柜原理

为了保护人员和设备安全，将开关柜按功能划分成母线室、功能单元室、电缆出线室等，低压开关柜具体结构如图2-24所示 ^[4] 。

（1）母线室

母线室是用绝缘板或网状金属隔板封闭，用以装设主母线或垂直母线的空间。母线室包括水平母线室与垂直母线室。水平母线室连接进线和多条垂直母线，垂直母线连接在主母线上，并由其向出线单元供电。

（2）功能单元室

功能单元室是用绝缘板或网状金属隔板封闭，用以安装功能单元的空间，是成套设备的一个部分，由完成同一功能的所有电气设备和机械部件组成。功能单元包括进、出线单元、断路器和仪表等。

（3）电缆出线室

电缆出线室是用绝缘板或网状的金属隔板封闭，用以安装电缆的空间。

2．主要参数

目前在0.4kV配电柜设备测试时大部分场景均参考了GB/T 7251.1—2013《低压成套开关设备和控制设备　第1部分总则》。根据该标准，0.4kV低压配电柜设备重点指标参数如表2-14所示。

3．测试用仪器仪表

0.4kV低压开关柜主要技术参数性能测试用仪器仪表如表2-15所示。

4．测试方法

（1）介电性能测试

介电性能是反映低压开关柜绝缘性能的一项重要参数。用施加工频耐受电压的方法验证开关柜承受暂时过电压的能力及固体绝缘的完整性。

介电性能具体测试按GB/T 7251.1—2013第10.9条规定执行，具体操作如下。

·　试验电压波形为正弦波，频率在45～60Hz。在输出电压已调整到合适的试验电压值后，当输出端子短路时，用于试验的高压变压器应设计为输出电流至少为20mA。

·　当输出电流小于100mA时，过流继电器不应动作。

·　主电路的所有带电部分（包括连接到主电路上的控制电路和辅助电路）连接在一起与外漏可导电部分之间。此时，所有开关器件的主触头应处于闭合状态，或由一个合适的低阻导体短接。

·　主电路不同电位的每个带电部分和不同电位其他带电部分与连接在一起的外露可导电部分之间。此时，所有开关器件的主触头应处于闭合状态，或由一个合适的低阻导体短接。

·　通常在不连接主电路的每条控制电路和辅助电路与主电路、其他电路、外露可导电部分之前试验。

·　主电路以及连接到主电路的辅助电路和控制电路应承受GB/T 7251.1—2013的表8（附录A表一）中的试验电压值；不与主电路连接的辅助电路和控制电路，应承受GB/T 7251.1—2013的表9（附录A表二）中的试验电压值。

（2）温升试验

温升是指电子电气设备中的各个部件高出环境的温度，当开关柜中各种部件、材料和绝缘介质达到温升极限时，导致设备的安全绝缘性能损坏或降级，造成机械结构方面的不稳定性等危害。

温升不应造成开关柜载流部件或相邻部件的损坏，具体测试依据GB/T 7251.1—2013第10.10条的规定执行，具体内容如下。

·　通则

各条电路的温升试验应采用设计的频率和预期的电流类型，任何试验电压值应能产生所需电流。应对继电器线圈、接触器线圈、脱扣器线圈等施加额定工作电压。

成套设备应按正常使用时放置，所有覆板包括底板都应就位。

如果成套设备中包含有熔断器，试验时应按照制造商的规定配备熔断体。试验所用的熔断体的功率损耗应载入试验报告，熔断体的功率损耗可由测量得到，也可由熔断体制造商给出。

试验持续的时间应足以使温度上升到稳定值，当所有测量点（包括周围空气温度）温度变化不超过1K/h时，即可认为达到稳定温度。

如果器件允许的话，可以在试验开始时加大电流，然后再降到规定的试验电流值，用这样的方法缩短试验时间。

在试验期间，当控制电磁铁通电时，应在主电路和电磁铁都达到热平衡时测量温度。

进线试验电流的平均值应在预期值的0～+3%，每相应在预期值的附加框架单元的外表面应涂以隔热层以防止过度冷却。

当框架单元内或一套成套设备内各个功能单元进行试验时，如果每个功能单元的额定数据不超过630A，且其额定数据不用本试验进行验证时，则与其邻近的功能单元可以使用加热电阻器代替。

如果成套设备中有附加的控制电路或一体化器件，则可用加热电阻器模拟这些附加项目的功率损耗。

·　试验导体

在缺少外接导体和使用条件的详细资料时，外接试验导体的截面应按照每条电路的额定电流选择，具体如下。

额定电流值在400A以下（包括400A）时导线应使用单芯铜电缆或绝缘线，其截面积按GB/T 7251.1—2013中的表11给出的数值；导线应尽可能暴露在大气中，且每根从端子到端子的临时接线的最小长度为当截面小于或等于35mm ² 时，长度为1m，当截面大于35mm ² 时，长度为2m。

额定电流值高于400A，但不超过800A时根据初始制造商的规定，导线应是单芯铜电缆，其截面积应符合标准要求。

电缆或铜母排的间隔约为端子之间的间距，每个端子的多根平行电缆应捆在一起，互相间的距离约为10mm。每个端子的多根铜母排之间的间距大约等于铜母排的厚度。如果所要求的铜母排尺寸不适合端子或没有这种尺寸的铜母排，则允许采用截面积尺寸大致相差±10%，冷却面积大致相同或略小一些的其他铜母排。电缆或铜母排不应交叉。单相或多相试验，连接试验电源的临时接线的最小长度为2m。连接星形点的临时接线的最小长度，如初始制造商同意，可减少到1.2m。

额定电流值高于800A，但不超过4000A时，导体应是标准中规定尺寸的铜母排，除非成套设备的设计规定只能使用电缆。在这种情况下，电缆尺寸和布置应由初始制造厂商给出。铜母排的间隔约为端子间的间隔。每个端子排的多根铜母排应以大约等于铜母排厚度的间距隔开。如果所要求的铜母排尺寸不适合端子或没有这种尺寸的铜母排，则允许采用截面尺寸大致相差±10%，冷却面积大致相同或略小一些的其他铜母排，铜母排不应交叉。对于单相或多相试验，连接试验电源的任何临时接线的最小长度为3m，但如果连接线的电源末端的温升与连接长度中点的温升相比不低于5K，连接线可以减少到2m。额定电流值高于4000A时：初始制造商应确定有关试验的所有事项，例如，电源类型、相数和频率，如需要、试验导线的截面积等，这些信息应作为试验报告的一部分。

·　温度的测量

应使用热电偶、温度计或热成像仪等仪表测量温度。对于绕组，通常采用测量电阻变化值的方法测量温度。

温度计或热电偶应防止空气流动和热辐射。

应对必须观测温升限值的所有点进行温度测量，特别应该注意主回路中的导体和端子连接点。为测量成套设备内部的空气温度，应在适宜的地方配置几个测量装置。

·　周围空气的温度

测量周围空气的温度，至少要用两个热电偶或温度计均匀地布置在成套设备的周围，其高度约为成套设备的1/2，并距成套设备1m的地方安装。温度计或热电偶应防止空气流动和热辐射。试验期间的周围温度应在+10℃～+40℃。

·　整个成套设备的验证

成套设备的进、出电路应该以额定电流，即等效额定分散系数等于1。

如果进线电路或配电母线系统的额定电流小于所有出线电路额定电流的总和，则出线电路应根据进线电路或配电母线系统的额定电流分成几组。分组形式应能获得最高可能的温升，应形成足够多的组并进行试验，以保证至少在一个组中包含功能单元的所有不同方案。

若满负载电路不能精确分配总输入电流，则剩余电流应由其他适合的电路进行分配。试验需反复进行直到所有出线回路在其额定电流下都被验证。

由于相邻单元的热影响可能有很大的差别，所以在已验证过的成套设备中的功能单元或成套设备的框架单元中布置的变化都应做附加试验。

·　各功能单元和整个成套设备验证

每个关键方案功能单元应分别按额定电流进行验证。

成套设备应通过进线电路通以额定电流，所有出线功能单元都通以额定电流乘以分散系数进行验证。

如果进线电路或配电母线系统的额定电流小于所有出线电路试验电流的总和（如额定电流乘以分散系数），则出线电路应根据进线电路或配电母线系统的额定电流分成几组。分组形式应能获得可能最高温升，应形成足够多的组并进行试验，以保证至少在一组中包含了功能单元的所有不同方案。

若满负载电路不能精确分配总输入电流，则剩余电流应由其他适合的电路进行分配。试验需反复进行直到所有出线回路在其额定电流下都被验证。

由于相邻单元的热影响可能有很大的差别，所以在已验证的成套设备中的功能单元或成套单元的柜架单元布置的变化都应做附加试验。

（3）短路保护和短路耐受强度

开关柜应能够耐受不超过额定值的短路电流所产生的热应力和电动应力。

短路保护和短路耐受强度具体测试按GB/T 7251.1—2013第10.11条规定执行，具体步骤如下。

·　出线电路

出线电路的出线端子应用螺栓进行短路连接。当出线电路中的保护器件是一个断路器时根据IEC 60947: 2007第8.3.4.1.2b条，试验电路可包括一个分流电阻器与电抗器并联来调整短路电流。对于额定电流小于或等于630A的断路器，在试验电路中，导线长度应为0.75m，截面积应适于额定电流的导线。如果由初始制造商选定，则可以选用长度小于0.75m的导线连接。开关器件应闭合，同工作中正常使用那样保持闭合状态，并应一次施加试验电压。试验电压应维持足够长的时间，使出线单元的短路保护电器动作以消除故障，且在任何情况下，不得少于10个周期（试验电压持续时间）。

当出线电路不包括短路保护电器（SCPD）时，根据初始制造商对母线的说明确定短路电流的大小和持续时间，出线电路的试验也可能导致进线电路SCPD动作。

·　进线电路和主母线

应对有主母线的成套设备进行试验，以检验主母线和至少含一个拟向外延伸母接点的进线电路的短路耐受强度。试验中短路点应该选择包括主母线长度在内的长度为2～4m处。在验证额定短时耐受电流和额定峰值耐受电流时，此距离可增加，在所提供的任何适宜的电压下进行试验，应使试验电流为额定值。

如所设计的成套设备的被试验母线长度小于1.5m，而且成套设备不打算再扩展时，则应试验整个母线的全长，短路点应设在这些母线的末端。如果由不同母线段构成（诸如截面，导体中心线间隔、母线类型和每米母线上支线的数量）且满足上面所提的的条件，则每一柜架单元应分别或同时进行试验。

（4）防护等级

防护等级是指将电器依其防尘、防止外物（含工具、人的手指等均不可接触到电器内之带电部分，以免触电）侵入和防湿气、防水侵入之特性加以的分级。

0.4kV低压开关柜防护等级要求不低于GB/T 4208—2011 IP20/IP30，IP等级的第一位特征字防尘等级试验方法如2.3.2节表2-11和表2-12进行。 YYPVUSv2DylU+AjROkzo2PDXPpxzhrqCQ7vioyFZxmeNgV+DW+hwBJXuS1upIm3F