过载保护用低压电器检测与试验方法

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简介:常见过载保护用的低压电器有断路器、热继电器、保险管等,起保护线路及设备的作用。断路器在应用中,随着其性能的下降,会引起负载端停电故障、或故障扩大、设备损坏、人员伤亡,直接影响到配电系统的安全可靠运行。 ...
测试耗材

常见过载保护用的低压电器有断路器、热继电器、保险管等,起保护线路及设备的作用。断路器在应用中,随着其性能的下降,会引起负载端停电故障、或故障扩大、设备损坏、人员伤亡,直接影响到配电系统的安全可靠运行。电动机过载保护用热继电器的检测元件是双金属片,由于起动电流及过载等过流冲击,很容易使双金属片产生疲劳效应,造成动作值偏移,动作不稳定等,现场难以发现,最后造成过载也不动作等。因此,研究常用低压电器的功能性能检测试验技术,通过检测试验预知断路器、继电器动作的可靠性、保护整定值的准确性是保证配电系统可靠性的一项重要保障技术和措施。


(一)断路器检测试验 
        1.断路器的主要故障模式
        断路器的主要故障模式分成3类:
     (1)操作故障,即断路器在接到合闸信号或手动合闸操作时合不上闸,电路不能闭合;断路器在接到分闸信号或手动分闸操作时分不了闸,电路不能切断;
     (2)误动故障,即配电电路或用电设备未发生过载、短路故障时,瞬动脱扣器或过载脱扣器动作;或由于断路器本身动作特性的改变或各种干扰信号的作用而使其瞬动脱扣器或延时动作脱扣器动作,断路器自动分闸,导致配电电路不必要的停电。
     (3)动故障,即当配电电路或用电设备发生过载、短路等故障时,断路器不能及时可靠地切断故障电流,使电气线路或用电设备得不到可靠的保护。
 
        2.断路器的检测
     (1)正常状态下的检查。一般在户内无腐蚀性气体的场所一一年检查一次,特殊环境则自定。检查的内容包括:接线端子有无变色或松动,沙尘影响程度,绝缘性能好坏,分、合闸操作灵活性,触点烧蚀情况等。
     (2)异常状态下的检查:异常发热主要由两种原因引起:①接线端子松动;②触头烧蚀或触头弹簧压力变小。
无法操作主要原因有:①过载保护后还未复位;②失压脱扣器线圈断线或烧毁。脱扣器受干扰的原因有:①负载起动时间过长或短路;②供电回路电压突降引起欠压保护动作;③负载有大量的荧光灯在起动;④受到振动或冲击。
保护机构拒动的原因是:①上、下级配合不当;②环境温度太低;③整定不适当。
     (3)功能性能检测试验:室内温度为25℃。
 
        3.断路器失效判据
        在操作可靠性检测中,当出现下列任一情况时,即认为该产品失效:
     (1)触头发生熔接或其他形式的粘连。
     (2)断路器合闸时不动作。
     (3)断路器分闸时不返回。
     (4)产品零部件有破坏性损坏,连接导线及零部件松动。
     (5)外观检查、绝缘电阻测试结果不符合产品标准规定。 
        在瞬动保护可靠性试验中,以下任意一种情况发生时,即认为该断路器失效:
     (1)对断路器通以短路整定电流值的120%时,瞬动脱扣器动作时间0.2s。
     (2)对断路器通以短路整定电流值的时,瞬动脱扣器动作时间〈0.2s。
 
(二)小型断路器检测试 

        1.小型断路器的主要故障模式
     (1)操作故障。即小型断路器在手动合闸操作时合不上闸,电路不能接通;小型断路器在手动分闸操作时分不了闸,电路不能断开。
     (2)误动故障。即当电气线路或用电设备未发生过载、短路故障时,断路器的瞬动脱扣器或延时动作脱扣器动作,从而使断路器自动分闸。
     (3)拒动故障。即电气线路或川电设备发生过载、短路时,断路器不能及时可靠地切断故障电流,使电气线路或用电设备得不到可靠的保护。
 
        2.小型断路器的检测
        一般检查内容包括,接线端子有无变色或松动,沙尘影响程度,绝缘性能好坏,操作灵活性等。在瞬动保护可靠性试验中,从冷态开始,对C型断路器所有极分别通以断路器额定电流的10倍电流,D型断路器通以断路器额定电流的50倍电流时,监测产品是否在0.1s以内动作。待至冷态后,对C型断路器所有极分别通以断路器额定电流的5倍电流,D型断路器通以断路器额定电流的10倍电流时,监测产品的分断时间是否不小0.1 s。试验室内温度为25℃。
 
        3.小型断路器失效判据
     (1)在操作可靠性检测中,当出现下列任意一种情况时,即认为该产品失效:①触头发生熔接或其它形式的粘连;②断路器合闸时不动作;③断路器分闸时不返回;④产品零部件有破坏性损坏,连接导线及零部件松动;⑤外观检查、绝缘电阻测试结果不符合产品标准规定。
     (2)在瞬动保护可靠性试验中,以下任一情况发生时,即认为该产品失效:①从冷态开始,C型断路器所有极分别通过的电流Ⅰ=10Ⅰe,D型断路器通过的电流Ⅰ=50Ⅰe时,断路器分断时间≥0.1s,此时认为该产品发生拒动故障;②从冷态开始,C断路器所有极分别通过的电流Ⅰ=5Ⅰe,D型断路器通过的电流Ⅰ=10Ⅰe时,断路器的分断时间<0.1s。此时认为该产品发生误动故障。
 
三、过载保护继电器检测试验
 
        1.过载保护继电器的主要故障模式:过载保护继电器发生拒动;过载保护继电器发生误动作(误动)。 
       
        2.热继电器的检测试验
        热继电器是双金属片机械式电动机过载保护器,它在保护电动机过载方面具有反时限特性和结构简单的特点。在非频繁起动或起动间隙足以使热继电器完全冷却(热继电器温度等于环境温度)的使用场合,必须保证热继电器在电动机起动过程中不致误动作。如电动机为重载起动,起动时间为6s,起动电流在7.2±5%Ⅰe(Ⅰe为电动机额定电流)应选脱扣级别为30级的热继电器,如错误地选用了10A级或10级的热继电器,在电动机起动过程中热继电器就会发生误动作。另外,电动机的使用条件与所拖动的机械性质有关,在热继电器选用中也应充分考虑,如对于不允许停车的机械所用的电动机,即便是牺牲电动机的寿命,亦不能让热继电器脱扣,在这种场合,只有使电动机严重过载烧损时,才允许热继电器脱扣,这种条件,一般按1.5Ⅰe作为热继电器整定电流进行选取。热继电器的检测试验通常采用单相电源检测试验方法。室内温度设为25℃。
 
        3.电子式过载保护器的检测试验:
        对于电子式过载保护器须采用三相电源进行试验,才能得出正确的检测试验结果。
 
        4.失效判据
        在检测试验中,当出现下列任意一种情况时,即认为该产品失效:
     (1)从冷态开始,通以1.05倍整定电流至热态时,试品已经动作,即发生误动。通以1.2倍整定电流时,试品在2h内不动作,或通以1.5倍整定电流时,试品在4min内不动作,即发生拒动。
     (2)试品动作后常开触头不能可靠闭合,常闭触头不能可靠打开,即认为该试品失效。 

         综上所述,对于传统的热继电器,可各相串联,用单相电源进行试验;对于具有专用配套电流互感器的电子式过载保护器,必须用三相电源试验才能得到正确可信的试验数据。


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