【正文】 451 K LD T450 OR Y430 ANI T451 OUT Y430 LD X400 RST C462 LD C461 OUT C462 K 500 LD C461 OR X400 RST C461 LD C460 OUT C461 K 250 LD C460 OR X400 RST C460 LD X401 OUT C460 K 800 LD C462 OUT Y431 基于 PLC的低壓斷路器的試驗系統(tǒng)的設計 18 (5)判定試驗結果 本試驗應采取單 8 制抽樣方案，用統(tǒng)計的方法 90%的樣品達到規(guī)定的機械壽命次數(shù)則本次試驗通過。 當電源開關 Q Q1 先后閉合后，時間繼電器 KT2 線圈通電，其兩個動合觸頭瞬時閉合，被試低壓斷路器的線圈于時間繼電器的 KT1 的線圈同時通電，被試低壓斷路器的銜鐵 吸合 ，同時 KT1 也吸合，其動斷觸頭瞬時斷開，使時間繼電器 KT2 的線圈斷電。 表 51 低壓斷路器機械壽命試驗的操作循環(huán)次數(shù) 殼架等級額定電流（ A） 每小時循環(huán)次數(shù)（次） 操作循環(huán)次數(shù)（次） INm≤ 100 120 8500 100INm≤ 315 120 7000 315INm≤ 630 60 4000 630INm≤ 2500 20 2500 2500INm 10 1500 (2)試驗原理圖 圖 時間繼電器的順序控制裝置 (a)內部接線圖 (b)機械壽命試驗電路 Q Q2— 電源開關 KT KT2— 時間繼電器 QF— 被試低壓斷路器 基于 PLC的低壓斷路器的試驗系統(tǒng)的設計 17 (3)試驗方法 圖 （ a）中 KT1 和 KT2 是兩只相同釋放延時的時間繼電器，其動合觸頭斷開延時，動斷觸頭閉合延時。 基于 PLC的低壓斷路器的試驗系統(tǒng)的設計 16 第 5 章 壽命試驗 機械壽命試驗 低壓斷路器 的機械壽命主要指彈簧、轉軸、連動桿等構成機械傳動控制系統(tǒng)的各個機械部件的整體使用壽命，系統(tǒng)中其中任一個部件損壞則使用機械壽命終止 。 試驗結果的判定 低壓斷路器的接通和分斷能力試驗的試驗中或者試驗后，通常應不得危及操作者、引起火災或損壞鄰近設備，不允許有持續(xù)燃弧，各極間或極于框架間不應有飛狐和閃爍，檢測電路中的熔斷元件應不熔斷，被試低壓斷路器再分斷過程中產生的過電壓不超過規(guī)定值。規(guī)定的的工頻恢復電壓為額定電壓的 倍，其值關系到正常工作條件下電源系統(tǒng)的電壓波動范圍 ② 試驗電路的功率因數(shù) 對于交流 試驗電路的單相功率因數(shù)必須按標準規(guī)定予以確定 。 短路接通和分斷能力實驗電路包括主電路和飛狐檢測電路 （ 1） 試驗電路圖 圖 斷路器單相交流實驗電路圖 G電源 PV電壓測量器 R可調電阻器 L可調電抗器 Rs分流電阻器 SV SV2電壓傳感器 Q開關 QF被試斷路器 W整定時臨時連接線 SA電流傳感器 E接地點 FU熔斷器 RL限制故障電流的電阻器 （ 2） 試驗 方法 ① 試驗電流的調 整 對于交流，調整可調電阻器 R 和可調電抗器 L，應調整至再外施電壓 下試驗電流 的值等于額定短路分斷能力 的電流和規(guī)定的功率因數(shù)。特別指出的是應驗證電器按外施電壓、工頻恢復電壓、預期接通峰值電流和預期分斷電流等 規(guī)定進行試驗時應滿足相應的要求。 （ 3 試驗結果的判定 沖擊耐受電壓試驗過程中，被試斷路器應無非故意的破壞性放電。 （ 3） 電壓施加部位 ①觸頭處于所有正常工作位置時，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。 （ 1）試驗設備及原理 圖 沖擊耐壓 試驗儀常使用標準沖擊耐壓試驗儀，它是一種專用的產生標準沖擊電壓波的電器，主要由調壓器、升壓變壓器、充放電電路和球隙等組成，如圖 所示。 沖擊耐壓試驗 沖擊耐壓試驗是對電器在正常工作中要求隔離的部件之間施加一波形標準化了的沖擊電壓波，以考核其耐受瞬時高頻過電壓的能力。施壓結束時，應待降壓后再切斷電源，以免產生操作過電壓。 試驗加壓時間為 5S，試驗時為了防止電壓擊穿，應從小于試驗電壓值的 1／ 2 開始，以約 5S 時間逐步升至規(guī)定值。然后以平穩(wěn)而迅速的速度降壓，降至零后按下停止按鈕 SBP，接觸器 KM 動作，切斷試驗變壓器電源，同時電鈴 HA 停止發(fā)聲，紅燈 HR 熄滅、綠燈 HG 亮。并且綠燈 HG 滅、紅燈 HR亮表示實驗設備可以投入運行。合上電源開關 Q，綠燈 LG 亮表示電源有電。 ② 測量時要把兆歐表放平穩(wěn)，以免儀表的轉動部分產生誤差； 兆歐表有不同的電壓等級，按電器的額定工作電壓 來選擇，要求可按表 41 所示： 表 32 兆歐表額定電壓等級的要求 電器的額定工作電壓（ V） 兆歐表額定電壓等級（ V） Un≤ 60 250 60＜ Un≤ 600 500 660＜ Un≤ 1200 1000 基于 PLC的低壓斷路器的試驗系統(tǒng)的設計 10 工頻 耐壓試驗 工頻耐壓試驗是對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)一定的時間，以驗證固體絕緣耐受暫態(tài)過電壓的能力。 ② 用兆歐表 測量 被試 低壓斷路器在閉合位置時，同級帶電部件、 觸頭與線圈之間 ，主電路 與控制電路 之間的絕緣電阻 。 （ 1） 實驗設備 兆歐表 、被試低壓斷路器、試品架 各 一個。 型式試驗是指按某一設計而制造的一個或多個電器產品進行試驗，其目的是用以驗證給定型式的產品的設計和性能是否符合基本標準及產品標準的要求。試驗的目的是驗證產品的性能是否符合相關標準的規(guī)定；檢查產品在制造上是否存在影響運行的各種缺陷；另外，通過對試驗結果的分析，可以找出改進設計、提高工藝性的途徑。 （ 7）壽命： 機械壽命和 電 壽命 。 （ 5） 保護特性：包括過電流保護特性，欠電壓保護特性和漏電保護特性 。 分為額定極限短路分斷能力（ ICU），額定運行額定分斷能力（ ICS）， 額定短路接通能力 。其中最大的額定電流100A 與殼架等級額定電流一致。對帶可調式脫扣器的斷路器是可長期通過的最大電流。 ② 斷路器額定電流 斷路器額定電流就是額定持續(xù)電流。在任何情況下，最大額定工作電壓不超過絕緣電壓。 ② 額定絕緣電壓 斷 路器的額定絕緣電壓是指設計斷路器的電壓值，電氣間隙和爬電距離應參照 這些值而定。 其主要技術參數(shù)如下 （ 1） 額定電壓 ① 額定工作電壓 斷路器的額定工作電壓是指與能斷能力及使用類別相關的電壓值。 低壓斷路器類型的選用應根據線路及電器設備的額定電流及其對保護的要求來選用的。 決定低壓斷路器的主要技術參數(shù) 斷路器是一種非常重要的 電器 元件之一。 （ 5） 按保護特性分 有選擇型和非選擇型低壓斷路器。 （ 3） 按極數(shù)分 有單級、雙極、三極和四極低壓斷路器。 基于 PLC的低壓斷路器的試驗系統(tǒng)的設計 7 斷路器的分類 （ 1） 按用途分 有保護配電線路用 、控制和保護電動機用、保護照明線路用和漏電保護用低壓斷路器。 大容量的斷路器中為了更好地保護主觸頭又增設了副觸頭，即為三接觸頭，合閘時的動作順序為弧觸頭先閉合，然后副觸頭閉合，最后弧觸頭閉合；分 閘時的操作順序為弧觸頭先分斷，然后副縣觸頭分斷，最后主觸頭分斷。開關合閘時，弧觸頭承擔合閘的電磨損；開關 在 分閘時，弧觸頭承 擔電路分斷時的強電弧，起保護主觸頭的作用；主觸頭承擔長期通過負荷電流的任務。 1弧觸頭 2主觸頭 3觸頭壓力 4彈簧軟連接 5傳動機構 （ a）觸頭斷開位置 （ b）觸頭閉合位置 （ c） 主 觸頭 后 閉合 圖 低壓斷路器的弧觸頭和主觸頭 兩接觸頭的結構示意圖如圖 所示，分為弧觸頭和主觸頭。主觸頭的動、靜觸頭的接觸處焊有銀基合金觸點，其接觸電阻小，可以長時間通過較大的負荷電流。 觸頭系統(tǒng) 低壓斷路器的主觸頭在正常情況下可以接通分斷負荷電流，在故障情況下還必須可靠分斷故障電流。需要進行分閘操作時，按動常開按鈕使分勵脫扣器的電磁鐵得電吸動銜鐵，通過傳動機構推動自由脫扣機構，使低壓斷路器掉閘。 （ 4） 分勵脫扣器 分勵脫扣器用于遠距離操作低壓斷路器分閘控制。當電源電壓低于額定電壓的 40%時，失壓脫扣器保證脫開使斷路器掉閘分斷。當電源側停電或電源電壓過低時，電磁鐵所產生的電磁力不足以克服反作用力彈簧的拉力，銜鐵被向上拉，通過傳動機構推動自由脫扣機構使斷路器掉閘，起到欠壓及零壓保護作用。 （ 3）失壓脫扣器 失壓脫扣器并聯(lián)在斷路器的電源測，可起到欠壓及零壓保護的作用。線路中通過正常電流時，發(fā)熱元件發(fā)熱使雙金屬片彎曲至一定程度 (剛好接觸到傳動機構 )并達到動態(tài)平衡狀態(tài)，雙金屬片不再繼續(xù)彎曲。主觸頭在分閘彈簧的 作用下分開切斷電路起到短路保護作用。線路中通過正常電流時，電磁鐵產生的電磁力小于反作用力彈簧的拉力，銜鐵不能被電磁鐵吸動，斷路器正常運行。它們的結構 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過電流脫扣器 6過電流脫扣器銜鐵 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分勵脫扣電磁鐵 20分勵脫扣銜鐵 低壓斷路器投入運行時，操作手柄已經使主觸頭閉合，自由脫扣機構將主觸頭鎖定基于 PLC的低壓斷路器的試驗系統(tǒng)的設計 5 在閉合位置，各類脫扣器進入運行狀態(tài)。若線路中出現(xiàn)不正常情況或由操作人員或繼電保護裝置發(fā)出信號時，脫 扣器會根據信號的情況通過傳遞元件使觸頭動作掉閘切斷電路。 低壓斷路器按結構形式分為框架式（又稱萬能式）和塑殼式（又稱裝置式）低壓短路器。 脫扣器接受外來的信號，并傳遞給分合閘操作機構，由其控制主觸頭及輔助觸頭的斷開和閉合。 基于 PLC的低壓斷路器的試驗系統(tǒng)的設計 4 若去掉脫 扣器，當電路發(fā)生故障后，脫扣機構無法動作，會使故障范圍擴大。 滅弧室用于熄滅主觸頭系統(tǒng)在分斷電路時產生的電弧。當電路欠電壓時，欠電壓脫扣器的銜鐵釋放。當電路發(fā)生短路或嚴重過載時，過電流脫扣器的銜鐵吸合，使自由脫扣機構動作，主觸點斷開主電路。主觸點閉合后，自由脫扣機構將主觸點鎖在合閘位置 上。 低壓斷路器由觸點 系統(tǒng) 、保護裝置 (各種脫扣器 )、滅弧系統(tǒng) 、 傳動機構和脫扣機構 等組成 。它功能相當于閘刀開關、過電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及漏電保護器等電器部分或全部的功能總和，是低壓配電網中一種重要的保護電器 。為了盡量減小配電柜的體積，就要求斷路器在保證安全、可靠的前提下，縮小尺寸，要滿足高分斷、小體積而又售價適中的要求。 作為線路保護的塑料外殼式 斷路器（ Mccb）額定短路分段能力必須作進一步地改進和提高，以便和用戶需求相適應。另外， PLC 控制器的獨立運行，只要有接口及調制解調器，利用商業(yè)無線移動通信網絡（ GPRS），就可完成數(shù)據通信。自上而下的模塊化和面向對象的設計方法，大大提高了組態(tài)效率，降低了工程費用，系統(tǒng)的設計開發(fā)自始至終體現(xiàn)了高度結構化的 特點。用于監(jiān)控、管理和編程的人機接口和圖形工作站的功能日益增強。松下公司的 FP10SH 系列可編程程序控制器采用 32 位 5 級流水線 RISC 結構的 CPU，可以同時處理 5 條命令。大型的可編程程序控制器大多采用 CPU 結構。 課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望 PLC 的應用領域是廣闊的。提高工作效率、也有利于新 產品的研究開發(fā)。 主要型式試驗包括以下幾項： 驗證 溫升 、驗證絕緣強度、驗證 機械壽命 與 電壽命 、驗證 短路通斷能力 、驗證 過載操作性能 、驗證脫扣 特性 。低