NB/T 31121-2017.Cold specific environmental conditions and technical requirements for wind power generation equipment.
1范围
NB/T 31121规定了风力发电设备在寒冷环境条件下服役过程中所处的环境参数分级、严酷程度、技术要求、试验方法、防护措施及其标志、贮存和包装等。
NB/T 31121适用于按GB/T4797.1-2005 规定的“寒冷”及“寒温I”两个气候区的风力发电设备的设计、运输、贮存、运行等过程。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 2421.1-2008 电工电子产 品环境试验概述和指南
GB/T2422-2012 环境试验 试验方法编写导则术语和定义
GB/T2423.1-2008 电工电子产 品环境试验第2 部分:试验方法试验A:低温
GB/T2423.2-2008 电工电子产 品环境试验第2 部分:试验方法试验 B:高温
GB/T 2423.10-2008电工电子产品环境试验第2 部分:试验方法试验Fc: 振动(正弦)
GB/T 2423.17-2008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验 Ka:盐雾
GB/T 2423.22-2012 环境试验第2 部分:试验方法试验 N:温度变化
GB/T2423.37-2006 电工电子产品环境试验 第2 部分:试验方法试验 L:沙尘试验
GB/T2423.56-2006 电工电子产品环境试验第2 部分:试验方法试验Fh:宽带随机振动(数字控制)和导则
GB/T2951.21-2008 电缆和光缆绝缘 和护套材料通用试验方法第21部分:弹性体混合料专用试验方法耐臭氧试验- 热延伸试验一浸矿物油试验

ICS19.020
备案号：61476-2018
中华人民共和国能源行业标准
NB/T31121—2017
风力发电设备
寒冷特殊环境条件与
技术要求
Cold specific environmental conditions and technical requirements forwindpowergenerationequipment2017-11-15发布
国家能源局
2018-03-01实施
前言·
规范性引用文件
3术语和定义
4寒冷特殊环境条件
5技术要求与试验方法
防护措施
7标志、包装、贮存的要求
附录A（资料性附录）寒冷特殊环境风力发电设备用涂料的环境技术要求参考文献
NB/T31121—2017
NB/T31121—2017
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。本系列标准包括以下6个部分：
-风力发电设备环境条件；
-风力发电设备海上特殊环境条件与技术要求：风力发电设备湿热特殊环境条件与技术要求：风力发电设备干热特殊环境条件与技术要求：风力发电设备寒冷特殊环境条件与技术要求：高原用风力发电设备环境技术要求。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会（TC8）、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。本标准主要起草单位：中国电器科学研究院有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所。本标准参加起草单位：新疆金风科技股份有限公司、艾默生网络能源（西安）有限公司、广东明阳风电产业集团有限公司、浙江运达风电股份有限公司无锡苏南试验设备有限公司、广东省惠州市质量技术监督标准与编码所。
本标准主要起草人：黄海军、许雪冬、果岩、王国福、余建宏、谭闯辉、刘伟江、黄开云、揭敢新、王俊、倪一明、温志凡、陈华、俞黎萍。I
1范围
风力发电设备寒冷特殊环境条件与技术要求
NB/T31121—2017
本标准规定了风力发电设备在寒冷环境条件下服役过程中所处的环境参数分级、严酷程度、技术要求、试验方法、防护措施及其标志、贮存和包装等。本标准适用于按GB/T4797.1一2005规定的“寒冷”及“寒温I”两个气候区的风力发电设备的设计、运输、贮存、运行等过程。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2421.1一2008电工电子产品环境试验概述和指南GB/T2422一2012环境试验试验方法编写导则术语和定义GB/T2423.1一2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB/T2423.2一2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T2423.10—2008
GB/T2423.17—2008
GB/T2423.22—2012
GB/T2423.37—2006
GB/T2423.56—2006
字控制）和导则
电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fc：振动（正弦）电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ka：盐雾环境试验第2部分：试验方法试验N：温度变化电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验L：沙尘试验电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fh：宽带随机振动（数GB/T2951.21一2008电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第21部分：弹性体混合料专用试验方法耐臭氧试验-热延伸试验-浸矿物油试验GB/T3797—2005电气控制设备
GB4208一2008外壳防护等级（IP代码）GB/T4797.12005电工电子产品自然环境条件温度和湿度GB/T4798.1—2005
电工电子产品应用环境条件第1部分：贮存GB/T4798.2—2008
8电工电子产品应用环境条件第2部分：运输GB/T4857.23一2012包装运输包装件基本试验第23部分：随机振动试验方法GB10068一2008轴中心高为56mm及以上电机的机械振动振动的测量、评定及限值GB12668.3—2012
调速电气传动系统第3部分：电磁兼容性标准及其特定的试验方法电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.2—2006
GB/T17626.3—2006
GB/T17626.4—2008
GB/T17626.5—2008
GB/T17626.6—2008
GB/T17626.121998
电磁兼容
试验和测量技术
射频电磁场辐射抗扰度试验
试验和测量技术
电磁兼容
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
电磁兼容
试验和测量技术
试验和测量技术
电磁兼容
浪涌（冲击）抗扰度试验
射频场感应的传导骚扰抗扰度试验电磁兼容
试验和测量技术振荡波抗扰度试验NB/T31039—2012
风力发电机组雷电防护系统技术规范1
NB/T31121—2017
NB/T31041—2012
2海上双馈风力发电机变流器
NB/T31042—2012
海上永磁风力发电机变流器
2海上风力发电机组主控制系统技术规范NB/T31043—2012
风力发电设备环境条件
NB/T31060—2014
高压交流电机定子线圈对地绝缘电老化试验方法NB/T42004—2013
XB/T903—2002烧结钕铁硼永磁材料表面电镀层3术语和定义
GB/T2422一2012界定的术语和定义适用于本文件。4寒冷特殊环境条件
4.1一般要求
4.1.1当风力发电设备在选择寒冷特殊环境条件下的机械条件的严酷程度时，可按实际情况采用NB/T31060一2014所列出的与其相接近的参数值。4.1.2风力发电设备实际使用中将受到多种环境条件综合的影响，它包括的条件和代号为气候条件（K）、生物条件（B）、化学活性物质条件（C）、机械活性物质条件（S）、机械条件（M)、特殊气候条件（Z）、电磁条件（E）。对于不同寒冷地区处于不同使用场所的设备，应注明上述各种有影响的条件及其严酷程度。4.1.3标准中的某些参数，尚不能定量规定其严酷程度，只是对典型参数定性地规定严酷程度，例如气候条件中的凝露、生物条件等。4.2气候条件
气候条件等级参数见表1。
表1气候条件等级参数
使用场所
环境参数
空气温度
年最高
年最低
温度变化率
空气压力d
太阳辐照强度。
凝露条件
降水条件（雨、雪、霍）
降雨强度
结冰和结霜条件
mm/min
有气候防护
3K7Lsb
3K8Lsc
无气候防护
字母K等后面的数字表示环境条件的严酷等级，字母Ls表示环境参数中有些项目与原等级不一致。3K7Ls和4K2适用于按GB/T4797.1一2005中寒温I地区使用（气候环境参数值采用年极值的多年平均值）。3K8Ls和4K3L适用于按GB/T4797.1-2005中寒冷地区使用。相当于海拨1000m的气压值
有气候防护场所的太阳辐射强度降低一个等级。2
特殊气候条件等级参数见表2。
特殊气候条件等级参数
环境参数
热辐射
周围空气运动
除雨以外的其他水源
4.3生物条件
特殊条件
特殊条件
特殊条件
生物条件等级参数见表3。
环境参数
微生物
4.4化学活性物质条件
有气候防护
可以忽略
有热辐射
使用场所
表3生物条件等级参数
有气候防护场所
霉菌、真菌等
NB/T31121
1—2017
无气候防护
可以忽略
无气候防护场所
鼠类、蚂蚁、鸟类等，白蚂蚁除外化学活性物质条件等级参数见表4表4化学活性物质条件等级参数
环境参数
盐雾条件b
二氧化硫
硫化氢
氯化氢
氟化氢
3C1，4C1
最大值
平均值
3C2，4C2
有热辐射
最大值
NB/T31121—2017
环境参数
氧化氮e
3C1，4C1
最大值
表4（续）
平均值
3C2，4C2
最大值
在环境空气中的化学气体浓度值符合表中数值的即属于该等级。如有一种以上化学气体，则按最大浓度值考虑等级，最大值是在每天不超过30min期间的极限值。盐雾条件仅在盐湖附近地区考虑，包括氮的各类氧化物，折算为二氧化氮。4.5
机械活性物质条件
机械活性物质条件等级参数见表5。表5机械活性物质条件等级参数
使用场所
环境参数
尘(漂浮）
尘(沉降）
4.6机械条件
mg/(m2.d)
机械条件参数见NB/T31060—2014。4.7电磁条件
电磁条件参数见NB/T31060—2014。5技术要求与试验方法
5.1一般要求
有气候防护
无气候防护
同一试验样品需依次进行两种及以上的环境试验项目时，产品技术条件一般按GB/T2421.1一2008第7章和附录B.6的要求来安排试验顺序。寒冷风力发电设备用涂料的环境技术要求参见附录A。5.2试验环境条件
推荐风力发电设备在如下大气环境下进行试验：a）温度：15℃~35℃。
相对湿度：30%～90%
c）气压：86kPa～106kPa。
NB/T31121—2017
注1：如果有关规范认为在这些大气条件下试验不可行，应将实际试验条件记录在试验报告中。注2：如果对试验结果没有影响，则相对湿度可以忽略。5.3低温试验
a）试验目的：验证试样在寒冷地区服役时，在低温条件下的适应性。依据标准：按GB/T2423.1一2008中的规定，按试验Ab、Ad进行。b）
寒温I
试验过程见表6。
表6低温试验
严酷等级
-55℃，
-40℃，
-30℃，
性能要求。
应用部件示例
风向风速仪
变流器、主控制系
统、变浆控制器
风向风速仪
变流器、主控制系
统、变浆控制器
试验过程
按试验Ab进行，试样不通电，不包装。将试样放入温度为室温的试验箱中，然后将温度调节到-55℃土3K。当试样温度达到稳定后，在该条件下持续暴露16h
按试验Ad进行，将试样放入温度为室温的试验箱中，然后将温度调节到-40℃土2K。试样在此条件下温度达到稳定后，通电以实际工况运行，验证其低温下启机能力，并在该条件下持续暴露16h按试验Ab进行，试样不通电，不包装。将试样放入温度为室温的试验箱中，然后将温度调节到-40℃土2K。当试样温度达到稳定后，在该条件下持续暴露16h
按试验Ad进行，将试样放入温度为室温的试验箱中，然后将温度调节到-30℃土2K。试样在此条件下温度达到稳定后，通电以实际工况运行，验证其低温下启机能力，并在该条件下持续暴露16h风向风速仪：试验结束后，在正常试验环境条件下恢复2h，试样的外观及转动性能应符合相关规范的要求。
变流器：试验过程中能保持正常工作。低温试验结束后，在正常试验环境条件下恢复2h后应能正常启动运行，且绝缘电阻应不低于1MQ。变流器基本绝缘水平经过1600VAC（2300VDC）、加强绝缘水平经过3200VAC（4600VDC）的耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。主控制系统、变桨控制器：试验过程中能保持正常工作。低温试验结束后，在正常试验环境条件下恢复2h后应能正常启动运行，且绝缘电阻应满足在系统中带电回路之间及带电回路与地之间，用绝缘测量仪器进行绝缘电阻测量，测得的绝缘电阻满足表7的要求，绝缘电阻测试电压值应满足表8的要求。冲击耐受电压符合GB/T3797—2005中4.8.2的要求，工频耐受电压满足GB/T3797—2005中4.8.3的要求。表7主控制系统绝缘电阻
额定工作电压U
用于控制、保护、安全和内部通信的所有设备、计算机和其他电子设备其他电气设备
表8绝缘电阻测试电压值
额定工作电压U。
2501000试验后最低绝缘电阻值
直流测试电压
2U，最小为24
2U或250
NB/T31121—2017
5.4结冰试验
试验目的：验证试样在寒冷地区服役时，在结冰条件下的适应性。试验过程见表9。
表9结冰试验
应用部件
风向风速仪
性能要求。
试验过程
将试样温度稳定在0℃，均匀喷酒预冷水1h，允许水渗入试样的缝隙，调节试验箱的空气温度至-10℃，保持试验箱的空气温度4h以使冰硬化风向风速仪：试验结束后，并在试样完全融冰之后，其外观及转动性能应符合相关规范的要求。5.5
温度变化试验
试验目的：验证试样在寒冷地区服役时，耐受环境温度快速变化的能力。a)
b）依据标准：按GB/T2423.22一2012中试验Nb的规定进行。c）
试验过程见表10。
表10温度变化试验
无气候
有气候
无气候
有气候
严酷等级
试验Nb：具有规定温
度变化率的温度变化试
验方法。温度范围为
-55℃~+40℃；温度变
化率为1K/min，t=3h，
两个循环
试验Nb：具有规定温
应用部
件示例
风速仪
度变化率的温度变化试
变流器、
验方法。温度范围为
试验过程
按试验Nb进行，试样不通电，不包装。将试验箱中空气温度以（1土0.2）K/min的速率降低到-55℃土3K，在箱内温度达到稳定后，试样在此温度下暴露3h。然后将试验箱中的空气温度以（1土0.2）K/min的速率升高到40℃土2K，箱内温度达到稳定后，试样在此温度下暴露3h。然后将试验箱中的空气温度以（1土0.2）K/min的速率降低到25℃土2K。对上述试验进行2个循环按试验Nb进行，试样不包装，不通电。将试验箱中空气温度以（1土0.2）K/min的速率降低到-40℃土2K，在箱内温度达到稳定后，试样在此温度下暴露3h。然后将试验箱中的空气温度以（1土0.2）K/min主控制系
的速率升高到40℃土2K，箱内温度达到稳定后，试样在此温度下暴-40℃~40℃；温度变化
率为1K/min，t=3h，两
个循环
试验Nb：具有规定温
度变化率的温度变化试
验方法。温度范围为
-40℃~40℃；温度变化
率为1K/min，t=3h，两
个循环
试验Nb：具有规定温
统、变桨
露3h。然后将试验箱中的空气温度以（1土0.2）K/min的速率降低到控制器
25℃土2K。对上述试验进行2个循环按试验Nb进行，试样不通电，不包装。将试验箱中空气温度以（1土0.2）K/min的速率降低到-40℃土2K，在箱内温度达到稳定后，试风向
风速仪
度变化率的温度变化试变流器、验方法。温度范围为
主控制系
-30℃～40℃：温度变化
率为1K/min，t=3h，两
个循环
性能要求。
统、变桨
控制器
样在此温度下暴露3h。然后将试验箱中的空气温度以（1土0.2)K/min的速率升高到40℃土2K，箱内温度达到稳定后，试样在此温度下暴露3h。然后将试验箱中的空气温度以（1土0.2）K/min的速率降低到25℃土2K。对上述试验进行2个循环按试验Nb进行，试样不包装，不通电。将试验箱中空气温度以（1土0.2）K/min的速率降低到-30℃土2K，在箱内温度达到稳定后，试样在此温度下暴露3h。然后将试验箱中的空气温度以（1土0.2)K/min的速率升高到40℃土2K，箱内温度达到稳定后，试样在此温度下暴露3h。然后将试验箱中的空气温度以（1土0.2）K/min的速率降低到25℃土2K。对上述试验进行2个循环风向风速仪、变流器、主控制系统、变浆控制器：同5.3d）。NB/T31121—2017
注：发电机、变浆电机、偏航电机可参照NB/T42004一2013的规定测试温度变化对绝缘性能的影响。5.6盐雾试验
试验自的：验证试样在寒冷地区服役时的防腐蚀性能。依据标准：对暴露于空气中的金属电镀件和化学处理件按GB/T2423.17一2008的规定进行。b）
试验时间及合格要求见表11。
表11盐
底金属材料
合金钢
铜和铜合金
铝和铝合金
永磁材料
零件类别
一般结构零件
紧固零件
弹性零件
紧固零件
一般结构零件
般结构零件
紧固零件
弹性零件
电联零件
般结构零件
散热零件
一般结构零件
镀层类别
锌铬涂层
镍、铬
阳极氧化
合格要求
未出现白色或灰黑色。棕色腐蚀产物未出现白色或灰黑色、棕色腐蚀产物未出现灰白色或绿色腐蚀产物
未出现灰白色或绿色腐蚀产物
未出现灰黑色或绿色腐蚀产物
未出现灰白色或绿色腐蚀产物
未出现灰白色产物
XB/T903—2002
试验时间
注：机舱外的金属电镀件和化学处理件应延长试验时间，如底金属材料为合金钢或铝和铝合金的零件、暴露于空气中的零件试验时间应为336h。
5.7沙尘试验
无气候
有气候
试验目的：验证试样在寒冷地区服役时，对沙尘环境的适应能力。依据标准：按GB/T2423.37—2006中试验Lb、Lc的规定进行。试验过程见表12。
表12沙尘试验
严酷等级
沙/尘类型：石英
粒子尺寸：<150μm
沙/尘浓度：3g/m
沙/尘类型：石英
粒子尺寸：<150μm
沙/坐浓度：在基准面上
尘降量为6g/（m2.d）
应用部件示例
风向风速仪
变流器、主控制
系统、变浆
控制器
试验过程
按方法Lc吹沙尘，开展相关试验，试样不通电，不包装，样品暴露于夹带了一定量尘、沙或沙尘混合物的动或层流气流中
按照方法Lb自由降尘开展相关试验。试样为实际工况中的整机，试样不通电，不包装。样品暴露于低密度含尘大气中，其中有间歇性的少量尘注入，并由于重力作用会降落到样品上
NB/T31121—2017
d）性能要求。
风向风速仪：沙尘试验结束后，在正常试验环境条件下恢复2h，试样的外观、转动性能以及电气性能应符合相关规范的要求。
变流器、主控制系统、变浆控制器：同5.3d）。浸油试验
试验目的：验证试样在寒冷地区服役时，电线电缆、电缆橡皮、塑料绝缘和护套的耐油能力和绝缘水平。
依据标准：按GB/T2951.15一1997中的试验规定进行。试验过程见表13。
表13浸
油试验
严酷等级
ASTM2号油或20号机油
试验温度和时间按照有关电缆
产品标准规定此内容来自标准下载网
应用部件示例
电线电缆、电缆橡皮、
塑料绝缘和护套
试验过程
将试样浸入预热到规定试验温度的油浴中，并在规定试验温度下保持规定的时间
性能要求。浸油试验结束后，从油浴中取出试样，轻轻吸掉多余的油，并将试样悬挂在正常试d)
验环境条件下至少16h，但不超过24h，试样的外观、绝缘水平等应符合相关规范的要求。5.9
振动试验
试验目的：考核试样在运输过程中对振动环境的适应性。依据标准：GB/T4857.23—2012、GB/T2423.56—2006。试验过程见表14。
表14振动试
使用场所
有气候防护
应用部件示例
变流器、主控制系统、
变浆控制器
加速度g（均方根值）
试验过程
按GB/T2423.56一2006规定的试验方法，运输包装件的试验程序依照GB/T4857.23一2012，将试样按实际运输状态固定在振动台上，试样的重心尽量接近台面的中心。除非另有规定，试验参数的选择见表15，振动试验分别按试样装车状况在上下方向、前后方向和左右方向上进行，试验的总持续时间为180min表15振动试验-公路运输谱
功率谱密度
水平1
NB/T31121—2017
d）性能要求。除另有规定外，变流器、主控制系统或变桨控制器试样在试验期间和试验后，若无以下故障，则认为试样合格：
1）机械结构破坏或损伤：
2）连接件松动或脱落；
3）误动作：
4）试样的动作值误差超过产品标准规定的范围。注：发电机、偏航电机、变浆电机振动试验可参照GB10068一2008的规定进行。5.10电磁兼容试验
试验目的：验证在寒冷地区服役时，电气电子设备在实际运行中的电磁兼容性。a
依据标准：按GB12668.3—2012等规定进行。b)
试验过程见表16。
表16电磁兼容试验
应用部件
风速仪
变流器、
变浆系统
试验过程及性能要求
1.静电放电抗扰度试验
静电放电抗扰度试验按GB/T17626.2-2006规定的方法进行，应能承受GB/T17626.2—2006规定的接触放电试验电压为6kV、空气放电试验电压为8kV的静电放电抗扰度试验。试验期间及试验后装置的性能应符合GB12668.3一2012中5.1.1和5.1.2的验收准则A的要求。2.射频辐射电磁场抗扰度试验
辐射电磁场抗扰度试验按GB/T17626.3—2006规定的方法进行，应能承受GB/T17626.3—2006规定的试验场强为1V/m的辐射电磁场抗扰度试验。试验期间及试验后装置的性能应符合GB12668.3一2012中5.1.1和5.1.2的验收准则A的要求。
3.电快速瞬变脉冲群抗扰度试验电快速瞬变脉冲群抗扰度试验按GB/T17626.4—2008规定的方法进行，应能承受GB/T17626.4—2008规定的在供电电源端口，保护接地（PE）的电压峰值为2kV，在I/O（输入/输出）信号、数据和控制端口的电压峰值为1kV的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验。试验期间及试验后装置的性能应符合GB12668.3一2012中5.1.1和5.1.2的验收准则A的要求。4.射频场感应的传导骚扰抗扰度试验射频场感应的传导骚扰抗扰度试验按GB/T17626.6一2008规定的方法进行，应能承受GB/T17626.62008规定的电压（e.m.f）为130dBμV、3V的射频场感应的传导骚扰抗扰度试验。试验期间及试验后装置的性能应符合GB12668.3—2012中5.1.1和5.1.2的验收准则A的要求1.电快速瞬变脉冲群抗扰度试验按照GB12668.3一2012中5.3.3的规定，针对控制电路供电电源端口、主功率端口、辅助电源接口，在保护接地的情况下，采用2kV脉冲电压、重复频率5kHz进行试验；针对I/O（输入/输出）信号、数据和控制端口，采用1kV脉冲电压、重复频率5kHz进行试验。试验期间及试验后装置的性能应符合GB12668.3-2012中5.1.1和5.1.2的验收准则B的要求。2.静电放电抗扰度试验
按照GB12668.3一2012中5.3.3的规定，在人体能够靠近或触摸到的机壳端口（如端子、按钮、触摸屏等），采用6kV接触放电。若不存在接触放电可能，则采用8kV空气放电。测试时装置内元器件不应损坏，试验期间及试验后装置的性能应符合GB12668.3一2012中5.1.1和5.1.2的验收规则B的要求。3.射频场感应的传导扰抗扰度试验按照GB12668.3一2012中5.3.3的规定，在模拟正常运行的情况下，针对IVO（输入/输出）信号、数据和控制端口，电源端口采用0.15MHz80MHz10V80%AM（1kHz）调制波进行试验。测试时装置内元器件不应故障或损坏，试验期间及试验后装置的性能应符合GB12668.3一2012中5.1.1和5.1.2的验收准则A的要求。
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