低壓電器的型式試驗(yàn)(共24頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上我們現(xiàn)在就開始第一項(xiàng)型式試驗(yàn)描述，內(nèi)容是：短時(shí)耐受電流能力試驗(yàn)。在描述前，我先給大家介紹兩個(gè)與此有關(guān)此的試驗(yàn)，其一就是某開關(guān)電器的短時(shí)耐受電流試驗(yàn)，其二是耐受過載電流能力試驗(yàn)。前者描述了某開關(guān)電器承受短路電流熱沖擊的能力，后者描述了某控制電動(dòng)機(jī)的開關(guān)電器當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)或者加速時(shí)出現(xiàn)的沖擊電流對(duì)此開關(guān)電器的影響。這兩個(gè)試驗(yàn)其意義完全不同，但試驗(yàn)卻有些類似。（1）有關(guān)短時(shí)耐受電流能力試驗(yàn)的簡(jiǎn)要概述電網(wǎng)發(fā)生短路是一種嚴(yán)重的故障，要求保護(hù)電器能迅速地動(dòng)作切斷短路電路。但是切斷短路電路是需要時(shí)間的，所以就要求主電路上的電器能在短時(shí)間內(nèi)承受短路電流的熱沖擊而不致于損壞。開關(guān)電器中的

2、導(dǎo)體被短路電流加熱的特征是：電流大且時(shí)間短，所以開關(guān)電器來不及散熱，短路電流所產(chǎn)生的熱量幾乎全部都變成導(dǎo)體的劇烈溫升。當(dāng)溫升超過限度后，開關(guān)電器的某零部件會(huì)發(fā)生熔焊、熱變形，由此使得機(jī)械機(jī)構(gòu)強(qiáng)度大為降低，絕緣材料也迅速老化和降低性能，由此產(chǎn)生了嚴(yán)重事故。我們來看下式：=（KadR/cm ）* I2t這個(gè)式子的就是開關(guān)電器的發(fā)熱體溫升，Kad是附加損耗，R是發(fā)熱體電阻，C是發(fā)熱體比熱容值，m是發(fā)熱體的質(zhì)量，I是短路電流，t是時(shí)間由此式可知，開關(guān)電器在絕緣的情況下，溫升與I2t成正比。在短路電流的曲線中，第一個(gè)周波的最大值是沖擊短路電流峰值Ipk，而短路的穩(wěn)態(tài)值是Ik。顯然，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，開關(guān)電器

3、不但受到Ipk的沖擊，還受到Ik的沖擊，而且對(duì)于短時(shí)耐受電流來說，Ik顯然更為重要。這里的Ik其實(shí)就是短時(shí)耐受電流，其持續(xù)的時(shí)間一般規(guī)定為1秒，有時(shí)也采用3秒。注意：Ik其實(shí)就是短路電流的周期分量或交流分量，這一點(diǎn)可從曲線中看出，同時(shí)要理解為是指這兩個(gè)電流的有效值（2）短時(shí)耐受電流能力試驗(yàn)的電路及描述圖中：G是電源，QP是保護(hù)開關(guān)，PV是電壓測(cè)量裝置，R是可調(diào)電阻，L是可調(diào)電抗，SV1SV6是電壓傳感器，Q是合閘開關(guān)，QF是被測(cè)斷路器或其它電器，W是整定用的臨時(shí)線，SA1SA3是電流傳感器。需要指出的是：SV是具有測(cè)量、記錄和瞬間連續(xù)拍攝功能的電壓傳感器；同理，SA也是具有測(cè)量、記錄和瞬間連續(xù)

4、拍攝功能的電流傳感器注意其中的接地點(diǎn)，此點(diǎn)必須是唯一的。（3）我們來看具體的測(cè)試第一步當(dāng)然是測(cè)試參數(shù)的調(diào)整了。將阻抗值可忽略不計(jì)的臨時(shí)連接線W代替被測(cè)電器QF，W的兩端必須盡可能地靠近被測(cè)電器的上下口一次接線端子。調(diào)整電阻R和電抗L，通過拍攝的預(yù)期電流波形使得試驗(yàn)電流達(dá)到規(guī)定的測(cè)試值。如果需要測(cè)量短時(shí)耐受電流在通電后第一個(gè)周波的最大值電流，則需要采用選相合閘裝置。試驗(yàn)時(shí)必須要測(cè)量出試驗(yàn)電路的功率因數(shù)，然后根據(jù)功率因數(shù)與沖擊系數(shù)的關(guān)系，確定出電流峰值的對(duì)應(yīng)值，也即Ipk，同時(shí)也由此參數(shù)調(diào)整電路。在IEC60947.2中有此處的功率因數(shù)與沖擊系統(tǒng)關(guān)系表，網(wǎng)友們自行查閱。如果被選擇的電流周期分量有效

5、值大于或小于要求值，則可調(diào)整通電時(shí)間，使得I2t的值不變。這顯然是合理的，它就是雙曲線中的一支，要么調(diào)整I2，要么調(diào)整時(shí)間t，使得測(cè)量和試驗(yàn)結(jié)果能保證就可以了。在實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，有時(shí)不必采用選相合閘裝置。因?yàn)槿嘀斜囟ㄓ心诚嗄塬@得最大值，盡管其它兩相相差120度，其電流必定小于此最大電流值。第二步就是測(cè)試了。在描述測(cè)試前，我們先看看斷路器型式試驗(yàn)的內(nèi)容是什么：1.驗(yàn)證過載脫扣器；2.額定短時(shí)耐受電流；3.驗(yàn)證溫升；4.最大短時(shí)耐受電流時(shí)的短路；5.驗(yàn)證介電耐受能力；6.驗(yàn)證過載脫扣器。這里描述的是第二個(gè)試驗(yàn)，即額定短時(shí)耐受電流試驗(yàn)。在進(jìn)線額定短時(shí)耐受電流試驗(yàn)時(shí)，斷路器應(yīng)當(dāng)處于閉合位置，而且預(yù)期電流

6、就等于額定短時(shí)耐受電流Icw。試驗(yàn)步驟如下：被測(cè)試的斷路器QF觸點(diǎn)閉合保護(hù)開關(guān)QP觸頭閉合光線示波器起動(dòng)并進(jìn)入測(cè)試狀態(tài)合閘開關(guān)Q閉合試驗(yàn)電流已經(jīng)出現(xiàn)，并且持續(xù)到規(guī)定的時(shí)間，然后保護(hù)開關(guān)QP自動(dòng)脫扣斷開，從而切斷試驗(yàn)電流合閘開關(guān)Q斷開光線示波器停止拍攝分析和計(jì)算示波圖數(shù)據(jù)，得到Icw的測(cè)試值在此試驗(yàn)過程中，被測(cè)斷路器必須自始至終處于閉合狀態(tài)。如果沒有采用選相合閘裝置，則必須做多次試驗(yàn)，直到試驗(yàn)參數(shù)滿足要求為止。試驗(yàn)站規(guī)定：每進(jìn)行3次測(cè)試后可以更換被測(cè)斷路器最后一步是試驗(yàn)結(jié)果的判定。試驗(yàn)中斷路器的觸頭不得發(fā)生熔焊，機(jī)械部件和絕緣件應(yīng)該沒有發(fā)生損傷和變形，而且能繼續(xù)正常工作，以進(jìn)行后續(xù)的測(cè)試試驗(yàn)這里

7、給網(wǎng)友們提幾個(gè)問題：?jiǎn)栴}1：我們知道，在做大電流試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)電路中各部分都會(huì)發(fā)熱，而串聯(lián)電路中電流處處相等。于是就帶來一個(gè)問題？憑什么認(rèn)為測(cè)試結(jié)果是被測(cè)斷路器的短時(shí)耐受電流，而不是前后連接導(dǎo)線及其它設(shè)備的短時(shí)耐受電流？問題2：如果被測(cè)試的是低壓開關(guān)柜的主母線，那么應(yīng)當(dāng)如何設(shè)計(jì)試驗(yàn)電路？以上描述的試驗(yàn)步驟還能繼續(xù)使用嗎？問題3：此試驗(yàn)步驟符合使用類別為B的斷路器。對(duì)于使用類別為A的斷路器，以及限流型斷路器，如何進(jìn)行此項(xiàng)測(cè)試？問題4：當(dāng)測(cè)試時(shí)，需要關(guān)斷斷路器的各項(xiàng)保護(hù)嗎？關(guān)于斷路器的短時(shí)耐受電流型式試驗(yàn)描述至此結(jié)束我總算看到一篇像樣的有關(guān)型式試驗(yàn)的帖子了。 我來試答一下： 問題1：用SV4這個(gè)電壓

8、去除以SA1就能得到被測(cè)斷路器A相的阻抗，所以被測(cè)參數(shù)必定就是斷路器觸頭上的接觸阻抗。再由帕老師給的公式，自然就能得到短時(shí)耐受電流的數(shù)值 問題2：我覺得能測(cè)。因?yàn)榕晾蠋熞呀?jīng)說過，被測(cè)斷路器必須在測(cè)試的始終都保持閉合狀態(tài)。這與主母線的狀態(tài)是一致的 問題3：因?yàn)锽類斷路器具有短延時(shí)保護(hù)，因此短時(shí)耐受電流對(duì)B類斷路器有意義。對(duì)于A類，特別是限流型開關(guān)，短時(shí)耐受電流是沒有意義的 問題4：測(cè)試時(shí)既然斷路器自始至終都要保持閉合狀態(tài)，那么斷路器的各項(xiàng)保護(hù)是沒有意義的，應(yīng)當(dāng)關(guān)閉 期待帕老師給出其它型式試驗(yàn)的描述我們?yōu)橄乱淮蚊枋龆搪贩謹(jǐn)嗄芰π褪皆囼?yàn)做一點(diǎn)知識(shí)儲(chǔ)備吧。這張圖的左邊是正常運(yùn)行時(shí)的狀況。我們看到電壓和

9、電流波形之間有相位差。當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，我們看到原先的運(yùn)行電流突然變大了，為什么呢？變壓器的初級(jí)所在的中壓或高壓是一個(gè)無限大容量的電網(wǎng)，其電源的阻抗小于變壓器短路后阻抗的1/50，發(fā)生短路后，我們有：U=(1-0.02)E=0.98E，可見系統(tǒng)電壓基本不變。由于短路電路的線路阻抗很小，所以短路電流急劇地由原先的運(yùn)行電流I增大為短路電流Ip。注意：這里的Ip其頻率與工頻一致，所以Ip又被稱為短路電流的交流分量或周期分量。短時(shí)發(fā)生時(shí)，原先的運(yùn)行電流I發(fā)生了突變并且在變壓器繞組中產(chǎn)生了一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)，由此產(chǎn)生了一個(gè)與I方向相反大小相等的電流Ig，由于Ig隨著時(shí)間會(huì)發(fā)生衰減，衰減的時(shí)間與電抗和電阻的比值有

10、關(guān)。Ig被稱為短路電流的直流分量或非周期分量。當(dāng)短路后10毫秒，直流分量和交流分量的疊加電流出現(xiàn)了最大值Ipk，Ipk又被稱為沖擊短路電流峰值。等到短路電流的直流分量衰減完畢后，短路電流中只剩下交流分量Ip，短路電流的最終值Ik就等于Ip。下面給出具體的數(shù)值：設(shè)變壓器的容量為Sn，則變壓器的額定電流為In=Sn/3Up，Up為變壓器低壓側(cè)的線電壓。將變壓器的額定電流除以其阻抗電壓Usr，則得到短路電流的穩(wěn)態(tài)值或者最終值Ik，Ik=In/Usr。那么沖擊短路電流峰值Ipk是多少呢？在IEC60947.1和IEC60439.1中給出了峰值系數(shù)的表格，見下圖：只要知道了試驗(yàn)電流即Ik的值，將峰值系數(shù)

11、的值乘以Ik，即得到?jīng)_擊短路電流峰值Ipk。知道這些知識(shí)就足夠了斷路器短路接通和分?jǐn)嗄芰Φ男褪皆囼?yàn)（1）電路圖和波形圖中：G：電源；PV：電壓測(cè)量裝置；R：可調(diào)電阻；L：可調(diào)電抗器；Rs：分流電阻器；SV1SV6：電壓傳感器；Q：接通電器；QF：被測(cè)斷路器；W：整定用臨時(shí)連接線；SA1SA3：電流傳感器；FU：熔斷器；RL：限制故障電流的電阻器（1）試驗(yàn)參數(shù)的調(diào)整與短時(shí)耐受電流的型式試驗(yàn)一樣，調(diào)整電路時(shí)用阻抗可以忽略不計(jì)的臨時(shí)連接線W來代替被試斷路器QF，連接線要盡量靠近QF的一次接線端子。調(diào)整可調(diào)電阻R和可調(diào)電抗L，使得從試驗(yàn)整定波形圖上能確定某相的電流為預(yù)期接通電流。在這里有一個(gè)關(guān)鍵因素，

12、就是試驗(yàn)電路的功率因數(shù)。因?yàn)槲覀冎挥袦?zhǔn)確地測(cè)定了功率因數(shù)后才能根據(jù)IEC60947.2給出的峰值系數(shù)的定義確定出峰值電流。（2）試驗(yàn)程序當(dāng)試驗(yàn)電路調(diào)整好后，就用被側(cè)斷路器取代連接電纜W，接著就可以進(jìn)行短路接通和分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)了。斷路器的型式試驗(yàn)是按程序進(jìn)行的，程序如下：對(duì)于額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Φ男褪皆囼?yàn)，試驗(yàn)過程是：額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?、操作性能、?yàn)證介電耐受能力、驗(yàn)證溫升、驗(yàn)證過載脫扣器；對(duì)于額定極限段分?jǐn)嗄芰Φ男褪皆囼?yàn)，試驗(yàn)過程是：驗(yàn)證過載脫扣器、驗(yàn)證極限短路分?jǐn)嗄芰?、?yàn)證介電耐受能力、驗(yàn)證過載脫扣器。我們先看額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs的試驗(yàn)。這個(gè)試驗(yàn)適用于使用類別為A或B的斷路器：試驗(yàn)程序

13、是：額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)、操作性能驗(yàn)證試驗(yàn)、驗(yàn)證介電耐受能力試驗(yàn)、驗(yàn)證溫升試驗(yàn)、驗(yàn)證過載脫扣器試驗(yàn)。試驗(yàn)的操作程序?yàn)椋篛-t-CO-t-CO。這里的O表示打開操作，t表示適當(dāng)?shù)难訒r(shí)，CO表示閉合后經(jīng)過一段適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔后立即打開。對(duì)于額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)Ics來說，t的時(shí)間長(zhǎng)度為3分鐘。如果斷路器的前方還配備了熔斷器，則應(yīng)該在每次動(dòng)作后更換熔芯，其時(shí)間t會(huì)適當(dāng)延長(zhǎng)。我們?cè)倏磾嗦菲鞯念~定極限短路分?jǐn)嗄芰cu的試驗(yàn)。這個(gè)試驗(yàn)同樣適用于使用類別為A和B的斷路器。注意：對(duì)于B類斷路器，其額定極限短路分?jǐn)嗄芰cw要比額定短時(shí)耐受電流Icw要高。斷路器的額定極限短路分?jǐn)嗄芰Φ男褪皆囼?yàn)所進(jìn)行的

14、項(xiàng)目是：驗(yàn)證過載脫扣器、驗(yàn)證極限短路分?jǐn)嗄芰ΑⅡ?yàn)證介電耐受能力、驗(yàn)證過載脫扣器。額定極限短路分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)操作程序?yàn)椋篛-t-CO。（3）試驗(yàn)波形分析在圖中，A1為預(yù)期接通電流峰值，A2/22為預(yù)期對(duì)稱分?jǐn)嚯娏饔行е担籅1/22為外部所施加的電壓的有效值，而B2/22為分?jǐn)嗪箅娫措妷旱挠行е担垂ゎl恢復(fù)電壓。工頻恢復(fù)電壓應(yīng)當(dāng)在斷路器所有的極電弧消失后的第一個(gè)完整周波中觀察到。圖中的A2/22其實(shí)就是預(yù)期短路電流的交流分量的有效值，而預(yù)期接通電流峰值就是圖中的A1。在三相電路中，A1應(yīng)當(dāng)取三相中A1的最大值。（4）試驗(yàn)結(jié)果的判定斷路器短路接通和分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)的過程中和結(jié)束后，斷路器應(yīng)當(dāng)符合生產(chǎn)廠家

15、的技術(shù)說明。一般地，不允許出現(xiàn)傷害操作者的電弧，也不允許出現(xiàn)持續(xù)燃弧，斷路器各極之間也不允許和框架之間有飛弧或閃絡(luò)。最嚴(yán)酷的是：短路試驗(yàn)結(jié)束后，斷路器的狀況應(yīng)當(dāng)符合每一道試驗(yàn)及驗(yàn)證程序所規(guī)定的各種外在狀態(tài)及技術(shù)狀態(tài)，而且要每一道試驗(yàn)結(jié)果均合格，才能判此斷路器合格。問題：?jiǎn)栴}一：如何從波形圖中看出短路電流的交流分量和直流分量？問題二：如何從波形圖中識(shí)別斷路器的短路接通能力Icm、斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰cu、斷路器的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs和斷路器的分?jǐn)嗄芰cn這四個(gè)參量？問題三：什么叫做斷路器的使用類別A和使用類別B？它們?cè)谛褪皆囼?yàn)中做試驗(yàn)時(shí)有什么區(qū)別？問題四：斷路器的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰τ袃蓚€(gè)

16、CO，而極限短路分?jǐn)嗄芰χ挥幸粋€(gè)CO，這兩者有何種區(qū)別？對(duì)使用者來說其意義是什么？關(guān)于斷路器的短路接通能力和短路分?jǐn)嗄芰π褪皆囼?yàn)描述完畢。關(guān)于短時(shí)耐受電流型式試驗(yàn)的若干問題：?jiǎn)栴}1：我們知道，在做大電流試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)電路中各部分都會(huì)發(fā)熱，而串聯(lián)電路中電流處處相等。于是就帶來一個(gè)問題？憑什么認(rèn)為測(cè)試結(jié)果是被測(cè)斷路器的短時(shí)耐受電流，而不是前后連接導(dǎo)線及其它設(shè)備的短時(shí)耐受電流？回答：這就是臨時(shí)導(dǎo)線W的重要用途。我們來回想一下測(cè)小阻值電阻的阻值時(shí)，我們使用單臂電橋或雙臂電橋，為什么呢？如果用普通萬用表去測(cè)量小阻值電阻，因?yàn)闇y(cè)量?jī)x表表棒的接觸電阻阻值都大于被測(cè)電阻的阻值，所以測(cè)量出來的具體數(shù)值就不可能是被

17、測(cè)電阻阻值的準(zhǔn)確值。雙臂電橋利用一些較為特殊的方法消除了接觸電阻，同時(shí)還要在測(cè)試前做一些必要的校準(zhǔn)操作。我們看到在短時(shí)耐受電流型式試驗(yàn)的W線以及前期的調(diào)整過程其實(shí)就相當(dāng)于雙臂電橋測(cè)量前的校準(zhǔn)工作。正是有了這些測(cè)量預(yù)備，所以型式試驗(yàn)的測(cè)量值確實(shí)就是被測(cè)元器件的實(shí)際值問題2：如果被測(cè)試的是低壓開關(guān)柜的主母線，那么應(yīng)當(dāng)如何設(shè)計(jì)試驗(yàn)電路？以上描述的試驗(yàn)步驟還能繼續(xù)使用嗎？回答：因?yàn)闇y(cè)量過程斷路器必須處于閉合狀態(tài)，所以無論被測(cè)對(duì)象是主母線，或者是分支母線，或者是ATSE，測(cè)量電路都是一致的，區(qū)別只在于其預(yù)定設(shè)定值不一樣而已問題3：此試驗(yàn)步驟符合使用類別為B的斷路器。對(duì)于使用類別為A的斷路器，以及限流型斷

18、路器，如何進(jìn)行此項(xiàng)測(cè)試？回答：使用類別A的斷路器不具有短路短延時(shí)參數(shù)，所以短時(shí)耐受電流對(duì)于A類斷路器意義不大。特別是限流型斷路器，其脫扣時(shí)間只有短短的5毫秒不到，還有必要去執(zhí)行短時(shí)耐受電流的測(cè)試嗎？問題4：當(dāng)測(cè)試時(shí)，需要關(guān)斷斷路器的各項(xiàng)保護(hù)嗎？回答：是的，必須關(guān)斷這些保護(hù)。例如我們?cè)谧龆虝r(shí)耐受電流的測(cè)試時(shí)，其時(shí)間長(zhǎng)度是1秒，若斷路器的瞬時(shí)脫扣還在，則斷路器的保護(hù)動(dòng)作會(huì)是的試驗(yàn)無法進(jìn)行下去。關(guān)于斷路器短路接通和分?jǐn)嘈褪皆囼?yàn)的若干問題：?jiǎn)栴}1：如何從波形圖中看出短路電流的交流分量和直流分量？回答：我們看一眼波形圖：我們看最上邊的一張圖：其中第一個(gè)周波明顯比后邊的周波高一截。我們將A1-A2/22得

19、到的差值，就是直流分量。直流分量疊加在交流分量上形成的最高值就是沖擊短路電流峰值。直流分量是會(huì)衰減的，從波形圖看出此直流分量衰減得很快。這說明試驗(yàn)站的變壓器其負(fù)載幾乎為零，只是為試驗(yàn)供電而已。為什么呢？因?yàn)橹绷鞣至克p的時(shí)間常熟等于L/R，這里的L是變壓器和導(dǎo)線的電抗，R是變壓器和導(dǎo)線的電阻，時(shí)間常數(shù)短恰好說明了其供電的單一性。問題二：如何從波形圖中識(shí)別斷路器的短路接通能力Icm、斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰cu、斷路器的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs和斷路器的分?jǐn)嗄芰cn這四個(gè)參量？回答：這些值其實(shí)就反映在每次測(cè)試時(shí)的波形圖中。例如我們要測(cè)Icm，于是按照斷路器的參數(shù)取短路電流值，記錄下此時(shí)的波形，

20、波形就能反映出具體的Icm參數(shù)。所以，對(duì)于每次的O和C，我們都要仔細(xì)去看它的波形，由此分析出斷路器的具體參數(shù)和性能問題三：什么叫做斷路器的使用類別A和使用類別B？它們?cè)谛褪皆囼?yàn)中做試驗(yàn)時(shí)有什么區(qū)別？回答：這個(gè)問題有網(wǎng)友們自己分析吧，我就不說了。問題四：斷路器的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰τ袃蓚€(gè)CO，而極限短路分?jǐn)嗄芰χ挥幸粋€(gè)CO，這兩者有何種區(qū)別？對(duì)使用者來說其意義是什么？回答：兩個(gè)CO與一個(gè)CO的區(qū)別很大，前者相當(dāng)于對(duì)斷路器進(jìn)行兩次考驗(yàn)，而后者只有一次；其次，前者試驗(yàn)時(shí)所用的模擬短路電流較小，后者較大，故Ics用于表達(dá)斷路器執(zhí)行短路分?jǐn)嗪竽軌蛑貜?fù)使用的技術(shù)參數(shù)，而后者則用于只能執(zhí)行一次性分?jǐn)嗖僮鞯募夹g(shù)參

21、數(shù)問題：既然短時(shí)耐受電流實(shí)際上反映的是開關(guān)設(shè)備或者斷路器在短路電流沖擊下的發(fā)熱，那么它與開關(guān)柜或者斷路器在運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱有何不同？回答：這個(gè)差別是本質(zhì)性質(zhì)的。低壓開關(guān)柜在正常運(yùn)行時(shí)流過額定運(yùn)行電流，電流流過導(dǎo)體時(shí)就會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)，例如各種電器、導(dǎo)線和電纜、銅排、儀表等等都會(huì)發(fā)熱。其次，電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)，在低壓開關(guān)柜中磁場(chǎng)往往以渦流的形式作用在開關(guān)柜的鋼質(zhì)骨架上，由此也會(huì)引起發(fā)熱。低壓開關(guān)柜中規(guī)定元器件的最高使用溫度為55度，而金屬部分則為60度。這里的金屬部分包括裸銅主母線，如果主母線鍍錫，則溫升容許值可達(dá)65度，鍍銀則溫升容許值可達(dá)70度。具體可參見IEC60439.1或者GB7251.1。低壓開

22、關(guān)柜的散熱與環(huán)境溫度、海拔高度、防護(hù)等級(jí)、元件排列密度和散熱方式等都有關(guān)系，是一個(gè)很綜合的參量，需要我們的工程師們?cè)谠O(shè)計(jì)之初就要認(rèn)真對(duì)待。另外，當(dāng)變壓器產(chǎn)生出沖擊短路電流Ipk時(shí)，如果剛剛好短路前電流過零，那么這個(gè)時(shí)候豈不是就沒有直流分量了嗎？因?yàn)榘l(fā)熱作用是有時(shí)間性的，能否認(rèn)為Ipk是想象中的最大值，計(jì)算發(fā)熱時(shí)要用它的綜合值來考慮？這個(gè)觀念是錯(cuò)誤的。某相在短路瞬間過零，但是其它兩相卻沒有過零，短路電流將由其它兩相中的大者決定。其次，Ipk是短路電流的峰值，它對(duì)低壓電器和低壓開關(guān)柜的沖擊是以電動(dòng)力來體現(xiàn)的，低壓電器和低壓開關(guān)柜抵御Ipk的能力被稱為動(dòng)穩(wěn)定性。短路電流到達(dá)穩(wěn)態(tài)后，其值就等于周期分量

23、。短路電流周期分量的有效值就是產(chǎn)生熱量的原因，如果時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1秒，則此電流就成為某開關(guān)電器或者低壓開關(guān)柜某導(dǎo)電部件的短時(shí)耐受電流。請(qǐng)PHY認(rèn)清楚沖擊短路電流峰值Ipk及短路電流周期分量IK的區(qū)別，以及低壓開關(guān)柜中動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的區(qū)別。我們仔細(xì)說說斷路器的Ics、Icu、Icm、Icw、Icn的定義和他們的意義，我們有點(diǎn)搞不清楚回答：斷路器的殼體電流是In，它是某斷路器殼體所能流過的最大運(yùn)行電流；每一種斷路器殼體都有不同的過載保護(hù)規(guī)格，它的整定值就是I1。對(duì)于熱磁斷路器來說，I1的范圍在0.7I.05In之間；如果此斷路器具備短路短延時(shí)功能，則短延時(shí)的電流是I2，I2的范圍在110In之間；當(dāng)

24、線路中出現(xiàn)了很大的短路電流，此時(shí)斷路器的瞬時(shí)脫扣將起作用。與瞬時(shí)脫扣對(duì)應(yīng)的電流是I3；以上這些電流都與斷路器作為主動(dòng)元件有關(guān)，也就是斷路器能通過脫扣來切斷這些電流。這些電流按從小到大的次序排列為：I1InI2I3對(duì)于長(zhǎng)達(dá)1秒鐘的短路電流熱沖擊，斷路器能夠承受的電流值是Icw，即短時(shí)耐受電流；如果斷路器切斷了短路電流后，其所有的結(jié)構(gòu)件仍然正常，并且能夠再次合閘使用。與此對(duì)應(yīng)的電流被稱為斷路器額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs；如果斷路器切斷了短路電流后，其結(jié)構(gòu)件發(fā)生了永久性的損壞，并且不能再使用了，必須予以更換。與此對(duì)應(yīng)的電流被稱為斷路器的額定極限短路分?jǐn)嗄芰cu；如果在線路已經(jīng)發(fā)生短路的條件下，或者

25、斷路器作為隔離開關(guān)使用時(shí)，將斷路器再次合閘，并且斷路器能夠承受此電流的沖擊。與此對(duì)應(yīng)的電流被稱為斷路器的短路接通能力Icm。我們把這一系列電流參數(shù)從小到大排列起來就是：I1InI2I3IcwIcsIcuicm其中按照IEC60947.2的規(guī)定，Icm=2.2Icu。試驗(yàn)3：接觸器過載耐受能力試驗(yàn)這個(gè)試驗(yàn)與電動(dòng)機(jī)起動(dòng)有關(guān)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)會(huì)有一個(gè)沖擊電流，我們來看下圖，此圖摘自ABB的T開關(guān)樣本：當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子還未旋轉(zhuǎn)，此時(shí)的電動(dòng)機(jī)電流為最大，其值就是圖中（黃色線）的Ip，Ip一般為電動(dòng)機(jī)額定電流的814倍。對(duì)于接觸器來說，按照IEC60947.4，接觸器的一次觸頭應(yīng)該能承受10倍的

26、額定電流，此電流就是為了克服電動(dòng)機(jī)起動(dòng)沖擊電流而設(shè)置的。我們來看下圖：我們先看上圖：圖中QP是保護(hù)開關(guān)；KMC是控制接觸器；TV是自耦變壓器；T是調(diào)節(jié)電流的變壓器；KM是被測(cè)接觸器；W是整定臨時(shí)連接線；SA是電流傳感器；TA是電流互感器；PA是電流表。再看下圖：FU是熔斷器；SBT是啟動(dòng)按鈕；SBP是停止按鈕；KMS是啟動(dòng)接觸器；TV是自耦變壓器；TC是控制變壓器；PV是電壓表；S1是手動(dòng)開關(guān)；KM是被測(cè)接觸器；S是測(cè)量和試驗(yàn)控制按鈕；KMC是測(cè)量和試驗(yàn)的控制接觸器；S2是手動(dòng)開關(guān)，S2打開Wie 測(cè)量，閉合為試驗(yàn)；KT為時(shí)間繼電器。整個(gè)試驗(yàn)過程簡(jiǎn)單描述如下：被測(cè)接觸器KM的觸頭置于斷開位置，

27、S2處于測(cè)量位置，接上連接線W后，閉合保護(hù)開關(guān)，再按下按鈕S使得KMC閉合。調(diào)節(jié)自耦變壓器TV，使得試驗(yàn)電流等于被測(cè)試接觸器預(yù)期的最大過載電流時(shí)，放開控制按鈕S。試驗(yàn)時(shí)先撤除W臨時(shí)線，接著按下S，通電時(shí)間一般為10秒再打開S。在S按下時(shí)同時(shí)啟動(dòng)示波器拍攝記錄預(yù)期測(cè)量電流。最有意思的是波形分析。在測(cè)量臨時(shí)線時(shí)，光線示波器記錄為20mm/s，而測(cè)試時(shí)則調(diào)整為100mm/s，兩者正好相差5倍波長(zhǎng)。我們開右圖波形，波長(zhǎng)較短的是校準(zhǔn)電流，而波長(zhǎng)較長(zhǎng)的是試驗(yàn)電流。這樣處理后，很容易看出兩者的曲線。比較后者曲線相對(duì)于前者曲線的高度，我們就可以判斷出接觸器所承受的過載電流值了。試驗(yàn)結(jié)果的判定：（1）經(jīng)過數(shù)次試

28、驗(yàn)后，取最小比值作為結(jié)論值，此值必須大于接觸器的給定值（2）試驗(yàn)后接觸器觸頭不得熔焊，結(jié)緣部件也不得破壞，彈性部件性能不變（3）測(cè)試后必須滿足接觸器的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求（4）測(cè)試后接觸器的一次回路必須能滿足標(biāo)準(zhǔn)工頻耐壓的后續(xù)試驗(yàn)滿足上述四條則接觸器合格，否則為不合格產(chǎn)品問題1：低壓開關(guān)柜的型式試驗(yàn)是包括開關(guān)柜柜體結(jié)構(gòu)和元器件分開做的嗎？是不是一次回路的元件才做型式試驗(yàn)，而二次回路的元器件就不用做型式試驗(yàn)？回答：型式試驗(yàn)是對(duì)某種低壓電器及部件的功能能力做測(cè)試，雖然我們看到的都是一次系統(tǒng)，但二次控制系統(tǒng)也并不能脫離試驗(yàn)而獨(dú)立。所以，除了純機(jī)械方面的試驗(yàn)，例如機(jī)械壽命試驗(yàn)等等，型式試驗(yàn)是對(duì)包括一次和二次系

29、統(tǒng)同時(shí)做測(cè)試的。問題2：從接觸器的過載能力型式試驗(yàn)看，接觸器不但要能夠執(zhí)行一般的電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行的合分操作，還要執(zhí)行類似正反轉(zhuǎn)等操作，由于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流可達(dá)6倍起動(dòng)電流，而正反轉(zhuǎn)時(shí)電動(dòng)機(jī)電流是有可能達(dá)到8倍以上的，所以接觸器的過載能力型式試驗(yàn)以10倍為限，是這樣嗎？回答：其實(shí)這個(gè)試驗(yàn)是針對(duì)AC3做的，即電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)電路。問題3：試驗(yàn)電路中調(diào)節(jié)電流的變壓器是做什么用的？是產(chǎn)生較大的電流嗎？回答：確實(shí)是。不知道你注意到?jīng)]有？這個(gè)試驗(yàn)中的一次系統(tǒng)是與電壓無關(guān)的。又因?yàn)榻佑|器需要流過很大的電流，所以用變流變壓器來升流試驗(yàn)4：接觸器與執(zhí)行短路保護(hù)的低壓開關(guān)電器之間的協(xié)調(diào)配合試驗(yàn)我們看下圖：圖中，若引至電

30、機(jī)的電纜發(fā)生了短路，于是短路電流就流過主電路，包括斷路器QF、接觸器KM和熱繼電器HR，或者熔斷器FU、接觸器KM和熱繼電器HR。短路電路中的斷路器和熔斷器是能夠主動(dòng)切斷短路電流的，而接觸器和熱繼電器則不能，它們只能承受短路電流的沖擊。因此，把斷路器和熔斷器等能夠主動(dòng)切斷短路電流的元件稱為主動(dòng)元件，而把隔離開關(guān)、接觸器、熱繼電器等只能承受短路電流的元件稱為被動(dòng)元件。我們看下圖：此圖是熔斷器與熱繼電器在時(shí)間-電流特性曲線上的交接電流我們知道，對(duì)于電動(dòng)機(jī)主回路而言，三種主電路元件的功能是不一樣的。對(duì)于斷路器或者熔斷器，它們的用途就是執(zhí)行短路保護(hù)；接觸器的任務(wù)就是分?jǐn)嚯娐?，所以接觸器的最大過載能力在

31、AC3時(shí)是10倍；熱繼電器的任務(wù)是對(duì)電動(dòng)機(jī)過載執(zhí)行保護(hù)，熱繼電器的輔助觸點(diǎn)將驅(qū)動(dòng)接觸器執(zhí)行分?jǐn)嗖僮?。我們來設(shè)想一下，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的進(jìn)線端短路時(shí)，熔斷器的熔芯應(yīng)該要熔斷。又因?yàn)榇藭r(shí)加載在接觸器線圈兩端的電壓幾乎為零，所以接觸器就會(huì)釋放。如果接觸器的釋放時(shí)間小于熔斷器的熔斷時(shí)間，或者接觸器的釋放時(shí)間小于斷路器的分?jǐn)鄷r(shí)間，則接觸器將承擔(dān)起分?jǐn)喽搪冯娏鞯娜蝿?wù)。接觸器的分?jǐn)嗄芰艿?，本來不該由接觸器執(zhí)行的操作現(xiàn)在卻由接觸器擔(dān)任，所以接觸器有可能出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞。因此，一定要杜絕讓接觸器執(zhí)行短路分?jǐn)嗳蝿?wù)。在這里需要注意的是：雖然由主動(dòng)元件去分?jǐn)喽搪冯娏?，但是在分?jǐn)嗥陂g，接觸器一定要能夠承受短路電流的沖擊。這種關(guān)系

32、其實(shí)也是過電流保護(hù)的選擇性。對(duì)于短路電路中的被動(dòng)元件，要與短路電路中的主動(dòng)元件之間實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)配合。這種協(xié)調(diào)配合關(guān)系的試驗(yàn)被稱為SCPD，其意義是驗(yàn)證被動(dòng)元件在規(guī)定的使用和性能條件下與某主動(dòng)元件的SCPD動(dòng)作期間，承受預(yù)期短路電流的沖擊而不損壞，而且也不能出現(xiàn)事故擴(kuò)大化。對(duì)于熱繼電器來說，SCPD試驗(yàn)是驗(yàn)證其時(shí)間-電流特性曲線與主動(dòng)元件的時(shí)間-電流特性曲線的交點(diǎn)上的選擇性保護(hù)性能及相應(yīng)的協(xié)調(diào)配合類型。我們來看上圖中的交點(diǎn)，此點(diǎn)是熱繼電器和熔斷器兩條時(shí)間-電流特性曲線的重合點(diǎn)，此點(diǎn)的電流被稱為交接電流Ico。當(dāng)電流小于Ico時(shí)，熱繼電器會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作；當(dāng)電流大于Ico時(shí)，應(yīng)當(dāng)是熔斷器動(dòng)作。這里的下限是0

33、.75Ico，上限是1.25Ico。在做某開關(guān)電器的SCPD型式試驗(yàn)時(shí)，要用該開關(guān)電器的制造廠給出的參數(shù)來執(zhí)行，而且與某開關(guān)電器配合的上級(jí)過電流保護(hù)電器（熔斷器或斷路器）也由制造廠指定，在SCPD動(dòng)作時(shí)間某開關(guān)電器能夠承受的預(yù)期短路電流值也由制造廠指定。試驗(yàn)電路：待續(xù)我們來看試驗(yàn)電路中的各個(gè)元件：G是電源，PV是電壓表，R是可調(diào)電阻，L是可調(diào)電抗，Rs是分流電阻，SV1SV6是電壓傳感器，Q是接通開關(guān)，SCPD是短路保護(hù)電器，KM是被測(cè)試接觸器，W是臨時(shí)接線，SA1SA3是電流傳感器。在做SCPD試驗(yàn)時(shí)有兩項(xiàng)內(nèi)容，即預(yù)期電流r測(cè)試和預(yù)定限制短路電流q測(cè)試。對(duì)于保護(hù)配合協(xié)調(diào)關(guān)系為TYPE1的試驗(yàn)，每次都允許更換新的元件；對(duì)于保護(hù)配合協(xié)調(diào)關(guān)系為TYPE2的試驗(yàn)，當(dāng)進(jìn)行r的O-CO試驗(yàn)時(shí)要使用同一臺(tái)被測(cè)元件，當(dāng)進(jìn)行q的O-CO試驗(yàn)時(shí)可以使用新的元件只有接觸器的限制短路電流試驗(yàn)預(yù)期電流r試驗(yàn)（1）接觸器KM的控制線圈通電而處于閉合位置，此時(shí)SCPD處于閉合位置，接通Q使得短路電流流過被測(cè)線路和元件，再有SCPD來分?jǐn)喽搪冯娏?。在此過程中，接觸器KM和SCPD協(xié)調(diào)配合完成一次分?jǐn)嗖僮鳎?）Q被接通閉合，SCPD也閉合，接觸器KM處于分?jǐn)辔恢?。將接觸器線包帶電使之閉合接通短路電流，再