【NB能源标准】 高原型风力发电机组电气控制设备结构环境耐久性试验

ICS29.020
CCSK45
中华人民共和国能源行业标准
NB/T10649—2021
高原型风力发电机组
电气控制设备结构环境耐久性试验Environment durability test method for the structure of electrical controequipment of plateau wind turbine行业标准信息服务平台
2021-04-26发布
国家能源局
2021-10-26实施
2规范性引用文件
3术语和定义
4技术要求及环境条件
4.1一般要求
4.2高原环境条件参数
5试验项目
总则·
介电性能试验
温升试验·
耐低温试验
高温试验·
恒定湿热试验：
交变湿热试验
中性盐雾试验
耐霉菌试验
振动试验
冲击试验
太阳辐射试验
参考文献·
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NB/T106492021
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电器工业协会提出。本文件山全国高原电工产品环境技术标准化技术委员会（SAC/TC330）和能源行业风电标准化技术委员会风电电器设备分技术委员会（NEA/TC1/SC6）归口。本文件起草单位：北京金风科创风电设备有限公司、明阳智慧能源集团股份公司、山东广域科技有限责任公司、北京天诚同创有限公司、厦门阿玛苏电子卫浴有限公司、昆明电器科学研究所、机械工业北京电工技术经济研究所、云南电网有限责任公司电力科学研究院、国网四川省电力公司电力科学研究院、贵州理工学院、中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局，中国南方电网有限责任公司超高压输电公司昆明局、云南农业大学、广东远光电缆实业有限公司、红河学院、维谛技术有限公司、云南省能源研究院有限公司、天津瑞能电气有限公司、云南省标准化研究院。本文件主要起草人：孙晓丹、王艳华、王白玲、戎麒、罗荣锋、孙双春、李靖、果岩、侯垚、周琼芳、杨阿娟、高波、侯全舵、范松海、李胜男、何廷一、孙博、马仪、谭向宇、彭庆军、吕刚、李伟、刘劲松、赵煜、杨玺、马御棠、蔡雅娜、马忠宝、蒋陆肆、牛林、孙礼美、韩昊、马小敏、赵阳楠、王苏天。
本文件为首次发布。
本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二条一号，100761)。
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1范围
NB/T10649—2021
高原型风力发电机组
1电气控制设备结构环境耐久性试验本文件规定了海拔2000m（不含）~5000m范围内，高原型风力发电机组电气控制设备结构在高原气候环境及机械环境下的耐久性试验项目、试验方法、严酷等级及合格判据。本文件适用于安装在高原环境的风力发电机组内的电气控制设备，试验对象包括实际工况中的电气控制设备、电气控制设备材料，以及电气控制设备的零部件、元器件、电路组件、绝缘件和线缆等。2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注口期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，文件。
GB/T2421
环境试验
环境试验
GB/T2422
GB/T2423.1
GB/T2423.2
GB/T2423.3
电工电子
环境试验
GB/T2423.42008
GB/T2423.5
GB/T2423.10
环境试验
概述和指南
其最新版本（包括所有的修改单）适用于本试验方法编写导则术语和定义
品环境试验
第2部分：试验方法试验A：低温产品环境试验
第2部分：试验方法试验B：高温第2部分：试验方法，试验Cab：恒处显热试验：交变湿热（12h+12h循环）
电子产品环境试验第2部分试验方法试验Db：第2部分：试验方法试验Ea和导则：冲击环境试验
GB/T2423.16
GB/T2423.17
GB/T2423.24
电工电子
电工电
环境试验
电工木语
GB/T 2900.53
第2部分：试验方法
试验Fc：振动（正弦）
产品环境试验第2部分：试验方法试验J及长霉
导则：
品环境试验第2部分，试验方法试验Ka盐雾
第2部分：试验方法试验Sa：模拟地面上的太阳辐射及其试验导则风力发电机组
一成车开关设备和控制设备
GB/T7251（所有部分）
GB/T7251.1—2013低压成套设各和控制设备第1部分：总则GB/T20625特殊环境条件
GB/T20626.1-—2017特殊环境条件原电
产品第1部分：通用技术要求
特殊环境条件：环境试验方法与第你：总则
GB/T20643.14
GB/T22580一2008特殊环境条件高原电气设备技术要求低压成套开关设备和控制设备NB/T31097高原风力发电机组用全功率变流器技术要求3术语和定义
GB/T2900.53、GB/T20625、GB/T2421、GB/T2422界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
电气控制设备electricalcontrolequipment主要用于控制受电设备的开关电器以及与其相关联的控制、测量、保护及调节设备的组合的统称，也指这些电器以及相关联的内连接线、辅助件、外壳和支持构件的组合体。［来源：GB/T37972016，3.1]
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电气控制设备结构structureofelectricalcontrolequipment实际工况中的电气控制设备、电气控制设备材料，以及电气控制设备的零部件、元器件、电路组件、绝缘件和线缆等。
耐久性durability
材料及产品抵抗白身和白然环境双重因素长期破坏作用的能力，即保证其经久耐用的能力。［来源：NB/T31135—2018，3.2］3.4
耐久性试验durabilitytest
产品在规定的使用和维修条件下，为评价其使用寿命而进行的试验。4技术要求及环境条件
4.1一般要求
4.1.1服役于高原环境条件下的电气控制设备除了应该满足设备本身的基本性能要求以外，还应根据电气控制设备对高原环境条件的敏感程度，进行必要的人工模拟环境试验或高原实地环境试验，以考核电气控制设备在高原环境条件下的适应性和耐久性。4.1.2试验样品应为出厂检验合格的实际工况中的电气控制设备，特殊情况下（如样品过大、过重等）可以选择能代表设备的零部件、元器件、电路组件等作为样品进行测试，此类测试的结果将代表设备的测试结果，如果零部件、元器件、电路组件等的测试不符合设备的测试要求，应在设备中重复该测试。
4.1.3在批量生产电气控制设备之前，应完成至少一个设计使用寿命期的耐久性试验，并在试验过程中及试验完成后对设备进行必要的检查及记录，尽早发现设备潜在的问题并解决，减少和避免设备在现场使用期间进行的维修。
4.1.4试验过程中应监控关键位置情况，如果个别零部件在试验完成前发生损坏或故障，应详细记录故障的发生时间、循环次数，发生的现象、哪个零件出现什么故障，并对其进行修理，更换或者做其他的修改，以便能对设备的其他部分继续试验。4.1.5经过修改后的零部件是否演是结构耐久性设计要求，视具体情况由后续的设备、部件或组件试验验证。耐久性试验结束后，设备各部分结构是否合格以满足耐久性设计寿命指标要求为准。4.1.6试验项自可以在同批次的不同试验件品上进行，若同一试验样品需要依次进行两种及以上的耐久性试验项日，参照GB/T2421、GBT20643.1安试验顺序或由生产厂家和用户根据实际情况协商确定。
4.1.7试验严酷等级应依据设备设计使用寿命、相关试验标准要求及设备实际受环境影响的因素及影响程度，并参照GB/T20643.1进行选择，列出的试验严酷等级如不能#是要求：也可由生产厂家和用户根据实际情况协商确定。
4.1.8振动试验及冲击试验的样品在试验过程中是否带包装，可根据电气控制设备产品的具体标准或由生产厂家和用户根据实际情况协商确定。4.1.9在高原环境条件下，以空气为绝缘介质的电气控制设备，电气间隙的确定应按照GB/T7251.1一2013中表1的规定值乘以相应的海拔修正系数确定，其海拨修正系数按照GB/T20626.1—2017的表2确定。若电气间达不到要求，可用冲击耐受电压来验证。4.1.10高原环境下，电气控制设备的爬电距离应按照GB/T7251.1一2013中7.1.3污染等级不小于3级的规定选择，并不小于相应的电气间隙。2
4.2高原环境条件参数
高原电气控制设备主要环境条件参数见表1。高原电气控制设备主要环境条件参数表1
环境类型
汽候条件
特殊条件
5试验项目
5.1总则
环境要素
贮存温度
工作温度
相对湿度
太阳辐射
振动影响
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环境参数
2000m~5000m
79.5kPa~-54kPa
40℃~50℃
-40 ℃45 ℃
≤95%（25℃时）
局部有
除满足GB/T22580一2008所要求的试验项日及内容之外，还需要做本章所列耐久性试验（包括但不限于本章所列试验项目）。所列试验项目没有限定试验顺序。5.2
介电性能试验
5.2.1试验目的
验证电气控制设备每余路承置暂时过电压和瞬态过电压的能力。乐准信息服
试验对象
实际工况中的电气控制设备。
5.2.3试验过程
在高原环境条件下，电气控制设备应有足够的工频耐受电虚能力和击耐受电压能力。用施加工频耐受电压的方法验证电气控制设备承受暂时过电压的能力及固体绝缘究整性，用施加冲击耐受电压的办法验证电气控制设备承受瞬态过电压的能力。介电性能应符合GB/T725I（所有部分）中对应产品标准规定的要求值乘以相应的海拔修正系数，修正系数可按照GB/T20626.1—2017中表3确定。5.2.4合格判据
试验过程中不应有击穿、闪络现象，漏电流不应大于相应电气控制设备产品标准的规定值。3
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5.3温升试验
5.3.1试验目的
验证高原环境条件下电气控制设备及其电路对额定电流的承载能力。5.3.2试验对象
实际工况中的电气控制设备的零部件、元器件、电路组件等。5.3.3试验过程
试验可按照GB/T22580—2008中5.4和6.2.2的规定方法进行，测量温度可使用温度计、热电偶热敏元件等元器件或采用其他有效的办法。5.3.4合格判据
在高原环境条件下，电气控制设备各部位温升限值不应超过表2的规定。表2电气控制设备各部位温升限值部件和部位
主电路半导体器件
主电路半导体器件与导体的连接处母线（非连接处）
电涌保护器与主电路的电阻元件开关设备、接触器、继电器、熔断器、稳压电源可编程逻辑控制器（PLC）及模块极限温升
外壳温升和结温由产品技术条件或分类标准规定裸铜：45：有锡镀层：55：有银镀层：70铜：35；铝：25；铜铝复合：30距外表面30mm处的空气：25
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导线连接端子
操作手柄
金属：15：绝缘材料：25
可接近的外壳利覆板
金属表面：30：绝缘表面：40
5.4耐低温试验
5.4.1试验目的
验证电气控制设备高原坏境服役时，在低温环境条件下的耐5.4.2试验对象
实际工况中的电气控制设备。
5.4.3试验过程
试验应按照GB/T2423.1中的试验Ad进行，准备好试验样品，不包装。将试验样品放入温度为室温的试验箱中，将温度调节到表3规定的工作环境温度。待试验样品温度稳定后通电运行，验证具低温下的启机能力，并按照表3选择相应持续时间进行暴露。试验过程中要进行功能检查。试验结束后，试验4
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样品在标准环境条件下进行恢复，恢复时间应足够使温度达到稳定，至少为1h。最后，按相关规范要求进行外观、性能、功能和介电性能检查。表3低温耐久性试验条件
产品最低工作温度为-40℃±2℃5.4.4合格判据
耐低温试验的合格判据如下
持续时间
严酷等级A：96h
严酷等级B：500h
严酷等级C：1000h
试验期间及试验后设备基本性能、功能正常：a)
在标准环境条件下恢复至少1h后应能正常启动运行；b)
介电性能符合5.2的要求。
5.5高温试验
5.5.1试验目的
验证电气控制设备高原环境服役时，在高温干热环境条件下的工作耐久性能。5.5.2试验对象
实际工况中的电气控制设备。www.bzxz.net
5.5.3试验过程
额定功率
试验按照GB/T2423.2中的试验Bb进行，准备好试验样品，不包装。将试验样品放入温度为室温的试验箱中，将温度调节到50℃+2℃，海拨与高温温度限值见表4.待试验样品温度稳定后通电运行，验证其高温下的运行能力
5的严酷等级选择相应持续时间进行暴露。试验过程中要进行功能检环境条件下进行恢复，恢复时间应足够使温度达到稳定，至少为11。查。试验结束后，试验样品在
最后，按相关规范要求进行外观特房和功能的检查及判定，
最高温度
50℃±2℃
波与高温温度限值
表5高温耐久性试验条件
持续时间
严酷等级A：336h
严酷等级B：500h
严酷等级C:1000h
额定功率
注：表中温度（50C》的选择：正常海拔条件下（0m）预期使用的坏境温度，适当考虑了负载及太阳辐射对设备的加热作用。
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5.5.4合格判据
高温试验的合格判据如下：
a）试验期间及试验后设备基本性能、功能正常：b）在标准环境条件下恢复至少1h后应能正常启动运行：设备内器件及结构件无烧焦、发黄现象；c
塑胶件无不可恢复变形等。
5.6恒定湿热试验
5.6.1试验目的
考核电气控制设备在高原环境服役时，在高温高湿环境条件下的工作耐久性。5.6.2试验对象
实际工况中的电气控制设备。
5.6.3试验过程
试验按照GB/T2423.3中的试验Cab进行，准备好试验样品，不包装。将试验样品放入温度为牢温的试验箱中，将温度调节到表6规定的工作环境温度，将湿度升至规定的环境湿度。待试验样品平衡后通电运行，输出30%以下额定功率，并运行在该条件下表6中对应的持续时间。试验过程中要进行功能检查。试验结束后，试验样品在标准环境条件下恢复2h，并按相关规范要求进行外观、功能、性能和介电性能检查。
表6恒定湿热工作耐久性试验条件温度/湿度（择高原则）
产品最高工作温度：45℃士2℃：相对湿度：（95±3）%
持续时间
严酷等级A：504h（21d）
严酷等级B：1344h（56d）
业标准
5.6.4合格判据
恒定湿热试验的合格判据如下：试验期间及试验后设备基本性能、功能正常a
30%额定功率
b）试验过程中没有故障，电路板、器件无腐蚀现象：台c）在标准环境条件下恢复2h后应能正常启动运行，代验个电性能符合5.2的要求。5.7交变湿热试验
5.7.1试验目的
考核电气控制设备在高原环境服役时，在高湿度环境下，同时有温度循环变化且通常会在试验样品上产牛凝露情况下的工作耐久性。5.7.2试验对象
实际工况中的电气控制设备。
5.7.3试验过程
NB/T10649—2021
试验按照GB/T2423.4一2008中的试验Db进行，准备好试验样品，不包装。将试验样品放入温度为室温的试验箱中，按照表7的交变湿热工作耐久性试验条件，依据GB/T2423.4一2008中7.3.3方法2的图2b）进行循环试验。试验样品在每一个循环的第3h～9h内全程通电运行，其余时间不带电。试验过程中应进行功能检查。试验结束后，试验样品在标准环境条件下恢复2h，并按相关规范要求迹行外观、性能、功能和介电性能检查。
表7交变湿热工作耐久性试验条件温度/湿度
温度：（25℃~55℃）±2℃；
相对湿度：95%
5.7.4合格判据
交变湿热试验的合格判据如下：持续时间
严酷等级A：48h（2d)
严酷等级B：144h（6d）
a）试验期间及试验后设备基本性能、功能正常；b）试验过程中没有故障，电路板、器件无腐蚀现象：输入
额定功率
c）试验样品在标准环境条件下恢复2h后应能正常启动运行，且试验后介电性能符合5.2的要求5.8中性盐雾试验
5.8.1试验目的
考核电气控制设备在高原环境服役时，在盐雾环境条件下的工作耐久性。用以评定设备金属及保护层的质量及其有效性、抗盐雾腐蚀的能力，确定盐的沉积物对电气控制设备物理性能和电气性能的影响。5.8.2试验对象
实际工况中的电气控制设备或能代表电气控制设备的零部件、元器件、电路组件等。5.8.3试验过程
按照GB/T2423.17进行，准备好试验样品，不包装、不带电。将试验样品放入盐雾试验箱中，温度为35℃±2℃，并按表8的严酷等级选择相应持续时问。试验过程中要进行基本功能检查。试验结束后，试验样品在标准环境条件下恢复不小于1h，但不超过25非另有规定，小试样应用自来水进行冲洗，然后再工燥。最后，按相关规范要求进行外观、功能、性能和介中能检查。表8盐雾耐久性试验条件
35℃±2℃
持续时间
严酷等级A：240h（10d）
严醋等级B：480h（20d）
高原产品腐蚀性级另：柜外C3/高、柜内C2/高（耐久性范围为高）
注1：根据ISO12944-2:2017，大气环境被分为6类大气腐蚀性级别，其中C2为低腐蚀性，C3为等腐蚀性，注2：ISO12944-1:2017给了4个耐久性范用，其巾高（H）为15年~25年。7
NB/T10649—2021
5.8.4合格判据
中性盐雾试验的合格判据如下：a）试样不出现基体金属腐蚀现象，如红锈、铜绿；b）电路板、器件连接点无腐蚀现象；c）试验样品恢复后上电能够正常启动，产品基本性能、功能正常；d）试验后介电性能符合5.2的要求。5.9耐霉菌试验
试验目的
考核电气控制设备在高原环境服役时，在潮湿环境条件下产品防霉菌滋生的耐久性。评定设备使用的元器件利材料的长霉程度，以及长霉对电气控制设备性能或使用的影响程度，5.9.2试验对象
电气控制设备的零部件、元器件、电路组件、绝缘件和线缆等，见表9。表9耐霉菌试验对象清单
试验样品
喷镀件
低压电器：
塑胶件
电路组件
金属材料
（拒体、机座
支撑结构
接触器
端子排（带接线）
非金属材料（外装
较大的电气部件
绝缘体（土回路绝缘）
饺链、锁头
指示灯（柜外）
控制单板
3件~5件
3件~5件
3件~5件
3件-5件
样品选取原则/要求
圆片形直径为100mm，长方形面积为100mm×5amm箱体样品底金属、表面涂层的材料、工艺应完全相同最大截面积，长度100mm：
样品底金属、表面涂层的材料、工艺应完全相同内部触点材料相同，供应商相同：应包括不同规格的器件
具有相互靠近、裸露在外的或没有涂覆的接线端子的部件圆片形直径为100mm，长方形面积为100mm×50mm；材料、工艺应完全相同
3件5件
材料相同，供应商相同
3件~5件
5件10件
村料，供应商相同
材料箱同，共高相同
长度大于100mmm；
绝缘材料相同，供应商相同
应包含三种及以上规格
器件应完整（且有一定数量的表贴器件插件）三防漆的材料、工艺应完全相同；外观检查、电性能测量结果符合规定要求。应包含开关类、电源类、继电器、接触器、接线排。5.9.3试验过程
适用时
适用时
电气元器件
抽取外壳或
适用时
试验按照GB/T2423.16规定的试验方法1进行，依据标准要求进行指定菌种制备并接种在试样上，8
按照表10的试验条件完成试验
试验应力
表10耐霉菌试验条件
持续时间
需菌孢子接种及培养，按照GB/T2423.16中试验方法1进行5.9.4合格判据
耐霉菌试验的合格判据如下：
a）试验后器件的电气性能正常：b)
严酷等级A：28d
严酷等级B：56d
NB/T106492021
严酷等级选择A（28d）时，
试样的长霉程度应满足GB/T2423.16中2a的要求：严酷等级选择B（56d）时，
振动试验
试验目的
试样的长需程度应满足GB/T2423.16中2b的要求。考核电气控制设备在高原环境服役时，在有振动环境条件下的工作耐久性5.10.2
试验对象
实际工况中的电气控制设备。
5.10.3试验过程
试验按照GB/T2423.10中的试验Fc进行，准备好试验样品，不包装。将试验样品刚性固定在振动台的几何中心，给试验样品通电，按照表11的试验参数（依据NB/T31097）进行三轴向的正弦振动试验。试验过程中应进行基本功能检查。试验结束后，按相关规范要求进行外观、功能、性能和介电性能检查。
频率范围
5.10.4合格判据
表11振动试验条件
加速度
扫频速率
oct/min
服务平台
X、Y、Z三个轴向每个轴向持续2h振动试验的合格判据如下：
试验后设备结构无永久变形或断裂，器件无松动；a)
试验后上电能够正常启动，基本性能、功能正常；h
运动零部件要求活动自如可靠，无影响运动性能的不灵敏现象；c)
d）试验后介电性能符合5.2的要求。9
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