断路器低电压分,合闸试验标准是怎样规定的

   2022-08-17 10:06:40 网络1200
核心提示:断路器的控制电源额定值是直流220V,由蓄电池提供,在控制回路中可能存在寄生回路,会在分合闸回路中产生高达几十伏的电压。我们要在确保在这些非控制电压下断路器不要误动作,同时也要保证断路器在蓄电池出故障电压不足的时候在一定电压下能可靠动作。所

断路器低电压分,合闸试验标准是怎样规定的

断路器的控制电源额定值是直流220V,由蓄电池提供,在控制回路中可能存在寄生回路,会在分合闸回路中产生高达几十伏的电压。我们要在确保在这些非控制电压下断路器不要误动作,同时也要保证断路器在蓄电池出故障电压不足的时候在一定电压下能可靠动作。所以我们要在试验中做最低分合闸电压值。

具体规定是:南方电网预防性试验规程规定:分闸30%额定电压(66V)不能动作,65%额定电压(143V)可靠动作;合闸:80%-110%(176V-242V)可靠动作

国网的应该是一样的,你可以查一下规程。

低压断路器的失压脱扣器的动作电压一般为多少的额定电压

中华人民共和国电力行业标准《电力设备预防性试验规程》中,开关设备一节就对“分、合闸电磁铁的动作电压”提出了类似上述的要求。具体内容是:1)操作机构分、合闸电磁铁或合闸接触器端子闪的最低动作电压应在操作电压额定值的30%~65%之间。2)在使用电磁机构时,合闸电磁铁线圈通流时的端电压为操作电压额定值的80%时应可靠动作。3)进口设备按制造厂规定。

在重合器一条中提出,合闸电磁铁线圈的操作电压“在额定电压的85%~115%范围内应可靠动作。”

断路器规定超过额定电流多少会跳闸?

分励脱扣线圈的电压跳变在70%110%。是正常的工作电压(70%110%额定电压),电流达到设定的跳闸电流(短路电流),分励脱扣器的电气设备和供电系统,其保护作用

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/欠电压脱扣器在35%至70%的线圈电压跳闸。是欠压释放分开电气设备和供电系统的工作电压(额定电压的35%至70%),。由于工作电压太低,电流可能会烧坏电线或设备线圈的输出功率不足的移动设备,并且不能保证产品的质量。

断路器用的如此之广,以至于连街坊的老奶奶们都知道它的俗名:空气开关。

在我们选用断路器时,只要能确保额定不间断电流符合断路器额定电流的选用规则,那么这台断路器在使用时就不会有什么问题。

那么到底断路器的额定电流与什么因素有关?

这最主要的因素就是温升,其次还有触头的灭弧能力和电寿命。

注意看题图,它是框架断路器ACB,我们能看到它的静触头和动触头,还有动、静触头的电流引出和引入导电排。

我们来看此款断路器样本上有关搭接面的尺寸简图,图中能看到动、静触头导电排的尺寸关系,如下:

我们看到这块导电排上有7个孔,并且在长度方向还有台阶。为了我们讨论方便,不妨认为它是直的,而且上面也没有孔。

于是,修改后的导电排的尺寸是:长X宽X厚=95mmX44mmX15mm,材料就是铜。当然,它的表面镀锡。

导电排的用途是外接连接排或者电缆,因此导电排的外引端有一个专用名称,叫做接线端子。

我们来看看国家标准GB14048.1-2012《低压开关设备和控制设备 第1部分:总则》对接线端子的温升是怎么规定的,如下:

我们看到了,这里的规定十分明确,就是65K。

也许大家会问:温升超过65K会怎样?回答是:温升高了,会使得金属材料的强度降低。开关电器会因为机械结构件的强度降低而严重影响到动稳定性和热稳定性,整体性能参数直线下降。因此,在国家标准中,无论对高压电器还是低压电器,温升都是型式试验的一项重要考核指标。

好,闲话少说,我们来计算看看这块导电排允许流过的最大电流到底是多少。

设导电排的发热功率为P1,P1的发热表达式如下:

式子的最右侧第一项是零摄氏度时铜的电阻率,括号内两项分别是铜的电阻温度系数和温度,分子为导电排长度和所流过的电流,分母是导电排截面积。

那么导电排的散热如何计算?这要问牛顿(真的很佩服他,大侠中的大侠呀!)。牛顿说,散热功率P2的计算公式如下:

式子右边,第一项Kt是散热系数,第二项L是铜排长度,括号内第一项A1是导电排正面的宽度,第二项A2是导电排侧面的厚度,它们的和乘以长度L并加倍后,得到导电排的散热表面积A。括号外最右方的第四项是温升。

注意哦,这里忽略了导电排的两个端面。

发热功率P1当然等于散热功率P2,这样才会平衡。于是以上两个公式的右侧可以用等号联系起来。

有意思的是:这里的导电排长度居然可以消除!这也是我们略去导电排左右两个端面的原因。

由此我们可以从中解出电流I:

现在我们来考虑温度和温升各是多少。

在GB14048.1-2012中规定,开关电器的平均环境温度是35摄氏度,再加上65度的温升,所以这块导电排的最高使用温度为35+65=100摄氏度。这里的数据65和100正是我们需要的温升值和最高温度值。

查阅手册,得知铜材料在零度时的电阻率数值是:1.7^(-8),电阻温度系数的数值是:0.0043,Kt的数值是12.5。注意这里故意略去了单位。另外,S=0.044mX0.015m。将这些值代入上式,我们解出了电流值,是:

I=2202.939213A,取为:I=2203A

再看题图上与静触头导电排直接连接的触头部分。

我们知道,触头与温升之间满足如下关系式:

这个式子的左边是触头的温升,右边分子项是接触电压降,而分母项分别是洛伦茨系数和电阻系数。

对于分母的这两个参数,理论物理学的魏德曼-弗兰兹定律说,它们的乘积与采用何种金属材料无关,与温度也无关。太好了,这不就简化了我们定性分析的过程吗?

问题是,这接触压降与触头的温升有何关系?它又是如何测量出来的?

我们知道,触点其实是一块块的导电斑点。我们还知道,导体材料的接触性能需要克服收缩电阻和膜电阻。为此,我们需要对两接触材料施加压力,用以提高触点的接触性能。既然要施加压力,这个压力显然就是断路器的合闸力和维持压力了。从题图上我们根本就无法看出这个值到底是多少。怎么办呢?

其实接触压降就是接触性能的最重要测量指标。

接触电压降的测量方法是:当断路器在额定状态下运行时,用电压表测量它的进线导电排与出线导电排之间的电压降。

给一个经验值,接触压降大约是0.01V,而分母两个参数的乘积为:Lp=8.2x10^-6,单位是V^2/K。注意看,分母的两个参数的乘积被统一为Lp参数,并且它的V^2正好与接触电压的平方相抵消,而单位分母的K就是温升,与触头温升表达式中左侧的温升单位正好一致。

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