现代低压电器技术课件-低压电器的测试1

V
带熔断
带熔断器的 器的断
断路器性能 路器
第一阶段 第二阶段
选择性极限电流下的短路 验证温升 验证介电耐受能力 验证过载脱扣器 交流电流下的短路 额定极限短路分断能力下的短路 验证介电耐受能力 验证过载脱扣器
验证过载脱扣器
使用类别B的断路器
额定短时耐受电流
VI
额定运行短路分断能力
综合试验程 序
当Icw=Ics（代替程序II和程序IV） 当Icw=Ics=Icu（代替程序II、程序III
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低压电器的动作特性测试
❖ 低压电器主要分为低压开关设备和控制设备、低 压熔断器、家用与类似用途电器设备等。由于产 品类别与原理存在一定的差别，从技术层面很难 对低压电器的动作特性进行描述。综合低压电器 的动作原理，得到如图所示的低压电器
正常工作电压控制动作
动力操动机构动作
分励脱扣器动作
逆电流脱扣器动作
全部断路器
验证介电耐受能力
分断能力
验证温升
验证过载脱扣器
验证过载脱扣器
III
使用类别A的全部断 额定极限短路分断能力
额定极限短路 路器和使用类别B带 操作性能能力
分断能力
瞬时超越的断路器 验证介电耐受能力
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验证过载脱扣器
低压电器测试概述
IV 额定短时耐 受电流能力
使用类别B的断路器
验证过载脱扣器 额定短时耐受电流 验证温升 最大短时耐受电流时的短路分断能力 验证介电耐受能力 验证过载脱扣器
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低压电器的动作特性测试
❖ 对于A型RCCB或RCBO，需要验证 剩余电流包含有直流分量时的动 作的正确性。测试项目包括“验 证剩余脉动直流电流连续上升时 的正确动作”、“验证突然出现 剩余脉动直流电流时的正确动作 ”、“验证在基准温度下，带负 载时正确动作”和“验证剩余脉 动直流电流叠加6mA平滑直流电 流时的正确动作”。验证RCCB在 剩余脉动直流电流时正确动作的 试验电路如图所示。
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低压电器的温升测试
❖ 由于低压电器的热源与接线端子、主电路线径和长度存在较大的关联 性，因此在进行低压电器温升试验时需重点关注供电电源的类型，连 接导线的线径、长度及连接方式等细节，更需要关注低压电器的类型 和使用时规定的工作制。低压开关设备和控制设备温升试验典型示例 如图所示。
主电路需确定如下内容：
脱扣
电流在5s内稳 定地增加
c B、C、D
2.55In
B
d
C
D
B
百度文库
e
C
D
3In 5In 10In
5In 10In 20Ina
冷态
1s＜t＜60s（对In≤32A） 1s＜t＜120s（对In＞32A）
脱扣
冷态 冷态
t≤0.1s t＜0.1s
脱扣 脱扣
通过闭合辅助 开关接通电流
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低压电器的动作特性测试
动力操作电器-电磁操作的电器
动力操作电器-气动操作的电器
欠电压动作-动作电压
零电压动作-动作时间 分励脱扣器动作 过电流动作-瞬时动作
过电流动作-定时限动作
过电流动作-反时限动作
动作范围 85%Us～110%Us范围内可靠吸合，Us为额 定控制电压，交流或直流 85%P～110%P范围内可靠吸合，P为额定气 压 75%Us～20%Us范围内可靠释放，Us为额定 控制电压，交流 ；制造商有要求时，可为 75%Us～10%Us 75%Us～10%Us范围内可靠释放，Us为额定 控制电压，直流 75%P～10%P范围内可靠断开，P为额定气 压 70%Us～35%Un范围内可靠断开，Un为额定 电压
（13I0n%≤6时3A，时2h，脱为扣1（h）In；≤6电3A流时等，于为整1定h）电流1的0
低压电器的动作特性测试
❖ 家用及类似场所用过电流保护断路器的动作特性测试 ❖ 家用及类似场所用过电流保护断路器的动作特性遵从表5-10、5-11和
5-12的规定，用于交流的过电流保护断路器及用于交流和直流的过电 流保护断路器的动作验证测试的基准环境温度为（30～35） ℃。用 于直流的过电流保护断路器的动作验证测试的基准环境温度为（15～ 25） ℃。如果断路器注明的校准温度不是相应的基准温度，则动作 验证要求在这个不同的温度下进行。 ❖ 对于用于交流的过电流保护断路器及用于交流和直流的过电流保护断 路器，通过如下两个试验来检验周围温度对脱扣特性的影响：a）断 路器放置在比周围空气基准温度低（35±2）K的周围温度下直至其达 到稳态温度，对断路器所有极通以1.13In（约定不脱扣电流）的电流 至约定时间，然后在5s内将电流稳定地增加至1.9In,断路器在约定时 间内脱扣；b）断路器放置在比周围空气基准温度高（10±2）K的周 围温度下直至其达到稳态温度，对断路器所有极通以In的电流至约定 时间，断路器在约定时间内不脱扣。
铂热电阻
铂
-200℃～660℃
BA1、BA2、BA3、 高温下和氧化介质中性能稳定、准确度
Pt50、Pt100
高
镍热电阻
镍
-50℃～200℃
NI120、NI500、 NI1000
温度系数较大、线性好、价格较低
光纤
高分子温敏材 料
-10℃～300℃
较高的灵敏度和线性特性、较宽的动态
-
和频带范围、绝缘性能好、柔性好
＜35%Un时，防止电器闭合，Un为额定电压
≥85%Un时，确保电器闭合，Un为额定电压
35%Us～10%Un范围内可靠断开，Un为额定 电压 70%Us～110%Us范围内脱扣器断开，Us为 额定控制电压，交流或直流 电流等于过载整定电流的90%时，脱扣器不 动作；电流等于过载整定电流的110%时，脱 扣器动作。电流持续时间为0.2s 电流等于过载整定电流的90%时，脱扣器不 动作；电流等于过载整定电流的110%时，脱 扣器动作。电流时间间隔等于制造商规定的 延时时间的2倍 电流等于整定电流的105%时，2h不脱扣
与电源电压有关”。“是否兼顾过电流保护的功能”是被
设计的产品在“剩余电流动作”的基础上再追加“过电流
”的功能，由于“过电流功能”验证与低压开关设备和控
制设备的动作特性测试中的“过电流验证”类似，限于篇
幅，剩余电流动作断路器的“过电流功能验证”将不再重
复阐述。
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低压电器的动作特性测试
❖ 家用和类似用途的剩余电流动作断路器 的动作特性测试时，被测品按照正常使 用状态安装，试验线路如图5-6所示。对 于剩余电流在30mA以下的剩余电流动作 验证，其测量仪表的精度要求为±3.5% ；对于剩余电流在30mA以上的剩余电流 动作验证，其测量仪表的精度要求为 ±5%；动作时间在10ms～200ms时，其测 量仪表的精度为±5%；动作时间在200ms ～1s时，其测量仪表的精度为10ms。对 于具有多个额定频率的剩余电流动作断 路器，要求在最高和最低频率的条件下 进行功能验证。
软件 适用 性项 目
低压电器测 试项目
安规测试项目
直流绝缘 交流绝缘 对地冲击绝缘
电气间隙 爬电间隙
接地电阻
泄漏电流 机械撞击 其他安全项目
非金属材料的耐热、耐燃、耐漏电起痕
电磁 兼容 测试 项目
温升测试 动作特性测试 非正常功能测试 软件功能测试 可靠性性能测试
辐射骚扰 传导骚扰 骚扰抗扰度 传导抗扰度 静电放电抗扰度 脉冲群抗扰度 雷击抗扰度 其他抗扰度
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低压电器测试概述
❖ 断路器的试验程序分类如表
试验程序
适用于
试验
脱扣极限和特性
介电性能
机械操作和操作性能能力
I 一般工作特性
全部断路器
过载性能（如适用） 验证介电耐受能力 验证温升
验证过载脱扣器
验证欠压和分励脱扣器（如适用）
验证主触头位置指示（如适用）
额定运行短路分断能力
II
操作性能能力
额定运行短路
能与电源电压无关的带过电流保护的剩余电流动作断路器
”、“动作功能与电源电压有关的不带过电流保护的剩余
电流动作断路器”和“动作功能与电源电压无关的不带过
电流保护的剩余电流动作断路器”。这四大类产品均为家
用及类似用途的剩余电流动作断路器，最根本的区别在于
产品“是否兼顾过电流保护的功能”以及“动作功能是否
低压电器 黑匣子
逆功率脱扣器动作
过电流脱扣器动作
欠电压脱扣器动作
漏电脱扣器动作
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低压电器的动作特性测试
❖ 低压开关设备 和控制设备的 动作特性测试
❖ 一般情况下， 低压开关设备 和控制设备的 动作特性遵从 表的规定，动 作验证测试的 环境温度为5℃～+40℃。
动作项目 动力操作电器-电磁操作的电器 动力操作电器-气动操作的电器
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低压电器的温升测试
❖ 常用热电偶传感器的性能及特点见表所示。
传感器类型
材质
铜-康铜热电 偶
镍铬-镍硅热 电偶
铜-康铜 镍铬-镍硅
铜热电阻
铜
测温范围
分度号
特点
0℃～200℃ 0℃～200℃
T 稳定性好、灵敏度高、制作简单、价格 低廉
K
-50℃～150℃
G、CU50、CU50 线性较好、温度系数大、价格较低
现代低压电器及控制
低压电器的测试技术
1 低压电器的温升测试 2 低压电器的动作特性测试 3 低压电器的短路性能测试 4 低压电器的寿命试验 5 低压电器的安规测试 6 低压电器的环境适应性测试 7 低压电器的电磁兼容测试
2
低压电器的测试技术
环境适应性项目
气候环境适应性 机械环境适应性
性能 测试 项目
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低压电器的动作特性测试
❖ 家用及类似场所用过电流保护断路器（用于交流的断路器）的动作特性
试验
型式
试验电流
a B、C、D
1.13In
起始状态 冷态
脱扣或不脱扣时间极限
t≤1h（对In≤63A） t≤2h（对In＞63A）
预期结果 不脱扣
附注
b B、C、D
1.45In
紧接着试验
t＜1h（对In≤63A） t＜2h（对In＞63A）
t＜0.1s
不脱扣
脱扣
电流在5s内稳 定地增加
脱扣
脱扣
通过闭合辅助 开关接通电流
脱扣
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低压电器的动作特性测试
❖ 家用和类似用途的剩余电流动作断路器的动作特性测试
❖ 按照结构和电路功能的差异，家用和类似用途的剩余电流 动作断路器主要分为四类，分别为“动作功能与电源电压
有关的带过电流保护的剩余电流动作断路器”、“动作功
1、供电电压和电流 2、连接导线的线径与长度 3、电器类型和工作制 4、连接导线的连接方式
控制电路需确定如下内容：
1、供电电压和电流 2、连接导线的线径与长度 3、电器类型和工作制 4、连接导线的连接方式 5、绕组温升的确定方法
低电 压大 电流 发生
器
主电路
线圈 辅助电路
控制 电路 供电 电源 回路
和程序IV）
操作性能能力 验证介电耐受能力 验证温升
验证过载脱扣器
单极短路试 验程序
用于相接地系统的断路器
单极的短路分断能力Isu 验证介电耐受能力
验证过载脱扣器
单极短路试
单极的短路分断能力（I1T）
验程序
用于IT系统的断路器
验证介电耐受能力 验证过载脱扣器
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低压电器的温升测试
❖ 低压电器的热源主要来自主回路导电元器件工作时产生的 热能、控制回路导电元器件动作过程中产生的热能、控制 回路绕组工作时产生的热能。关注和控制低压电器的热源 至少有三个目的：1）温度与绝缘材料的寿命负相关，过 高的温度会加速绝缘材料的老化、破坏低压电器的绝缘系 统，从而影响低压电器的使用寿命；2）低压电器某些位 置的热量会以热传导的方式传递到其他零部件或位置上， 过高的温度会导致其他零部件不能正常工作，比如过高的 温度会导致温度保护传感器的动作；3）低压电器外壳表 面的热量会以辐射的方式传递到周围的空气或设备商，对 于温度敏感的设备在此环境中也会出现工作不正常的现象 。为了控制上述热源的大小，低压电器行业结合产品的特 点制定了针对低压电器热源的温升试验方法，具体包括测 量位置、测量方式、温度限值等。
❖ 家用及类似场所用过电流保护断路器（用于直流的断路器）的动作特性
试验
型式
试验电流 起始状态
脱扣或不脱扣时间极限
预期结果
附注
a B、C、x
1.13In
冷态
b B、C、x
1.45In
紧接着试验
c B、C、x
2.55In
B
3In
d
C
5In
x
脱扣电流下 限值
B
5In
e
C
10In
脱扣电流下
x
限值
冷态 冷态 冷态
t≤1h（对In≤63A） t≤2h（对In＞63A）
t＜1h（对In≤63A） t＜2h（对In＞63A）
1s＜t＜60s（对In≤32A） 1s＜t＜120s（对In＞32A）
0.1s≤t≤45s（对In≤32A） 0.1s≤t≤90s（对In＞32A） 0.1s≤t≤15s（对In≤32A） 0.1s≤t≤30s（对In＞32A） 0.1s≤t≤15s（对In≤32A） 0.1s≤t≤30s（对In＞32A）
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低压电器的动作特性测试
❖ 在进行“验证突然出现剩 余脉动直流电流时的正确 动作”测试时，辅助开关 S1和RCCB或RCBO闭合，采 用闭合开关S2的方法突然 接通剩余电流。在电流滞 后角为0°且在每个I△值 的电流下测量2次分断时 间，第一次测量时S3的位 置在I，第二次测量时S3 的位置在II。测量值要求 不超过规定的极限值。