低压电器的型式试验

我们现在就开始第一项型式试验描述，内容是：短时耐受电流能力试验。

在描述前，我先给大家介绍两个与此有关此的试验，其一就是某开关电器的短时耐受电流试验，其二是耐受过载电流能力试验。前者描述了某开关电器承受短路电流热冲击的能力，后者描述了某控制电动机的开关电器当电动机起动或者加速时出现的冲击电流对此开关电器的影响。这两个试验其意义完全不同，但试验却有些类似。

（1）有关短时耐受电流能力试验的简要概述

电网发生短路是一种严重的故障，要求保护电器能迅速地动作切断短路电路。但是切断短路电路是需要时间的，所以就要求主电路上的电器能在短时间内承受短路电流的热冲击而不致于损坏。

开关电器中的导体被短路电流加热的特征是：电流大且时间短，所以开关电器来不及散热，短路电流所产生的热量几乎全部都变成导体的剧烈温升。

当温升超过限度后，开关电器的某零部件会发生熔焊、热变形，由此使得机械机构强度大为降低，绝缘材料也迅速老化和降低性能，由此产生了严重事故。

我们来看下式：

τ=（KadR/cm ）* I2t

这个式子的τ就是开关电器的发热体温升，Kad是附加损耗，R是发热体电阻，C 是发热体比热容值，m是发热体的质量，I是短路电流，t是时间

由此式可知，开关电器在绝缘的情况下，温升τ与I2t成正比。

在短路电流的曲线中，第一个周波的最大值是冲击短路电流峰值Ipk，而短路的稳态值是Ik。显然，当发生短路时，开关电器不但受到Ipk的冲击，还受到Ik 的冲击，而且对于短时耐受电流来说，Ik显然更为重要。这里的Ik其实就是短时耐受电流，其持续的时间一般规定为1秒，有时也采用3秒。

注意：Ik其实就是短路电流的周期分量或交流分量，这一点可从曲线中看出，同时要理解为是指这两个电流的有效值

（2）短时耐受电流能力试验的电路及描述

图中：G是电源，QP是保护开关，PV是电压测量装置，R是可调电阻，L是可调电抗，S V1~SV6是电压传感器，Q是合闸开关，QF是被测断路器或其它电器，W是整定用的临时线，SA1~SA3是电流传感器。需要指出的是：SV是具有测量、记录和瞬间连续拍摄功能的电压传感器；同理，SA也是具有测量、记录和瞬间连续拍摄功能的电流传感器

注意其中的接地点，此点必须是唯一的。

（3）我们来看具体的测试

第一步当然是测试参数的调整了。将阻抗值可忽略不计的临时连接线W代替被测电器QF，W的两端必须尽可能地靠近被测电器的上下口一次接线端子。调整电阻R和电抗L，通过拍摄的预期电流波形使得试验电流达到规定的测试值。如果需要测量短时耐受电流在通电后第一个周波的最大值电流，则需要采用选相合闸装置。

试验时必须要测量出试验电路的功率因数，然后根据功率因数与冲击系数的关系，确定出电流峰值的对应值，也即Ipk，同时也由此参数调整电路。

在IEC60947.2中有此处的功率因数与冲击系统关系表，网友们自行查阅。

如果被选择的电流周期分量有效值大于或小于要求值，则可调整通电时间，使得I2t的值不变。这显然是合理的，它就是双曲线中的一支，要么调整I2，要么调整时间t，使得测量和试验结果能保证就可以了。

在实际试验时，有时不必采用选相合闸装置。因为三相中必定有某相能获得最大值，尽管其它两相相差120度，其电流必定小于此最大电流值。

第二步就是测试了。

在描述测试前，我们先看看断路器型式试验的内容是什么：1.验证过载脱扣器；2.额定短时耐受电流；3.验证温升；4.最大短时耐受电流时的短路；5.验证介电耐受能力；6.验证过载脱扣器。这里描述的是第二个试验，即额定短时耐受电流试验。

在进线额定短时耐受电流试验时，断路器应当处于闭合位置，而且预期电流就等于额定短时耐受电流Icw。

试验步骤如下：

被测试的断路器QF触点闭合→保护开关QP触头闭合→光线示波器起动并进入测试状态→合闸开关Q闭合→试验电流已经出现，并且持续到规定的时间，然后保护开关QP自动脱扣断开，从而切断试验电流→合闸开关Q断开→光线示波器停止拍摄→分析和计算示波图数据，得到Icw的测试值

在此试验过程中，被测断路器必须自始至终处于闭合状态。如果没有采用选相合闸装置，则必须做多次试验，直到试验参数满足要求为止。试验站规定：每进行3次测试后可以更换被测断路器

最后一步是试验结果的判定。试验中断路器的触头不得发生熔焊，机械部件和绝缘件应该没有发生损伤和变形，而且能继续正常工作，以进行后续的测试试验

这里给网友们提几个问题：

问题1：我们知道，在做大电流试验时，试验电路中各部分都会发热，而串联电路中电流处处相等。于是就带来一个问题？凭什么认为测试结果是被测断路器的短时耐受电流，而不是前后连接导线及其它设备的短时耐受电流？

问题2：如果被测试的是低压开关柜的主母线，那么应当如何设计试验电路？以上描述的试验步骤还能继续使用吗？

问题3：此试验步骤符合使用类别为B的断路器。对于使用类别为A的断路器，以及限流型断路器，如何进行此项测试？

问题4：当测试时，需要关断断路器的各项保护吗？

关于断路器的短时耐受电流型式试验描述至此结束

我总算看到一篇像样的有关型式试验的帖子了。

我来试答一下：

问题1：用SV4这个电压去除以SA1就能得到被测断路器A相的阻抗，所以被测参数必定就是断路器触头上的接触阻抗。再由帕老师给的公式，自然就能得到短时耐受电流的数值问题2：我觉得能测。因为帕老师已经说过，被测断路器必须在测试的始终都保持闭合状态。这与主母线的状态是一致的

问题3：因为B类断路器具有短延时保护，因此短时耐受电流对B类断路器有意义。对于A 类，特别是限流型开关，短时耐受电流是没有意义的

问题4：测试时既然断路器自始至终都要保持闭合状态，那么断路器的各项保护是没有意义的，应当关闭

期待帕老师给出其它型式试验的描述

我们为下一次描述短路分断能力型式试验做一点知识储备吧。