主要技术参数：低压成套开关设备

根据GB 7251.1—2013和GB 14048.1—2012这两个标准，低压成套开关设备和控制设备的技术参数包括如下内容：

（1）额定电压U_e

额定电压包括主电路和控制电路的额定电压U_e以及额定绝缘电压U_i。

低压成套开关设备的额定电压U_e一般使用IEC推荐的标准值。主电路的额定工作电压一般为400V和690V，控制电路的额定电压则一般采用220V交流或直流。主电路的额定工作电压和控制回路的额定电压允许偏差为±10%。

额定绝缘电压U_i是指低压成套开关设备和控制设备的名义电压值，这一电压值与介电强度试验、电气间隙和爬电距离有关。

注1：任何一个电路中的最高额定工作电压不得超过低压成套开关设备中各种元件的额定绝缘电压。

注2：在低压成套开关设备内，额定电压既不是指低压配电网的标称电压，也不是指设备正常运行时所加载的电压。低压成套开关设备的额定电压是指在低压开关柜运行过程中可能出现的持续最高电压。

低压成套开关设备的额定电压要高过低压配电网标称电压5%～10%。例如低压配电网的标称电压为380V，而低压成套开关设备额定电压U_e的电压范围是380V×（5%～10%）≈400～418V。

注3：国家标准GB 156—2007在前言中有一段说明，摘录如下：

标准摘录：GB 156—2007《标准电压》，等同于IEC 60038

本标准的全部技术内容为强制性。

本标准对应于IEC 60038：1983《IEC标准电压》及其第1次修改：1994第2次修改：1997（英文版），其一致性为非等效。IEC 60038是一项较特殊的基础标准，它在尊重各国标准电压体系的前提下，通过协商提供了以50Hz和60Hz为基本参数的两个标准电压系列，并在每个系列中综合提供了该系列基本电压等级。各国可根据本国情况选择其中的标准电压系列和该系列的基本电压等级。我国一直采用50Hz的标准电压系列。本标准规定的大部分标准电压等级与IEC 60038一致，个别电压等级存在较大差异。主要差异如下：

——删掉了IEC序言和前言；

——根据我国实际将IEC标准电压230/400V和400/690V分别改为220/380V和380/660V，同时增加了我国煤矿井下使用的1140V；

——鉴于我国有专门的供电电压允许偏差标准（GB/T 12325），且技术要求更严格，因此删去了IEC 60038的电压范围规定；

4.7 发电机的额定电压（见表7）

表7 发电机的额定电压

注：与发电机出线端配套的电气设备额定电压可采用发电机的额定电压，并应在产品标准中加以具体规定。

由此可见，400V和690V的额定电压可以理解为发电机的端口电压，也包括变压器低压绕组的端口额定电压。对于低压开关电器的额定电压，国家标准GB 14048.1—2012有如下规定：

标准摘录：GB 14048.1—2012《低压开关设备和控制设备总则》，等同于IEC60947-1：2011，MOD

4.3.1 额定电压

电器应规定几种额定电压：

注：一定型式的电器可以有一个或多个额定电压或一个额定电压范围。

4.3.1.1 额定工作电压U_e

电器的额定工作电压是一个与额定工作电流组合共同确定电器用途的电压值，它与相应的试验和使用类别有关。

对于单极电器，额定工作电压一般规定为跨极二端电压。对于多极电器，额定工作电压规定为相间电压。

4.3.1.2 额定绝缘电压U_i

电器的额定绝缘电压是一个与介电试验电压和爬电距离有关的电压值。在任何情况下最大的额定工作电压值不应超过额定绝缘电压值。

注：若电器没有明确规定额定绝缘电压，则规定的工作电压的最高值被认为是额定绝缘电压值。

4.3.1.3 额定冲击耐受电压（U_imp）

在规定的条件下，电器能够耐受而不击穿的具有规定形状和极性的冲击电压峰值。该值与电气间隙有关。电器的额定冲击耐受电压应等于或大于该电器所处的电路中可能产生的瞬态过电压规定值。

注：额定冲击耐受电压优选值见表12。

表12 额定冲击耐受电压

注：表12适用于均匀电场，情况B（见2.5.62）

表12A 与额定绝缘电压对应的介电试验电压

a仅适用于直流

b试验电压值依据GB/T 16935.1—2008中的4.1.2.3.1第3段。

c直流试验电压仅在交流试验电压不适用时使用，见8.3.3.4.1.3的规定。

低压开关电器常用的额定电压见表1-8。

表1-8 开关电器的常用额定电压(www.xing528.com)

①数据为常用数据。

对于低压断路器的辅助回路，在GB 14048.2—2008（等同于IEC 60947-2∶2006标准）中规定了辅助回路额定电压的优先值。辅助回路额定电压见表1-9。

表1-9 GB14048.2—2008中规定的辅助回路额定电压

额定绝缘电压U_i对所有的开关电器的绝缘特性有重要意义，开关电器的绝缘特性就是按照U_i的标准化值来设计的；额定工作电压U_e关系到断路器的通断能力参数，而对交流接触器则关系到工作制和使用类别。

在低压开关电器的产品样本中，每种设备都给出了U_i和U_e的数值。

（2）额定电流I_e与温升

低压成套开关设备和控制设备中某支路的额定电流由该支路的主元件决定，而主元件的额定电流则由该主元件制造厂根据其内部各元器件的额定值、布置方式和应用情况来确定，只有其内部各个部件按照标准规定的试验条件下测试温升不超过限定值才允许承载上述额定电流。

标准摘录：GB 7251.1—2013《低压成套开关设备和控制设备 第1部分：总则》，等同于IEC 61439-1：2011

标准摘录：

5.3 电流额定数据

5.3.1 成套设备的额定电流（I_nA）

成套设备的额定电流应为下列所述情况的电流较小者；

——成套设备内所有并联运行的进线电路的额定电流总和；

——特殊布置的成套设备中主母线能够分配的总电流。

通过此电流时，各部件的温升均不能超过9.2中规定的限值。

9.2 温升极限

成套设备和它的电路在特定条件下应能承载其额定电流（见5.3.1、5.3.2和5.3.3），考虑到元件的额定数据、它们的布置和应用，且当按照10.10验证时不超过表6中所给出的温升限值适用于周围空气平均温度不超过35℃。

表6 温升限值（9.2）

1）“内装元件”一词指：

——常用的开关设备和控制设备；

——电子部件（例如：整流桥、印制电路）；

——设备的部件（例如：调节器、稳压电源、运算放大器）。

2）温升极限为70K是根据10.10的常规试验而定的数值。在安装条件下使用或试验的成套设备，由于接线、端子类型、种类、布置与试验（常规）所用的不尽相同，因此端子的温升会不同，这是允许的。

3）那些只有在成套设备打开后才能接触到的操作手柄，例如：不经常操作的抽出式手柄，其温升极限允许提高到25K。

4）除非另有规定，在正常工作情况下可以接近但不需触及的外壳和覆板，允许其温升提高10K。距离成套设备基座2m以上的外表面和部件可认为是不可触及的。

5）就某些设备（如电子器件）而言，它们的温升限值不同于那些通常的开关设备和控制设备，因此有一定程度的灵活性。

6）对于10.10的温升试验，须由初始制造商在考虑元件制造商所采用的任何附加测量点和限值的基础上规定温升限值。

7）如满足列出的所有判据，裸铜母线和裸铜导体的最大温升不应超过105K。

从标准看，额定电流与温升紧密关联。我们来看看低压成套开关设备在进行型式试验时允许的温升限定值，见表1-10。

表1-10 低压成套开关设备在进行型式试验时允许的温升限定值

70℃的温升极限是基于标准中规定的常规试验确定的数值。在实际安装条件下，由于接线的形式、布置和试验条件不尽相同，可能出现不同的温升，所以测试时允许出现不同的温升。

装在成套开关设备内部的操作手柄、抽出式把手等，若不经常操作，只是在打开门板后才能触及，则此手柄或把手的温升允许略高一些。除非另有规定，有些在正常工作时无须触及的外壳和盖，温升界限可提高10℃。

（3）短路电流

在成套设备中一条电路由于故障或者错误连接而造成短路故障，由此而导致的过电流被称为短路电流。

在短路状态下短路电路的线路阻抗和短路点阻抗很小，因此短路电流很大，导线和开关电器因此而剧烈发热，有时还伴随着剧烈的电弧放电。

GB 7251.1—2013在3.8.7条中对一条电路中出现的预期短路电流给出定义：在尽可能接近成套设备电源端，用一根阻抗可以忽略不计的导体使电路的供电导体短路时流过的电流的有效值。

我们在选配低压线路中各种开关电器时，元器件的短路分断能力都是依据预期短路电流来确定的。