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文檔簡介
ICS號01.040.29
中國標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)分類號K46
團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)
T/CPSS1002-2018
低壓有源電力濾波裝置
Lowvoltageactivepowerfilter
2018-06-06發(fā)布2018-06-06實施
中國電源學(xué)會發(fā)布
T/CPSS1002-2018
低壓有源電力濾波裝置
1范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了低壓有源電力濾波裝置(以下簡稱濾波裝置)的術(shù)語和定義、功能要求、技術(shù)要求、
試驗方法、檢驗規(guī)則等要求。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于頻率50Hz、額定工作電壓不超過1000V(1140V)的低壓配電網(wǎng),采用電壓源型逆
變器結(jié)構(gòu)的并聯(lián)型濾波裝置。
2規(guī)范性引用文件
下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
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GB/T17626.4-2008電磁兼容試驗和測量技術(shù)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗
GB/T17626.5-2008電磁兼容試驗和測量技術(shù)浪涌(沖擊)抗擾度試驗
GB/T17626.12-2013電磁兼容試驗和測量技術(shù)振鈴波抗擾度試驗
GB/T17626.30-2012電磁兼容試驗和測量技術(shù)電能質(zhì)量測量方法
GB17799.4-2012電磁兼容通用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)環(huán)境中的發(fā)射
3術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于本文件。
3.1
有源電力濾波裝置activepowerfilter
利用電力電子變流技術(shù),通過產(chǎn)生諧波電流與負(fù)載諧波電流實時抵消,實現(xiàn)濾波功能的并聯(lián)型裝置。
3.2
諧波補償率harmonic(component)compensationratio
Kh
補償后,電網(wǎng)側(cè)第h次諧波電流有效值與諧波源產(chǎn)生的第h次諧波電流有效值之比,以百分?jǐn)?shù)表示。
1
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I
K=?×(1h)100%··························(1)
hI
nh
式中:
Ih——濾波裝置工作后,電網(wǎng)側(cè)的第h次諧波電流有效值,單位為安(A);
Inh——濾波裝置工作后,諧波源產(chǎn)生的第h次諧波電流有效值,單位為安(A)。
3.3
總諧波補償率totalharmonic(components)compensationratio
K
補償后,電網(wǎng)側(cè)各次諧波電流總含量與諧波源產(chǎn)生的各次諧波電流總含量之比,以百分?jǐn)?shù)表示。
hmax
2
∑Ih
=
K=?×()1h2100%··························(2)
hmax
2
∑Inh
h=2
式中:
Ih——濾波裝置工作后,電網(wǎng)側(cè)的第h次諧波電流有效值,單位為安(A);
Inh——濾波裝置工作后,諧波源產(chǎn)生的第h次諧波電流有效值,單位為安(A);
hmax——最高補償諧波次數(shù)。
3.4
響應(yīng)時間compensationresponsetime
從被控制量開始突變到裝置輸出達(dá)到目標(biāo)值的90%所需要的時間,如圖1。
輸出量最大過沖
±5%
90%
控制目標(biāo)
0
響應(yīng)時間輸入
控制輸入
(控制目標(biāo)參考值)
時間
圖1響應(yīng)時間示意圖
3.5
電流諧波總畸變率totalharmonicdistortionforcurrent
THDI
電流中各次諧波成分的方均根值與基波電流成分之比,以百分?jǐn)?shù)表示。
2
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∞
2
∑Ih
h=2()
THDI=×100%··························3
Il
式中:
Ih——電流中第h次諧波成分方均根值,單位為安(A);
I1——電流中基波成分方均根值,單位為安(A)。
4功能要求
4.1諧波補償能力
濾波裝置應(yīng)具有輸出諧波電流并補償部分或全部的負(fù)載諧波電流的能力。
4.2輸出過載能力
當(dāng)負(fù)載需求大于濾波裝置補償額定輸出電流時,自動限定輸出電流至額定輸出電流。
4.3保護(hù)功能
4.3.1輸出過流保護(hù)
當(dāng)濾波裝置輸出電流超過保護(hù)電流設(shè)定值時,濾波裝置應(yīng)立即保護(hù),并給出告警指示。
4.3.2超溫保護(hù)
濾波裝置內(nèi)部溫度超過溫度保護(hù)設(shè)定值時,濾波裝置應(yīng)立即保護(hù),并給出告警指示。
4.3.3交流輸入欠壓保護(hù)
交流輸入電壓低于欠電壓設(shè)定值(該值應(yīng)小于額定電壓的85%)時,濾波裝置應(yīng)立即保護(hù),同時給
出告警指示。
4.3.4交流輸入過壓保護(hù)
交流輸入電壓高于過電壓設(shè)定值(該值應(yīng)大于額定電壓的115%)時,濾波裝置應(yīng)立即保護(hù),并給
出告警指示。
4.3.5交流輸入欠頻率保護(hù)
交流輸入電壓頻率低于欠頻率設(shè)定值(該值應(yīng)小于49Hz)時,濾波裝置應(yīng)立即保護(hù),并給出告警
指示。
4.3.6交流輸入過頻率保護(hù)
交流輸入電壓頻率高于過頻率設(shè)定值(該值應(yīng)大于51Hz)時,濾波裝置應(yīng)立即保護(hù),并給出告警
指示。
4.3.7主電路器件損壞切除保護(hù)
當(dāng)主電路器件發(fā)生損壞,有可能對電網(wǎng)造成危害時,濾波裝置應(yīng)立即保護(hù),從電網(wǎng)中切除,同時給
出告警指示。
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4.4通信功能
濾波裝置應(yīng)具備報警信號輸出接口和通信接口。
5技術(shù)要求
5.1額定值
濾波裝置的額定值如下:
a)接線方式:單相、三相三線、三相四線;
b)額定工作頻率:50Hz;
c)補償諧波范圍:2~50次諧波。補償?shù)奶囟ǚ秶捎脩襞c制造商商定;
d)接入電網(wǎng)標(biāo)稱電壓:220V、380V、660V、1000V(1140V)。其他電壓由用戶與制造商商
定;
e)額定輸出電流(基波電流):10A、25A、50A、75A、100A、150A、200A、300A、400A。
其他額定輸出電流由用戶與制造商商定。
5.2環(huán)境條件
5.2.1正常使用條件
濾波裝置的正常使用條件如下:
a)本標(biāo)準(zhǔn)主要針對正常使用條件為室內(nèi)使用;
b)環(huán)境溫度:-5℃~+40℃,日平均溫度不超過35℃,其他溫度等級可與制造商商議;
c)相對濕度:15%~90%(20℃時),在不同溫度和濕度條件下,應(yīng)注意防止設(shè)備運行時凝露;
d)周圍介質(zhì)無爆炸及易燃、易爆危險,無腐蝕性氣體,無導(dǎo)電塵埃等;
e)海拔高度不超過1000m(安裝地點海拔高度超過1000m時,與之相關(guān)的溫升限值、絕緣等
應(yīng)予以修正);
f)安裝地點無劇烈振動及顛簸,安裝傾斜度不大于5°;
g)污穢條件:應(yīng)不低于GB/T16935.1-2008中2級。
5.2.2電網(wǎng)條件
電網(wǎng)條件如下:
a)輸入電壓范圍:UN×(1±15%),UN為接入電網(wǎng)標(biāo)稱電壓;
b)電壓輸入頻率:fN±1Hz,fN為額定工作頻率;
c)輸入電壓不平衡度:≤5%。
5.3結(jié)構(gòu)
濾波裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)符合GB/T15576-2008中6.1的要求。
濾波裝置外殼防護(hù)等級不應(yīng)低于IP20,具體按GB/T4208的規(guī)定。
濾波裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)充分考慮避免人身觸電的風(fēng)險,在設(shè)備安裝時也應(yīng)采取必要的措施進(jìn)一步降
低觸電危險。制造商應(yīng)在使用說明書中提供相關(guān)資料。
濾波裝置的金屬殼體和要求接地的電器元件金屬底座與接地螺釘間,應(yīng)保證具有可靠的電氣連接。
濾波裝置內(nèi)的電路和所有部件的設(shè)計應(yīng)足以耐受安裝場所可能遇到的最大熱應(yīng)力和電應(yīng)力。
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接地保護(hù)導(dǎo)體的截面積不應(yīng)小于表1的規(guī)定值,最小值不應(yīng)小于2.5mm2。如果按表1選擇的導(dǎo)線不
是標(biāo)準(zhǔn)截面積,則應(yīng)向上一級靠至標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線的截面積。當(dāng)相導(dǎo)線與保護(hù)導(dǎo)線的材料不同時,應(yīng)進(jìn)行修正,
使之達(dá)到同一種材料的導(dǎo)電效果。
當(dāng)濾波裝置的框架或外殼作為保護(hù)電路的一部分時,其截面積的導(dǎo)電能力應(yīng)至少等效于表1規(guī)定的
相應(yīng)最小截面積。
表1保護(hù)導(dǎo)體(銅)的最小截面積
單位為mm2
相導(dǎo)線的截面積S相應(yīng)保護(hù)導(dǎo)體最小截面積
S≤16S
16<S≤3516
S>35S/2
5.4性能要求
性能要求應(yīng)滿足表2的規(guī)定。
表2性能要求
序號項目技術(shù)要求備注
當(dāng)負(fù)載電流畸變率≥20%時,總諧波補
償率≥85%;在規(guī)定試驗條件下應(yīng)達(dá)到相應(yīng)指標(biāo);有特
1諧波補償性能
當(dāng)負(fù)載電流畸變率<20%,補償之后殊要求時,應(yīng)由用戶與制造商商定。
電流畸變率應(yīng)不大于5%
2損耗≤3%在基波額定輸出電流工作條件下測試。
3響應(yīng)時間≤20ms有特殊要求時,應(yīng)由用戶與制造商商定。
強制風(fēng)冷和自然冷卻條件下;特大容量風(fēng)
4噪聲≤70dB(A)冷設(shè)備大于70dB(A)時,應(yīng)由用戶與制造
商商定。
5.5溫升限值
溫升限值應(yīng)符合GB/T7251.1中9.2的要求。
5.6絕緣性能
5.6.1絕緣電阻
在環(huán)境溫度-5℃~+40℃、相對濕度不大于90%時,對于電壓UM/2不超過1000V的,絕緣電阻
不應(yīng)小于100MΩ。
注:UM表示正弦波電壓波形的最大值。
5.6.2介電強度
濾波裝置應(yīng)承受表3所示的試驗電壓、10mA漏電流,維持1min,應(yīng)無電擊穿或閃絡(luò)。
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T/CPSS1002-2018
表3介電強度試驗電壓
額定電壓UN試驗電壓
VV
UN≤60500
60<UN<1251000
125<UN<2501500
250<UN<5002000
UN>5002UN+1000
5.6.3沖擊電壓
濾波裝置應(yīng)承受GB/T16935.1-2008中表F.1要求的沖擊電壓。試驗后,濾波裝置應(yīng)無絕緣破壞。
試驗中,允許出現(xiàn)沒有引起絕緣破壞的閃絡(luò)。如出現(xiàn)閃絡(luò),應(yīng)復(fù)查絕緣電阻和介電強度(試驗電壓值為
5.6.2規(guī)定的75%)。
5.7電磁兼容性
5.7.1設(shè)備的抗擾性能
5.7.1.1靜電放電抗擾度
濾波裝置應(yīng)能承受GB/T17626.2中規(guī)定的試驗等級為3級的靜電放電抗擾度試驗。
試驗中,濾波裝置允許出現(xiàn)性能喪失,但不允許改變操作狀態(tài)或存儲的數(shù)據(jù)。試驗后,濾波裝置應(yīng)
能正常工作,且不允許性能降低或性能低于制造商指定的性能級別。
5.7.1.2振鈴波抗擾度
濾波裝置應(yīng)能承受GB/T17626.12中規(guī)定的試驗等級為3級的1MHz和100kHz振鈴波抗擾度試驗。
試驗中,濾波裝置允許出現(xiàn)性能喪失,但不允許改變操作狀態(tài)或存儲的數(shù)據(jù)。試驗后,濾波裝置應(yīng)
能正常工作,且不允許性能降低或性能低于制造商指定的性能級別。
5.7.1.3電快速瞬變脈沖群抗擾度
濾波裝置應(yīng)能承受GB/T17626.4中規(guī)定的試驗等級為3級的電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗。
試驗中,濾波裝置允許出現(xiàn)性能喪失,但不允許改變操作狀態(tài)或存儲的數(shù)據(jù)。試驗后,濾波裝置應(yīng)
能正常工作,且不允許性能降低或性能低于制造商指定的性能級別。
5.7.1.4浪涌(沖擊)抗擾度
濾波裝置應(yīng)能承受GB/T17626.5中規(guī)定的試驗等級為3級的浪涌(沖擊)抗擾度試驗。
試驗中,濾波裝置允許出現(xiàn)性能喪失,但不允許改變操作狀態(tài)或存儲的數(shù)據(jù)。試驗后,濾波裝置應(yīng)
能正常工作,且不允許性能降低或性能低于制造商指定的性能級別。
5.7.2電磁發(fā)射
濾波裝置電源端口的電磁發(fā)射不應(yīng)超過GB17799.4中規(guī)定的限值。
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6試驗方法
6.1一般要求
有關(guān)半導(dǎo)體變流器的共性要求,其檢驗要求和試驗方法應(yīng)符合GB/T3859.1的規(guī)定。
諧波測量儀器應(yīng)符合GB/T17626.30的規(guī)定。
使用可編程諧波電流源模擬負(fù)載電流進(jìn)行試驗時,應(yīng)保證負(fù)載電流中2~50次諧波成分的幅值和相
位與給定電路輸出結(jié)果一致。
6.2絕緣試驗
6.2.1絕緣電阻
試驗前短接A、B、C三相,試驗方法按GB/T3859.1中的方法,測量結(jié)果應(yīng)符合5.6.1的規(guī)定。
6.2.2介電強度
按GB/T13422中的試驗方法,試驗時允許斷開不能承受試驗電壓的元件,如:氣體放電管、壓敏電
阻等,試驗前短接A、B、C三相,在濾波裝置的電源輸入端與機殼之間施加表3規(guī)定的交流試驗電壓,
維持1min,試驗結(jié)果應(yīng)符合5.6.2的規(guī)定。
6.2.3沖擊電壓
按GB/T16935.1-2008中6.1.2.2.1條的試驗方法,試驗結(jié)果應(yīng)符合5.6.3的規(guī)定。
6.3輸入電壓允許變化范圍試驗
試驗電路如圖2。在濾波裝置處于額定工作狀態(tài)時,按5.2.2a)規(guī)定調(diào)節(jié)輸入電壓至最大值、額定值
和最小值,并分別用電能質(zhì)量分析儀進(jìn)行測量,濾波裝置應(yīng)滿足表2中的性能要求。
6.4輸入頻率允許變化范圍試驗
試驗電路如圖2。在濾波裝置處于額定工作狀態(tài)時,按5.2.2b)規(guī)定調(diào)節(jié)輸入頻率至最大值、額定
值和最小值,并分別用電能質(zhì)量分析儀進(jìn)行測量,濾波裝置應(yīng)滿足表2中的性能要求。
6.5輕載試驗(功能試驗)
輕載試驗是為了驗證濾波裝置電氣線路的所有部分連接是否正確,濾波裝置能否正常運行。輕載試
驗中,濾波裝置輸出電流可小于額定輸出電流的10%。
試驗時,對濾波裝置施加額定交流電壓,檢測主電路工作電壓、負(fù)載電流和控制電路工作電壓、工
作電流,確認(rèn)主回路各部件的波形是否符合設(shè)計要求。試驗電路如圖2,三相四線制測試系統(tǒng)中R1=314
×L1,R2=6×R1。
6.6保護(hù)功能試驗
保護(hù)功能檢驗內(nèi)容按4.3的規(guī)定。試驗時,模擬故障,確認(rèn)保護(hù)正確動作,故障顯示與故障項目相
符,驅(qū)動信號可靠封鎖。試驗電路如圖2,三相四線制測試系統(tǒng)中R1=314×L1,R2=6×R1。
6.7負(fù)載試驗
負(fù)載試驗是為了檢驗濾波裝置在規(guī)定的工作條件、負(fù)荷等級和負(fù)載類型下,按額定電流輸出運行,
運行穩(wěn)定后各部位溫升不超過5.5的規(guī)定值。
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T/CPSS1002-2018
試驗電路如圖2。將濾波裝置接入供電電源和非線性負(fù)載之間,通過改變電阻R調(diào)節(jié)非線性負(fù)載的
功率,檢驗濾波裝置運行是否正常跟蹤變化,參數(shù)顯示是否正確,保護(hù)設(shè)定是否合適。
D1D3D5
ATA1
A
交流BTA2
AR
電源CTA3
A
D4D6D2
濾波裝置
a)三相三線制測試系統(tǒng)
D1D3D5
ATA1
A
BTA2
交流AR2
CTA3
電源A
N
D4D6D2
濾波裝置
D7D8
L1
R1
D9D10
b)三相四線制測試系統(tǒng)
D1D3D5
ATA
A
B
交流R
電源C
N
D4D6D2
濾波裝置
c)單相制測試系統(tǒng)
圖2補償功能試驗電路
6.8輸出限流試驗
試驗電路如圖2。濾波裝置運行,調(diào)節(jié)非線性負(fù)載電流,將濾波裝置輸出電流調(diào)整到額定值,然后
繼續(xù)增加非線性負(fù)載電流有效值到125%額定值,濾波裝置應(yīng)能正常運行并符合4.2的規(guī)定。
6.9溫升試驗
按GB/T7251.1中的試驗方法進(jìn)行,主要元器件的溫升限值應(yīng)符合5.5的規(guī)定。
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6.10總諧波補償率試驗
試驗中,用電能質(zhì)量分析儀的電流鉗分別測量圖2中相應(yīng)測試系統(tǒng)的電網(wǎng)側(cè)電流和負(fù)載側(cè)電流信號。
主電路通電,濾波裝置運行穩(wěn)定后,分別從電能質(zhì)量分析儀上讀取并記錄電網(wǎng)側(cè)電流波形及其諧波
含量,負(fù)載側(cè)電流波形及其諧波含量等數(shù)據(jù)。根據(jù)公式(2)計算總諧波補償率應(yīng)符合表2的要求。
6.11損耗試驗
試驗電路如圖2。濾波裝置分別處于輸出額定容性基波電流和輸出額定感性基波電流的兩種工作狀
態(tài),用電能質(zhì)量分析儀在濾波裝置輸入端測得的輸入平均有功功率即為濾波裝置的損耗,以上兩種工況
下測得損耗的平均值應(yīng)符合表2的要求。
6.12響應(yīng)時間試驗
試驗電路如圖3。濾波裝置處于正常工作狀態(tài)時,閉合開關(guān)K,投入R2,用時間記憶示波器測量并
記錄補償后的電流波形。分析該波形,根據(jù)3.4定義測量響應(yīng)時間,即為負(fù)載突增響應(yīng)時間。在系統(tǒng)穩(wěn)
定后,切除R2,用同樣方法測得負(fù)載突減響應(yīng)時間。負(fù)載突增響應(yīng)時間和負(fù)載突減響應(yīng)時間的算術(shù)平
均值即為濾波裝置的響應(yīng)時間,應(yīng)符合表2的要求。
試驗中,在三相三線制和單相制試驗中,濾波裝置的兩個穩(wěn)態(tài)輸出電流應(yīng)選為10%額定電流和90%
額定電流。在三相四線制試驗中,R1=314×L1,R2=1.1×R1,R3=8.8×R1。
D1D3D5
K
ATA1
A
交流BTA2
AR1
電源CTA3
A
R2
D4D6D2
濾波裝置
a)三相三線制測試系統(tǒng)
D1D3D5
K
ATA1
A
BTA2
交流AR3
CTA3
電源A
N
R2
D4D6D2
濾波裝置
D7D8
L1
R1
D9D10
b)三相四線制測試系統(tǒng)
9
T/CPSS1002-2018
D1D3D5
K
ATA
A
B
交流R1
電源C
N
R2
D4D6D2
濾波裝置
c)單相制測試系統(tǒng)
圖3響應(yīng)時間試驗電路
6.13噪聲試驗
按GB/T13422中5.1.16條的方法測量,測量頻率范圍為2kHz~20kHz頻段。測量值均應(yīng)符合表2的
規(guī)定。
6.14電磁兼容性試驗
6.14.1靜電放電抗擾度試驗
本試驗可按GB/T17626.2的規(guī)定進(jìn)行。
6.14.2振鈴波抗擾度試驗
本試驗可按GB/T17626.12的規(guī)定進(jìn)行。
6.14.3電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗
本試驗可按GB/T17626.4的規(guī)定進(jìn)行。
6.14.4浪涌(沖擊)抗擾度試驗
本試驗可按GB/T17626.5的規(guī)定進(jìn)行。
6.14.5電磁發(fā)射試驗
按GB17799.4中規(guī)定的方法進(jìn)行。
7檢驗規(guī)則
7.1試驗分類
試驗分為出廠試驗和型式試驗。
7.2試驗場所
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各項試驗一般在制造商的生產(chǎn)場所進(jìn)行。個別試驗項目如需在設(shè)備現(xiàn)場安裝后進(jìn)行,
則應(yīng)在合同或有關(guān)技術(shù)文件中說明。
10
T/CPSS1002-2018
7.3出廠試驗
濾波裝置的所有電器元件、儀器儀表等配套件,在組裝前應(yīng)檢驗其型號、規(guī)格等是否符合設(shè)計要求,
并應(yīng)具有出廠合格證明。
每臺濾波裝置組裝完成后均應(yīng)進(jìn)行出廠試驗。出廠試驗項目見表4。試驗合格后,填寫試驗記錄并
簽發(fā)出廠合格證明。
每臺濾波裝置中,有一項指標(biāo)不符合要求,該臺即為不合格,應(yīng)進(jìn)行返工。返工后應(yīng)進(jìn)行復(fù)試,直
至全部指標(biāo)符合要求,方可簽發(fā)出廠合格證明。
7.4型式試驗
型式試驗可在一臺濾波裝置上,或相同設(shè)計但不同規(guī)格的濾波裝置上進(jìn)行。型式試驗產(chǎn)品應(yīng)是經(jīng)出
廠試驗合格后的產(chǎn)品。
在下列任一情況下應(yīng)進(jìn)行型式試驗:
a)連續(xù)生產(chǎn)的產(chǎn)品每5年進(jìn)行一次型式試驗;
b)設(shè)計、制造工藝或主要元器件改變,應(yīng)對改變后首批投產(chǎn)的合格品進(jìn)行型式試驗;
c)新設(shè)計投產(chǎn)(包括轉(zhuǎn)廠生產(chǎn))的產(chǎn)品,應(yīng)在生產(chǎn)鑒定前進(jìn)行產(chǎn)品定型型式試驗。
型式試驗項目見表4。
進(jìn)行型式試驗時,達(dá)不到表4中型式試驗項目任何一項要求時,判定該產(chǎn)品不合格。
型式試驗不合格,則該產(chǎn)品應(yīng)停產(chǎn)。直到查明并消除造成不合格的原因,且再次進(jìn)行型式試驗合格
后,方能恢復(fù)生產(chǎn)。
進(jìn)行定型型式試驗時,允許對產(chǎn)品的可調(diào)部件進(jìn)行調(diào)整,但應(yīng)記錄調(diào)整情況。設(shè)計人員應(yīng)提出相應(yīng)
的分析說明報告,供鑒定時判定。
表4出廠試驗和型式試驗項目
序出廠型式技術(shù)要求試驗方法
試驗項目備注
號試驗試驗章節(jié)號章節(jié)號
1外觀與結(jié)構(gòu)√√5.3
2外殼防護(hù)試驗√5.3
5.6.3的內(nèi)容
3絕緣試驗√√5.66.2只需在型式
試驗中完成
輸入電壓變化范圍試驗√5.2.2a)6.3
輸入頻率允許變化范圍試驗√5.2.2b)6.4
輕載試驗√√
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