【正文】 由 于 本人水平有 限，文中存在著很多不妥之處，敬請(qǐng)各位老師和同學(xué)指正。花費(fèi) 整整一個(gè)學(xué)期的時(shí)間來(lái)做這件事，時(shí)間不 長(zhǎng)不短，但 其意義深遠(yuǎn) 。在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中，也使自己 熟悉了 PROTEL、 WORD、 ATUOCAD 等相關(guān)軟件應(yīng)用。 再推算出最低周?chē)諝鉁囟认碌尼尫烹妷褐禐? 基于 PLC的低壓斷路器的試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28 結(jié) 束 語(yǔ) 在 本次 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文的 寫(xiě)作過(guò)程中 ， 通過(guò)自己的努力和老師的細(xì)心指導(dǎo)下，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于如期完成。斷開(kāi) SA，將電壓再調(diào)至額定值，再合上 SA，進(jìn)行二次測(cè)量。 ②最高周?chē)諝鉁囟认聼釕B(tài)時(shí)， 將試品直接置于恒溫室中，被試斷路器的電磁線圈持續(xù)通額定電壓至溫升穩(wěn)定，再按常溫下冷態(tài)時(shí)吸合電壓的試驗(yàn)方法測(cè)量試品在最高周?chē)諝鉁囟认聼釕B(tài)時(shí)的吸和電壓值。調(diào)節(jié)調(diào)壓器使電壓表的度數(shù)為試品線圈的額定電壓。如果在冷態(tài)下測(cè)定的吸合電壓是合格的話，在周?chē)諝鉁囟容^高或熱態(tài)時(shí)，因線圈電阻增加，吸合電壓值也隨之增加，就可能不合格了。 （ 3）試驗(yàn)的交流電源的電壓波形為正弦波形，失真度不大于 5%。吸合動(dòng)作電壓是指能使其電磁系統(tǒng)的銜鐵可靠的吸合到最終位置的最小電壓。因?yàn)殡娖髦械膶?dǎo)體電阻和發(fā)熱功率隨周?chē)目諝鉁囟茸兓牟煌淖?，所以周?chē)諝鉁囟鹊淖兓瘜?duì)電器的溫度是有影響的。 但電阻法測(cè)得的是線圈的平均溫度，故只能間接反映線圈內(nèi)部的發(fā)熱情況。 熱電偶 溫度傳感器 （ 1） 熱電偶工作原理 如果兩種不同成分的均質(zhì)導(dǎo)體形成回路 ，直接測(cè)溫端叫測(cè)量端，接線端子端叫參比端，當(dāng)兩端存在溫差時(shí)，就會(huì)在回路中產(chǎn)生電流，那么兩端之間就會(huì)存在 Seebeck 熱電勢(shì)，即塞貝克效應(yīng)。此溫度極限僅適用于周?chē)諝鉁囟确?規(guī)定的溫度范圍內(nèi)。 ① 主電路圖 圖 電壽命試驗(yàn)主電路圖 KC KC2— 控制接觸器 QF— 被試斷路器 R— 負(fù)載電阻 L— 負(fù)載電感 ? ??? ?cos3IUR? ?HIUL ?c os 2133141 ??基于 PLC的低壓斷路器的試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 ② 控制電路圖 電動(dòng)機(jī) M經(jīng)減 速機(jī)構(gòu)來(lái)帶動(dòng)凸輪控制器 S，用凸輪控制器的觸頭 S S S3 分別控制接觸器 KC KM和 KC2 的線圈。 電壽命試驗(yàn) 對(duì)于低壓斷路器， 規(guī)定：斷路器的電壽命試驗(yàn) 的試驗(yàn)條件為在最大額定工作電壓下的接通和分?jǐn)囝~定電流，試驗(yàn)時(shí)交流試驗(yàn)電路的功率因數(shù)為 ，直流試驗(yàn)電路的試驗(yàn)時(shí)間為 2ms，電壽命試驗(yàn)時(shí)的操作循環(huán)次數(shù)和操作頻率如表 52 所示。 圖（ b）中的 QF 為被試低壓斷 路器，利用時(shí)間繼電器 KT2 的另外一觸頭來(lái)控制。即：每一試驗(yàn)程序的試驗(yàn)均合格，方能判定為合 格，否則判定為不合格。外施電壓如果指分?jǐn)嚯娏骱蟮碾娐冯妷?，則必須達(dá)到規(guī)定的工頻恢復(fù)電壓。 基于 PLC的低壓斷路器的試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 第 4 章 短路通斷能力試驗(yàn) 短路通斷能力的試驗(yàn)電路 電器在有關(guān)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下，應(yīng)能承受短路電流引起的熱效應(yīng)、電動(dòng)力效應(yīng)和電場(chǎng)強(qiáng)度效應(yīng)。 圖 標(biāo)準(zhǔn)沖擊耐壓試驗(yàn)儀工作原理圖 TV— 自耦變壓器； TU— 升壓變壓器； U— 整流硅堆； F— 放電球隙； Cz— 被測(cè)介質(zhì)； PV1— 直流高壓檢測(cè)用電壓表； AT— 觸發(fā)控制裝置； PV2— 峰值電壓檢測(cè)用電壓表； （ 2）電壓施加方式 斷路器的沖擊耐受電壓試驗(yàn)應(yīng)施加 （共計(jì)10 次）每次試驗(yàn)間隔時(shí)間應(yīng)不小于 1s。 基于 PLC的低壓斷路器的試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 （ 3）試驗(yàn)結(jié)果的判定 工頻耐受電壓試驗(yàn)過(guò)程中，被試 斷路器 應(yīng)無(wú)內(nèi)部或外部的絕緣閃爍、擊穿、或任何破壞性放電現(xiàn)象產(chǎn)生，但輝光放電是允許的。最后分?jǐn)嚯娫撮_(kāi)關(guān) Q 切斷試驗(yàn)電源。調(diào)壓器 TV在零位時(shí)零位開(kāi)關(guān) SQ 閉合，按下啟動(dòng)按 鈕 SBT，接通接觸器 KM，其主觸頭 KM 接通，其主觸頭接通試驗(yàn)變壓器電源，同時(shí)電鈴 HA發(fā)出警報(bào)聲，警告其他人員勿近 試驗(yàn)區(qū)。 ③ 判別試驗(yàn)結(jié)果 表 31 測(cè) 量 部 位 絕緣電阻值 斷路器斷開(kāi) 同級(jí)觸頭 無(wú)窮大 斷路器閉合 同級(jí)觸頭 0 觸頭與線圈 之 間 無(wú)窮大 主電路與控制電路之間 無(wú)窮大 結(jié) 論：被試低壓斷路器合格 （ 3） 注意事項(xiàng) ①測(cè)量絕緣電阻時(shí)被試的低壓斷路器應(yīng)該按照正常工作位置安裝，且測(cè)量前必須用干燥、清潔的抹布將電氣表面的污垢、灰塵擦干凈。 本論文 著重介紹的 低壓 斷路器 的型式試驗(yàn) 有 ： （ 1） 介電強(qiáng)度試驗(yàn) （ 2） 短路通斷能力試驗(yàn) （ 3） 機(jī)械 壽命 和電壽命 試驗(yàn) （ 4） 溫升試驗(yàn) （ 5） 動(dòng)作特性試驗(yàn) 基于 PLC的低壓斷路器的試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 第 3 章 低壓斷路器的介電強(qiáng)度 試驗(yàn) 絕緣電阻的測(cè)量 絕緣電阻 測(cè)量是測(cè)量電器在正常工作中屬于電隔離的部件之間的絕緣強(qiáng)度，它是一種設(shè)備簡(jiǎn)單，測(cè)試方便且對(duì)絕緣結(jié)構(gòu)無(wú)破壞作用的介電性能檢驗(yàn)項(xiàng)目 。 型式試驗(yàn) 低壓電器試驗(yàn)是鑒定低壓電器產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 （ 4） 額定短時(shí)耐受電流 。 基于 PLC的低壓斷路器的試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 例如 DZ10100/330 型低壓斷路器殼架額定電流 為 100A，脫扣器額定電流等級(jí)有15A， 20A， 25A， 30A， 40A， 50A， 60A， 80A， 100A 等九種。 （ 2） 額定電流 ① 斷路器殼架等級(jí)額定電流用尺寸和結(jié)構(gòu)相同的框架或塑料外殼中能裝入的最大脫扣器額定電流表示。對(duì)多相電路 是指相間的電壓值。它可以對(duì)變配電系統(tǒng)、電力輸送系統(tǒng)和用電設(shè)備 的過(guò)載、短路、單相接地及欠電壓等實(shí)現(xiàn)保護(hù) ,以避免或減小故障給電力系統(tǒng)及用電設(shè)備所造成的損失 ,確保供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。 （ 4） 按限流性能分 有一般不限流和快速限流型低壓斷路器。 滅弧裝置 低壓斷路器 中的滅弧裝置一般為柵片式滅罩，滅弧室的絕緣壁一般用鋼板紙壓制或陶土燒制?；∮|頭用耐弧金屬材料制成，主觸頭和弧觸頭在斷路器分、合閘時(shí)有不同的作用和操作次序。主觸頭有單斷口指式觸頭、雙斷口橋式觸頭、插入式觸頭等幾種形式。它的電磁線圈 并聯(lián)在低壓斷路器的電源側(cè)。 電源電壓為額定電壓的 75%～ 105%時(shí)，失壓脫扣器保證吸合，使斷路器順利合閘。若出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象時(shí)，線路中電流增大，雙金屬片將繼續(xù)彎曲，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)釋放主觸頭，主觸頭在分閘彈簧的作用下分開(kāi)，切斷電路起到過(guò)載保護(hù)的作用。當(dāng)線路中出現(xiàn)短路故障時(shí)，電流超過(guò)正常電流的若干倍，電磁鐵產(chǎn)生的電磁力大于反作用力彈簧的作用力，銜鐵被電磁鐵吸動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)釋放主觸頭。低壓斷路器的脫扣器一般有過(guò)流脫扣器、熱脫扣器、失壓脫扣器、分勵(lì)脫扣器等幾種。滅弧室用于熄滅主觸頭系統(tǒng)在分?jǐn)嚯娐窌r(shí)產(chǎn)生的電弧。 分勵(lì)脫扣器則作為遠(yuǎn)距離控制用，在正常工作時(shí)，其線圈是斷電的，在需要距離控制時(shí)，按下起動(dòng)按鈕，使線圈通電，銜鐵帶動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作，使主觸點(diǎn)斷開(kāi)。當(dāng)電路過(guò)載時(shí)，熱脫扣器的熱元件發(fā)熱使雙金屬片上彎曲，推動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作。 斷路器的結(jié)構(gòu) 如圖 所示： 圖 斷路器結(jié)構(gòu)圖 1主觸頭 2自由脫扣器 3過(guò)電流脫扣器 4分勵(lì)脫扣器 5熱脫扣器 6失壓脫扣器 7按鈕 低壓斷路器的主觸點(diǎn)是靠手動(dòng)操作或電動(dòng)合閘的。 基于 PLC的低壓斷路器的試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 第 2 章 斷路器 及其型式試驗(yàn) 斷路器的工作原理 低壓斷路器也稱(chēng)為自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，可用來(lái)接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路，也可用來(lái)控制不頻繁起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。除用手機(jī)和 PDA 作為機(jī)界面外，還可與互聯(lián)網(wǎng)相連，這是 PLC 走出自動(dòng)化信息孤島的途徑之一。如西門(mén)子公司的 TISTAR 和 PCS 工作站適用的 APT（應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具）軟件，是面向?qū)ο蟮慕M態(tài)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和管理工具 軟件。三菱的AnA 系列可編程程序控制器使用了世界上第一個(gè)在芯片上實(shí)現(xiàn)可編程程序控制器全部基于 PLC的低壓斷路器的試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 功能的 32 位微處理器。 該 系統(tǒng) 可以對(duì)溫升、壽命、通斷 、過(guò)載和特性 等 低壓斷路器型式 試驗(yàn)自動(dòng) 控制 、 并采樣試驗(yàn)中測(cè)的 波形給于上位機(jī)，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)。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)部的標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品的技術(shù)條件規(guī)定，他所包含的項(xiàng)目較多，其中某些試驗(yàn)具有破壞性。因此斷路器的型式試驗(yàn)有極其重要的作用。提高工作效率、也有利于 新產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)。 （ 7） 6 月 21 日至 6 月 25 日 :畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 （ 2） 3 月 21 日至 4 月 3 日 ：畢業(yè)實(shí)習(xí)。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)研究。 作者簽名： 日期： 年 月 日 湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 湖南工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于 PLC 的低壓斷路器試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 姓名 楊秋良 學(xué) 院 電氣與信息學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 電 氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí) 電氣 0601學(xué)號(hào) 202001010426 指 導(dǎo)老師 施曉蓉 教研室主任 謝衛(wèi)才 一、 基本任務(wù)及要求： 設(shè)計(jì)研制一套基于 PLC 的低壓斷路器型式試驗(yàn)控制系統(tǒng)。 掌握低壓斷路器 型式試驗(yàn)的基本原理及基本方法 。 系統(tǒng) 軟件的 調(diào)試和分析。 （ 3） 4 月 4 日至 4 月 24 日 ： 整 體方案的確定 。 湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 目 錄 摘要 ............................................................. I Abstract ......................................................... II 第 1章 緒 論 ..................................................... 1 課題背景 .......................................................... 1 課題主要研究?jī)?nèi)容 .................................................. 1 課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望 ............................................ 1 第 2章 斷路器及其型式試驗(yàn) .......................................... 3 斷路器的工作原理 .................................................. 3 斷路器的主要結(jié)構(gòu) .................................................. 4 脫扣器 ...................................................... 4 觸頭系統(tǒng) .................................................... 5 滅弧裝置 .................................................... 6 斷路器的分類(lèi) ...................................................... 7 決定低壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù) ...................................... 7 ......................