1、中华人民共和国机械行业标准半导体变流器第5部分不间断电源设备用开关(UPS开关)JB/T 8453-1996本标准等效采用IEC146-5(1988)半导体变流器第五部分不间断电源设备用开关。1主题内容与适用范围本标准规定了不间断电源设备(以下简称UPS)用开关的型式、技术要求和试验方法。本标准适用于为保证不间断地向负载供电而与UPS配套使用的各种UPS开关，包括UPS用断路器、旁路开关、隔离开关、负载转换开关、连接开关等。通常情况下，这些开关总是作为UPS开关的一个功能单元，与UPS组装在一起构成一个完整的产品，因而，本标准应与GB 726。结合使用。本标准不适用于向UPS供电的通用配电盘(
2、屏、柜)，也不适用于整流器的输入开关或直流开关(例如蓄电池和整流器输出或逆变器输入等用的开关).有关UPS的性能要求，参见GB 7260,2弓用标准GB 726。不间断电源设备GB 3859.1半导体变流器基本要求的规定GB 3859. 2半导体变流器应用导则GB 2900. 33电工术语电力电子技术GB/T 13422半导体变流器电气试验方法3术语这里给出的仅是本标准专用的术语及定义。其它有关电力电子技术和UPS的通用术语和定义，见GB 2900. 33, GB 3859和GB 7260,3. 1 UPS开关用于将UPS或旁路连接到负载或与负载隔离的开关。根据负载对连续供电性能的要求，可以是
3、机械式或电子式(包括熄灭型、电网换相型、自换相型)开关。3.2电力电子开关用于电力电子转换的运行单元.至少包含一个可控电子阀器件.3.1,机械式U PS电力开关狂正常条件(包括规定的过载运行)下，能够接通、承载和分断电流的机械开关装置。而在非正常条件(如短路)时，可以在规定时问内承载电流。注该开关只能接通，但不能分断短路电流，3.4混合式UPS电力开关至少山一个可控电子阀器件组合而成，带有机械分接点的UPS开关.3.5动作UPS开关从通态到断态(断开动作)、或从断态到通态(接通动作)的转换。机械工业部1996-09-03批准1997-01-01实施IB/T 8453-1996脚匕流中断的动作称
4、之为“分断”，使负载电流开始流通的动作称之为“接通”.。通:I N“断态”源于半导体技术但本标准有更广的含义包括了机械装2的接通位t和断开位里。断开和“闭合”源干机械开关技术在本标准内具有更广的含义，包括了对半导体开关装t去掉和旋加控制位户和油峙的时间淤劝控制al控制动作。参.助控制娜.创定条件产生，卒自动控制非人为的控制动作。，部分动作(断开或闭合)为自动控制(见第3. 7条)，而另一部分为手动控制(见第3.6条)的开关控同步转换负成功率在两个电源之间转换时，非同步转换负毅功率在两个电源之间转换时，接通时间其频率、电压幅值和相位均同步。其频率、电压幅值和相位不同步.从闭合动作开始到电流在主电
5、路开始流通瞬间的时间间隔。.住，对电子开关，闭合动作发生系指控制信号施加到开关控制端子的瞬间.卜”分断时间UPS开关开始断开到电流在其所控制电路终止流动之间的时间间隔.注对电子开关，开始断开系指控制信号由开关控制端子切除(对某些器件也可能是施加)的瞬间。卜U中断时间怡出电压低于允差范围下限的时间.114转换时间转换动作开始到输出量完成转换瞬间的时间间隔。冬”自换相电子开关由电子开关内部元件提供换相电压的电子开关。几“电网换相电子开关山电网提供换相电压的电子开关.x.17 IjrPS断路器扣匕路正常时，能够接通、承载、分断负载电流的UPS开关.而在电路故障时，它可以接通、传输妞tafol的故障电
6、流，并能够分断该电流。1 U I : PS隔离用开关4断开位置，起绝缘隔离作用的UPS机械开关。根据UPS运行要求，可以有接通、承载和分断电流例如断路器或隔离器。竹换开关川I实现从一个源到另一个源的电力转换，由一个或多个开关组成的UPS开关.连络开关of以将两个或多个交流输出连接在一起的UPS开关。们PS维修旁路开关11 I维修安全，隔离UPS的一部分或几部分，并通过替代支路保持负载功率连续而设计的开关.r功能UPS开关Id够完成第3.17-3.21条之两种或两种以上功能的UPS开关。83肠幻朴么一!.JB/T 8453-19964 UPS开关的类型4.1按结构形式分a)电子式(见第3.2条)
7、;b)机械式(见第3.3条)，c)混合式(见第3.4条).4.2按功能分。)UPS断路器(见第3. 17条);b) UPS隔离开关(见第3.18条);c) UPS转换开关(见第3.19条);d) UPS连络开关(见第3.20条);e) UPS维修旁路开关(见第3.21条);f) UPS多功能开关(见第3.22条)。有关UPS类型及其性能、用途的详细说明，见附录A(补充件)。5技术要求5.1使用条件5.1.1环境条件按GB 3859. 1第5.1条的规定。5.1.2电气条件UPS开关的电气工作条件与UPS的输出特性有关，一般情况下其具体要求应在产品的技术条件等相关技术文件中说明。当没有作出说明时
8、，按GB 3859. 1第5.2条的规定。但其中瞬时不重复电压的规定为:幅值不超过额定值的2. 3倍，持续时间不超过1. 3 ms,注当采用旁路时，旁路的特性应满足负载的要求，并在产品技术条件等有关文件中说明。当没有说明时，亦按GB 3859.1第5. 2条的规定。5.13满载条件对三相输出，最大相与最小相的基波方均根电流之差不超过额定值的25%，且最大相的线电流不超过额定值(按GB 7260第3.1.3条规定)。5.1.4机械条件按GB 7260第3.1条规定。5.2特殊使用条件不符合本标准第5.1条给定的使用条件，由用户确定，在订货时予以说明，并与制造单位取得协议.特殊使用条件包括特殊的环
9、境条件、特殊的机械条件和特殊的电气条件等，见GB 7260第3,2条。53工作制等级在没有特别说明时.UPS开关的工作制等级与规定的UPS工作制等级相同，即:1000o额定电压连续，1250o额定电流1 min, 150%额定电流10 s (GB 7260第2.3条).5.4额定值和特性5.4.1必须规定的额定值和性能UPS开关的额定值和特性以其正常使用条件(第5.1条)和规定的工作制(第5. 3条)为基础.若UPS开关是UPS的一个功能单元并与之组装在一起，作为一个完整的产品验收出厂，则UPS开关的倾定值可视为整个UPS额定值的一部分，并与UPS的要求协调一致。此时，不需对UPS开关的额定值
10、和特性作专门说明.对子单独交货而作为产品出厂的UPS开关，在其产品技术条件和相关技术文件中，应对下列倾定值和特性作出规定和说明。JB/T 8453-1996a)电压及其允许范围;b)极数/相数;。)额定连续电流(若与第5.3条不同应说明);d)短路接通容量;e)短路分断容量;t)分断时间;9)接通时间;h)允许的电路断态重复峰值电压。i)允许的电路断态不重复峰值电压;j)漏电流;k)允许的最大断态电压上升率;1)额定负载时的报耗(仅就UPS开关而言);m)隔离能力(方式)，机械式或电子式;n)允许的负载功率因数;。)频率及允许范围;P)闭合时允许的电流上升率;9)音频噪声(若无特别说明，按GB
11、 3859. 1第5.7.11条)。住对于UPS转换开关，分断时间和接通时间不做规定，但需给出转换时间的最大值(两个方向上的).5.4.2其它性能要求除第5.4.1条规定的UPS开关性能之外，用户有其它特殊要求(例如同步性能、负载分配、机械电气性能的要求和限制)时，应在订货时说明，并与制造单位取得协议。6试验方法和检验规则.1一般要求这里给出的UPS开关的试验要求和检验规则，是针对作为独立产品出厂的UPS开关而提出的。同时，其内容也仅限于与UPS开关性能有关的检验试验要求。对于作为UPS的一个功能单元，并与之组装在一起出厂的UPS开关，可与UPS的试验结合在一起进行(GB 7260, GB 3
12、859和GB/T 13422),6.2试验项目UPS开关的试验项目如表1所示.这里给出的型式试验和出厂试验项目，原则上应在制造厂内进行，并采用电阻性负载。用户对试验项目和试验负载有特殊要求时，应在订货时说明.出于经济原因.对于耗能大的试验项目(如负载试验)，只要供需双方同意，可以在安装后的现场进行.表1 UPS开关试验项目表序号项目型式试验出厂试验选择试验试验方法和要求1一般性能试验*6.4.16.4.22轻载试验*6.4.33满载试验6.4.44冷却性能试脸6.4.5JB/T 8453-1996表1(完)序号项目型式试脸出厂试脸选择试脸试验方法和要求5短路电流能力试验a)接通*6.4.7b)
13、分断*6.4.76过载能力试验*6.4.67过电压保护性能试验6.4. 9a)电路断态重复峰值电压b)电路断态不重复峰值电压*8嗓声*GB 3859.19射频干扰和传导嗓声试验*6.4.810接地故障试验6.4. 1111转换试验6. 4. 1012其它试验6.4.12注:7选择性试验只有在合同或有关文件规定时方予以实施，2音颇噪声的出厂试验用于检验产品有无异常的机械和电磁噪声，不要求测量正常时的噪声值.3检验规则除非另有规定，UPS开关的检验规则按GB 3859和GB 7260的有关规定进行。.4试验方法6.4.1一般性能试验一般性能试验主要是为了检验产品的制造装配质量和检验连线是否正确合理
14、.按GB 3859. 1第6.4. 19条进行.6.4.2一般电气性能试验一般电气性能试验主要是指与UPS和其它电力电子设备有关或相同的电气性能，例如绝缘、触发、温升、噪声、保护等试验。按GB 726。和GB 3859的有关规定进行.43轻载试验轻载试验是为了检验UPS开关的连接是否正确，工作是否正常和达到产品技术条件规定的全部性能.试验过程中应检查:a)所有开关及其有关单元配合运行的情况;b)保护和报警装置的功能;。)遥控信号及其装置的运行情况。若进行负载试验，有关轻载试验的要求可以合并在一起进行，则不必单独进行轻载试验。4.4满载试验满载试验的目的是考核UPS开关在板定条件下的工作能力、性
15、能是否达到设计要求。试验应在规定的正常使用条件和工作制下进行。4.5冷却试验冷却试验是为了检验实际工作情况下冷却条件(通风)对UPS开关的影响，一般在现场采用实际负载进行试验.试验和考核方法由供需双方商定.86JB/T 8453-1996.4.过载能力试验若规定UPS的过载能力.则应在负载试验时施加规定幅值和时间的过载电流进行过载能力试验.UPS的运行应正常，性能符合产品技术条件的规定。试验可以在现场采用实际负载，按供需双方商定的运行程序(包括施加短时过载电流及其持续时间)进行产品的过载能力试验，并记录试验时所达到的电流和电压值.6.4.7短路能力试验若规定UPS的短路能力，则应进行该项试验.
16、其目的是考核UPS开关在正常运行条件下，接通和断开电流的能力.为安全起见，试验时可接入合适的熔断器，分别记录接通和分断的短路电流值，应符合产品技术条件的规定。6.4.8射频千扰和传导噪声试验若规定了对无线电干扰和导电噪声的要求，则应根据相应的标准或规范，按合同或供需双方商定的负载和试验方法进行，试验结果应符合产品条件或供需双方协议文件的规定。6.4.，过电压保护试验试验按以下程序进行.a)施加规定的断态重复电压(可通过提高输入电压的方法实现);b)施加幅值小于2.3倍额定电压、持续时间小于1. 3 ms的断态不重复电压(可用专门的电压发生装置实现)。UPS开关应能承受上述电压值并安全运行。.4
17、.10转换试验试验的目的是为了考核在UPS故障情况下，UPS开关保证向负载连续供电的性能，按GB 7260的规定进行.6.7.11接地故障试验若UPS对地是绝缘的，则应进行接地故障试验。试验时使UPS开关的任一端子接地，测量UPS开关输出和性能的变化，应符合产品技术条件的规定.6.4.12其它试验若需进行其它有关性能的试验和用户要求的试验(如环境试验和冲击震动试验等)，按有关规定或供需双方的协议文件要求进行.7标志、包装、运输、保管按GB 7260和GB 3859. 1的规定。注:名牌内容可以适当简化。JB/T 8453-1996附录A缩写和图形符号(补充件)在大多数情况下，UPS开关实际上是
18、UPS的一个组成部分，为方便使用者和设计者选型时参考，本附录对UPS开关的典型应用、构成和功能做了进一步说明有关图例中，UPS开关作为独立的部分给出。Al字母、符号Al. 1本附录中使用的缩写字母含义如下:a) EPS一电力电子开关;b) MPS一机械式UPS电力开关;。)HYB一混合式UPS电力开关;d) INT-UPS断路器e) ISO-UPS隔离开关;f) TRA一转换开关;g) TIE一连络开关;h) MBP-UPS维修旁路开关。Al. 2图形符号本附录中，单线图形表示两个方面的含义:单相、多相及其电路。Al. 2. 1机械式UPS电力开关1、入、|IJ!、;图1普通开关图2手动开关一
19、|沃、|图3断路器图4转换隔离器Al. 2.2电力电子开关平0图5电网换相图6自换相JS/T 9453-1996A2 UPS开关的典型应用A2. 1 UPS断路器与UPS串联的通断开关.用于使负载连接到公共输出母线或与其分开.如图7图9,注，在某些UPS中.其逆变器单元可作为UPS断路器使用，起阻止电能流通的作用图7使UPS与负载接通和分断的UPS断路器图8在冗余式UPS中，使UPS单元与公共输出母线接通和分断的UPS断路器图9使负载支路与公共输出母线接通和分断的UPS断路器A2.2转换开关A2.2. 1转换开关的应用自动或手动转换开关主要在以下情况应用。a) UPS故障时;b)维修UPS时;
20、c)负载电流转换(冲击电流或清除故障电流);d)尖峰负载。转换开关可以同步或非同步转换。A2. 2.2转换开关的类型a)机械式;b)电子式。)B/T 8453-1996c)混合式.这些型式的转换开关在转换时间、隔离作用等性能上各有特点，在使用时应以注意.A2.2-3转换开关的典型应用A2.2-3. 1机械式转换开关这类转换开关可以实现可靠隔离，图10为该类开关的典型应用。在UPS正常工作时，MPS1闭合，MPS2断开;转换时，MPS2闭合，MPSi断开，负载改由旁路供电，排除故障后，又转换到正常状态工作。匕.岁_图10机械式转换开关典型应用A2. 2. 3. 2电子式转换开关典型应用该类型转换
21、开关没有隔离能力，但转换速度快.图11为其典型应用.UPS正常运行时，EPS1导通，EPS2关断。匕_L=兰_图11电子式转换开关典型应用A2.2.3.3混合式转换开关混合式转换开关兼有机械式和电子式两者的优点，但结构较复杂，图12为该型转换开关的典型应用，UPS轴出端接机械式开关，旁路与电子式开关相连，它们的输出均连接到负载。当UPS故障时。电子开关导通，机械开关随之自动分断，负载改由旁路供电.图13所示的转换开关几乎与图12的相同，只是在电子开关上并联了另一个机械开关，电子开关导通时，该并联的机械开关也闭合，使电子开关只承受很短时间的负载电流.图12混合式转换开关典型应用之一JB/T 84
22、53-1996l一_日图13混合式转换开关典型应用之二2.1.3.4负载转换开关把负载从一个电源(UPS)转换到另一个电源(UPS)的开关.称之为负载转换开关。图14,图15为典且应用的例子负戟转换开关图14机械式负载转换开关典型应用图15电子式负载转换开关典型应用JB/T 8453-1996A2.3 UPS隔离用开关UPS隔离开关一般是作为构成整个UPS的一个组成部分出现，其典型应用是在设备维修时使电子式UPS开关与电源隔离.图16和图17为具有电子开关的UPS隔离开关的典型应用。UPS隔离开关也可以作为UPS断路器使用，如图18所示。困Ju一巴_图16带电子开关的UPS隔离开关典型应用实例
23、之一图17带电子开关的UPS隔离开关典型应用实例之二图18 UPS隔离开关作为UPS断路器应用的例子A2.4 UPS维修旁路开关UPS维修旁路开关主要是在维修期间，为保持连续向负载供电，用作旁路转换开关。图19、图20示出了其典型应用。JB/T 8353-19961_J图19 UPS维修旁路开关典型应用之一图20 UPS维修旁路开关典型应用之二A2. 5连络开关其典型应用如图21和图22所示。图21连络开关典型应用之一图22连络开关典型应用之二JB/T 8453-1996A2.多功能UPS开关UPS开关可以用各种方式组合而构成多功能UPS开关，此种组合之中的每个UPS开关可以完成多种功能，因而不需要再串联单一功能的UPS开关。图23所示为具有多功能的UPS开关的并联冗余式UPS，该多功能UPS开关可以使UPS单元断路和与旁路转换。如果其中的UPS断路器又有隔离功能，则同时又可以实现UPS单元的隔离。在作为转换开关动作时，其中的UPS断路器也同时动作。图23多功能UPS开关附加说明:本标准由全国电力电子学标准化技术委员会提出并归口。本标准由西安电力电子技术研究所负贵起草.本标准主要起草人周观允、张晓萍。
