GE IEC 17.5kV开关柜平台的建设

GE中压IEC平台的建立，贴牌产品可以满足公司的一时之需，但不能满足长期发展，因此从2009年启动IEC产品平台的建设，需要完全按照IEC标准设计、生产、试验产品，首先是需求，为最大程度满足全球IEC市场的要求，对标国际品牌产品，产品电压等级为17.5-27-36/40.5kV，50和60Hz，接地和非接地系统，31.5-40-50kA;内部电弧 AFLR 40-50kA/1s。

按照GE新产品研发项目的流程，产品经理完成BOI，系统经理完成产品范围文件，由于产品需求的范围较大，因此需要分阶段逐步完成，历时数年，系统经理根据市场需求，制定MGPD，迭代产品研发计划，总研发费用超二千万美元。

 

首先产品的技术条件编制，结合拉美、中东、欧洲、东南亚、澳洲等地需求，各地的技术文件，归纳总结，形成文件，再经过世界各地的销售经理确认，美国总工确认。

17.5kV的冲击耐压值是95kV，而开关柜尺寸需要和12kV一致，即最小宽度为600mm （1250A31.5kA），相间距离150mm，因此断路器、开关柜的设计都不同于一般国标的产品，需要保证产品满足IEC的参数要求。

额定电流：1250/3150/4000/5000A

额定短时耐受、峰值耐受电流：31.5kA/3s 82kAp  40kA/3s 104kAp   50 kA/3s 130kAp   

额定频率:  50&60Hz

电寿命: E2(表1 274次)

机械寿命M2

容性开断C2

操作顺序：O-0.3s-CO-15s-CO,  O-0.3s-CO-180s-CO

内部电弧故障等级：40kA/1s  50kA/1s

抗地震等级：美国建筑标准UBC Zone 4 --2.42g

KEMA型式试验参数

95kV的冲击耐压，不是一般12kV断路器开关柜可以达到的，12 kV的冲击耐压只有75kV，首先断路器的断口，虽然可以实现85kV，但95kV还是很困难，即使增加开距到12mm，也不能保证通过，由于触头材料不同，形状结构不同，有些需要多次电压老炼后才能通过试验 ;

还有绝缘拉杆也是耐压通过的困难点，在断路器分闸状态下，下端头对地试验只能打到90kV，究其原因，经过电场分析，断路器分闸时绝缘拉杆伞裙和极柱内绝缘伞裙之间距离太近，电场过于集中，导致放电，经过对绝缘拉杆修改，去掉一节伞裙，试验顺利通过。

对于开关柜试验，问题会更多一点，活门是关键，由于关闭时活门板对静触头距离只有125mm，大电流只有115mm，95kV无法通过。由于IEC市场要求开关柜满足LSC 2B PM级要求，因此必须是金属活门。硫化活门可以解决耐压问题，但硫化质量是关键。由于95kV耐压活门硫化最薄处厚度要大于1.5mm，而薄钢板很难保证硫化厚度，厚度不一，层压铝箔板活门即可满足金属活门要求，又具有良好的绝缘性能，厚度稳定，质量可靠，不会因磕碰造成硫化脱落。

断路器配柜的95kV冲击试验也是非常难的，由于断路器触臂与极柱直接无法完全绝缘，因此通过触臂根部到触头盒安装螺栓之间放电，因此触头盒采用板后安装螺栓的设计，这样前部有足够的绝缘强度和爬距，95kV耐压通过。

解决了绝缘，内部电弧故障试验也是很困难的，17.5kV 650mm宽的柜子通过40kA 1s的，首先，焊接螺母条的方式取代拉铆螺母，拉铆螺母在巨大的冲击波冲力下会被拉开，其次，原始设计盖板、门板没有采用迷宫结构设计，因此电弧容易从螺栓间缝隙喷出，螺栓的间距必须要小，还要增加盖板、门板与柜体直接的密封，采用羊毛毡的做法可以阻止电弧喷出，但羊毛毡过硬，不能保证门板等经常开闭，长期使用后无法密封，不能满足IP42防护等级及防水要求，而且不够美观，经过验证采用EMKA的密封条，即可以满足IP，又能经受电弧试验，而且美观大方，长期使用不会脱落、变形。 还是那句话，产品和试验样机一致，工程产品必须加密封条，因为内部电弧试验是这样子通过的。

通过采用泄压通道，内部电弧产生的压力、火焰等直接排出到开关室外部，保证了开关操作人员安全，减少了对其它设备的破坏损失。

在GE诚信是不可逾越的底线，做产品必须实事求是，典型要求就是产品怎样通过型式试验，工程生产的产品就要怎样做，不允许随意更改，哪怕一个螺栓，可以负责任的说GE工程上的IEC开关柜，随便哪一台拉出来做燃弧，都是能通过试验的，不需要任何改动、加强，这一点在当今物欲横流的社会是难能可贵的，很多公司包括有些跨国公司为了追逐利益的最大化，试验产品和工程产品不一致，做工程偷工减料，项目里用产品已经简化了很多，因此无法通过抽查试验也是必然的。

?

试验实事求是，产品也要一模一样，封板、盖板都是加厚、多层设计，很结实、可靠，因此产品成本相对很高，且安装费时费力，拿后封板来说，一共要28个螺栓，重量有100多斤，十分结实，老外非常喜欢，很有安全感。当然也造成一些操作力过大等问题，如接地开关的触头压力严格控制在700N，因此操作力矩就很大。