【正文】 .................................... 8 第 3章 低壓斷路器的介電強(qiáng)度試驗(yàn) .................................... 9 絕緣電阻的測(cè)量 .................................................... 9 工頻耐壓試驗(yàn) ..................................................... 10 ..................................................... 11 第 4章 短路通斷能力試驗(yàn) ........................................... 12 ........................................... 12 PLC 時(shí)間程序控制過(guò)程示意圖與指令表 .............................. 13 ................................................... 15 第 5章 壽命試驗(yàn) ................................................... 16 ..................................................... 16 ....................................................... 18 第六章 溫升試驗(yàn) ................................................... 21 ............................................................. 21 ................................................. 21 湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 ..................................................... 22 第 7章 動(dòng)作特性試驗(yàn) ............................................... 26 試驗(yàn)條件 ......................................................... 26 試驗(yàn)電路及原理 ................................................... 26 結(jié) 束 語(yǔ) ......................................................... 28 參考文獻(xiàn) ......................................................... 29 致 謝 ............................................................ 30 基于 PLC的低壓斷路器的試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) I 基于 PLC 的低壓斷路器的試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘 要 ： 在 電力系統(tǒng) 中 斷路器性能的好壞直接關(guān)系到整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)的安危，而型式試驗(yàn)是低壓斷路器安全性能的重要保障。該 系統(tǒng) 可以對(duì)溫升、壽命、通斷 、過(guò)載和 動(dòng)作 特性 等 低壓斷路器型式 試驗(yàn)自動(dòng) 控制 和 根據(jù)不同的參數(shù)判定斷路器的性能好壞，完成型式試驗(yàn)。 課題主要研究?jī)?nèi)容 低 壓斷路器的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，新產(chǎn)品的性能是否符合要求，改進(jìn)一項(xiàng)生產(chǎn)工藝，方案是否可行等都離不開產(chǎn)品是實(shí)驗(yàn)，而產(chǎn)品的型式試驗(yàn)是全面考核產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)的試驗(yàn)。 主要型式試驗(yàn)包括以下幾項(xiàng)： 驗(yàn)證 溫升 、驗(yàn)證絕緣強(qiáng)度、驗(yàn)證 機(jī)械壽命 與 電壽命 、驗(yàn)證 短路通斷能力 、驗(yàn)證 過(guò)載操作性能 、驗(yàn)證脫扣 特性 。 課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域是廣闊的。松下公司的 FP10SH 系列可編程程序控制器采用 32 位 5 級(jí)流水線 RISC 結(jié)構(gòu)的 CPU，可以同時(shí)處理 5 條命令。自上而下的模塊化和面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，大大提高了組態(tài)效率，降低了工程費(fèi)用，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)自始至終體現(xiàn)了高度結(jié)構(gòu)化的 特點(diǎn)。 作為線路保護(hù)的塑料外殼式 斷路器（ Mccb）額定短路分段能力必須作進(jìn)一步地改進(jìn)和提高，以便和用戶需求相適應(yīng)。它功能相當(dāng)于閘刀開關(guān)、過(guò)電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及漏電保護(hù)器等電器部分或全部的功能總和，是低壓配電網(wǎng)中一種重要的保護(hù)電器 。主觸點(diǎn)閉合后，自由脫扣機(jī)構(gòu)將主觸點(diǎn)鎖在合閘位置 上。當(dāng)電路欠電壓時(shí)，欠電壓脫扣器的銜鐵釋放。 基于 PLC的低壓斷路器的試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4 若去掉脫 扣器，當(dāng)電路發(fā)生故障后，脫扣機(jī)構(gòu)無(wú)法動(dòng)作，會(huì)使故障范圍擴(kuò)大。 低壓斷路器按結(jié)構(gòu)形式分為框架式（又稱萬(wàn)能式）和塑殼式（又稱裝置式）低壓短路器。它們的結(jié)構(gòu) 如 圖 所示： 圖 低壓斷路器的脫扣器 1操作手柄 2主觸頭 3自由脫扣器 4分閘彈簧 5過(guò)電流脫扣器 6過(guò)電流脫扣器銜鐵 13反作用力彈簧 9熱脫扣器電流整定螺絲 10加熱元件 11失壓脫扣電磁鐵 12失壓脫扣銜鐵 1 16斷路器輔助觸頭 1 17分閘按鈕 18傳遞元件 19分勵(lì)脫扣電磁鐵 20分勵(lì)脫扣銜鐵 低壓斷路器投入運(yùn)行時(shí)，操作手柄已經(jīng)使主觸頭閉合，自由脫扣機(jī)構(gòu)將主觸頭鎖定基于 PLC的低壓斷路器的試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5 在閉合位置，各類脫扣器進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。主觸頭在分閘彈簧的 作用下分開切斷電路起到短路保護(hù)作用。 （ 3）失壓脫扣器 失壓脫扣器并聯(lián)在斷路器的電源測(cè)，可起到欠壓及零壓保護(hù)的作用。當(dāng)電源電壓低于額定電壓的 40%時(shí)，失壓脫扣器保證脫開使斷路器掉閘分?jǐn)?。需要進(jìn)行分閘操作時(shí)，按動(dòng)常開按鈕使分勵(lì)脫扣器的電磁鐵得電吸動(dòng)銜鐵，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)，使低壓斷路器掉閘。主觸頭的動(dòng)、靜觸頭的接觸處焊有銀基合金觸點(diǎn)，其接觸電阻小，可以長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)較大的負(fù)荷電流。開關(guān)合閘時(shí)，弧觸頭承擔(dān)合閘的電磨損；開關(guān) 在 分閘時(shí)，弧觸頭承 擔(dān)電路分?jǐn)鄷r(shí)的強(qiáng)電弧，起保護(hù)主觸頭的作用；主觸頭承擔(dān)長(zhǎng)期通過(guò)負(fù)荷電流的任務(wù)。 基于 PLC的低壓斷路器的試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 斷路器的分類 （ 1） 按用途分 有保護(hù)配電線路用 、控制和保護(hù)電動(dòng)機(jī)用、保護(hù)照明線路用和漏電保護(hù)用低壓斷路器。 （ 5） 按保護(hù)特性分 有選擇型和非選擇型低壓斷路器。 低壓斷路器類型的選用應(yīng)根據(jù)線路及電器設(shè)備的額定電流及其對(duì)保護(hù)的要求來(lái)選用的。 ② 額定絕緣電壓 斷 路器的額定絕緣電壓是指設(shè)計(jì)斷路器的電壓值，電氣間隙和爬電距離應(yīng)參照 這些值而定。 ② 斷路器額定電流 斷路器額定電流就是額定持續(xù)電流。其中最大的額定電流100A 與殼架等級(jí)額定電流一致。 （ 5） 保護(hù)特性：包括過(guò)電流保護(hù)特性，欠電壓保護(hù)特性和漏電保護(hù)特性 。試驗(yàn)的目的是驗(yàn)證產(chǎn)品的性能是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；檢查產(chǎn)品在制造上是否存在影響運(yùn)行的各種缺陷；另外，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析，可以找出改進(jìn)設(shè)計(jì)、提高工藝性的途徑。 （ 1） 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 兆歐表 、被試低壓斷路器、試品架 各 一個(gè)。 ② 測(cè)量時(shí)要把兆歐表放平穩(wěn)，以免儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)部分產(chǎn)生誤差； 兆歐表有不同的電壓等級(jí)，按電器的額定工作電壓 來(lái)選擇，要求可按表 41 所示： 表 32 兆歐表額定電壓等級(jí)的要求 電器的額定工作電壓（ V） 兆歐表額定電壓等級(jí)（ V） Un≤ 60 250 60＜ Un≤ 600 500 660＜ Un≤ 1200 1000 基于 PLC的低壓斷路器的試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 工頻 耐壓試驗(yàn) 工頻耐壓試驗(yàn)是對(duì)電器在正常工作中要求電隔離的部件之間施加一定的高電壓，并持續(xù)一定的時(shí)間，以驗(yàn)證固體絕緣耐受暫態(tài)過(guò)電壓的能力。并且綠燈 HG 滅、紅燈 HR亮表示實(shí)驗(yàn)設(shè)備可以投入運(yùn)行。 試驗(yàn)加壓時(shí)間為 5S，試驗(yàn)時(shí)為了防止電壓擊穿，應(yīng)從小于試驗(yàn)電壓值的 1／ 2 開始，以約 5S 時(shí)間逐步升至規(guī)定值。 沖擊耐壓試驗(yàn) 沖擊耐壓試驗(yàn)是對(duì)電器在正常工作中要求隔離的部件之間施加一波形標(biāo)準(zhǔn)化了的沖擊電壓波，以考核其耐受瞬時(shí)高頻過(guò)電壓的能力。 （ 3） 電壓施加部位 ①觸頭處于所有正常工作位置時(shí)，連接在一起的主電路所有接線端子與外殼或金屬安裝板之間。特別指出的是應(yīng)驗(yàn)證電器按外施電壓、工頻恢復(fù)電壓、預(yù)期接通峰值電流和預(yù)期分?jǐn)嚯娏鞯?規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)應(yīng)滿足相應(yīng)的要求。規(guī)定的的工頻恢復(fù)電壓為額定電壓的 倍，其值關(guān)系到正常工作條件下電源系統(tǒng)的電壓波動(dòng)范圍 ② 試驗(yàn)電路的功率因數(shù) 對(duì)于交流 試驗(yàn)電路的單相功率因數(shù)必須按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定予以確定 。 基于 PLC的低壓斷路器的試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 第 5 章 壽命試驗(yàn) 機(jī)械壽命試驗(yàn) 低壓斷路器 的機(jī)械壽命主要指彈簧、轉(zhuǎn)軸、連動(dòng)桿等構(gòu)成機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的各個(gè)機(jī)械部件的整體使用壽命，系統(tǒng)中其中任一個(gè)部件損壞則使用機(jī)械壽命終止 。 當(dāng)電源開關(guān) Q Q1 先后閉合后，時(shí)間繼電器 KT2 線圈通電，其兩個(gè)動(dòng)合觸頭瞬時(shí)閉合，被試低壓斷路器的線圈于時(shí)間繼電器的 KT1 的線圈同時(shí)通電，被試低壓斷路器的銜鐵 吸合 ，同時(shí) KT1 也吸合，其動(dòng)斷觸頭瞬時(shí)斷開，使時(shí)間繼電器 KT2 的線圈斷電。 表 52 電壽命試驗(yàn)時(shí)的操作循環(huán)次數(shù)和操作頻率 殼架等級(jí)額定電流（ A） 每小時(shí)循環(huán)次數(shù)（次） 操作循環(huán)次數(shù)（次） INm≤ 100 120 1500 100INm≤ 315 120 100 315INm≤ 630 60 1000 630INm≤ 2500 20 500 2500INm 10 500 (1)試驗(yàn)線路圖 對(duì)于電壽命試驗(yàn)條件中規(guī)定電壓值、電流值及功率因數(shù)，負(fù)載電阻 R及負(fù)載電感 L可由公式求得，即 U— 電壽命試驗(yàn)條件中 規(guī)定的接通或分?jǐn)嚯妷?。 圖 采用凸輪控制器的控制電路 （ a）控制器的工作原理圖 （ b）控制器的控制原理圖 Q— 電源開關(guān) M— 電動(dòng)機(jī) S— 凸輪控制器 (2)斷路器電壽命試驗(yàn)指令表 LD X400 OR M310 ANI Y401 OUT M310 LD M310 PLS M100 LDP T455 AND X405 OR M100 ORY 310 ANI X401 ANI Y436 ANI Y435 OUT Y431 LD Y431 OUT T450 K LD T450 ORY 430 ANI T453 OUT Y430 LD Y430 OUT T451 K 基于 PLC的低壓斷路器的試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20 LD T451 OR Y436 ANI T452 OUT Y436 OUT T452 K LD T452 AND X405 OR Y432 ANI Y437 OUT Y432 OUT T453 K LD T453 AND X403 OUT T454 K LD T454 ORY Y437 ANI T455 ANI X404 OUT Y437 OUT T455 K LD C462 OR X400 RST C462 OR C461 OUT C462 K 2 LD C462 OR X400 RST C461 LD T455 OUT C461 K 5 LD C46