基于PLC的低压断路器型式试验系统的设计毕业设计（论文）word格式

1、 毕 业 设 计题 目： 基于plc的低压断路器型式试验系统的设计 学 院： 电气信息学院 专 业： 电气工程及其自动化 班 级 电气0601 学 号： 200501010426 学生姓名： 杨秋良 导师姓名： 施晓蓉 完成日期： 2010年 6月20日 诚 信 声 明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。作者签名： 日期： 年 月

2、 日湖南工程学院毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目： 基于plc的低压断路器试验系统的设计 姓名 杨秋良 学院 电气与信息学院 专业 电气工程及其自动化 班级 电气0601学号 200501010426 指导老师 施晓蓉 教研室主任 谢卫才 一、 基本任务及要求： 设计研制一套基于plc的低压断路器型式试验控制系统。 1、掌握低压断路器型式试验的基本原理及基本方法 。 2、完成基于plc的低压断路器试验控制系统的总体方案设计与论证。 3、系统硬件设计，包括主电路设计和控制电路设计。 4、系统软件设计研究。 5、系统软件的调试和分析。 6、撰写、修改、装订毕业设计说明书。 二、 进度安排完

3、成时间： （1）3月1日至3月20日：查阅资料；撰写文献综述和开题报告；熟悉相关知识。 （2）3月21日至4月3日：毕业实习。 （3）4月4日至4月24日：整体方案的确定。 （4）4月25日至5月15日：试验装置硬软件设计 （5）5月16日至5月30日：试验装置系统调试。 （6）5月31日至6月20日：撰写并修改毕业设计论文，准备答辩。 （7）6月21日至6月25日:毕业设计答辩。 目 录摘要iabstractii第1章 绪 论11.1 课题背景11.2 课题主要研究内容11.3 课题发展现状和前景展望1第2章 断路器及其型式试验32.1 断路器的工作原理32.2 断路器的主要结构42.2.1

4、 脱扣器42.2.2 触头系统52.2.3 灭弧装置62.3 断路器的分类72.4 决定低压断路器的主要技术参数72.5型式试验8第3章 低压断路器的介电强度试验93.1 绝缘电阻的测量93.2 工频耐压试验103.3冲击耐压试验11第4章 短路通断能力试验124.1短路通断能力的试验电路124.2 plc时间程序控制过程示意图与指令表134.3试验结果的判定15第5章 寿命试验165.1机械寿命试验165.2电寿命试验18第六章 温升试验216.1概述216.2热电偶温度传感器216.3温升试验电路22第7章 动作特性试验267.1 试验条件267.2 试验电路及原理26结 束 语29参考文

5、献30致 谢31基于plc的低压断路器的试验系统的设计摘 要：在电力系统中断路器性能的好坏直接关系到整个保护系统的安危，而型式试验是低压断路器安全性能的重要保障。由于plc能够将逻辑控制、过程控制和运动控制这三控集于一体，可以方便、灵活地组合成不同规模和需求的控制系统。本论文通过对低压断路器的工作原理、各项特性及其型式试验的分析，选用三菱的fx系列的plc为控制模块，编写plc程序，建立了断路器的型式试验的自动控制系统，以保障断路器的安全性能、减少试验人员的工作强度。提高工作效率、也有利于新产品的研究开发。该系统可以对温升、寿命、通断、过载和动作特性等低压断路器型式试验自动控制和根据不同的参数

6、判定断路器的性能好坏，完成型式试验。关键词：低压断路器；型式试验；plc； 自动控制 the design of low-voltage breaker type test based on plcabstract: in the electricity system in the performance of the breakers direct relationship to the protection system, and type safety and testing of low pressure safety circuit of the important security

7、. the plc to be logical control, control and control the process of the three control set in one, can easily and flexibly combined into a different scale and the control system for a modern, more automatic controlled. based on the working principle of low-voltage circuit breaker, the characteristics

8、 and types of testing, analysis of mitsubishi fx series of plc to control module, write plc program, established the breaker type test of the automatic control system, in order to ensure the safety performance of the circuit breaker, reduce the working intensity. to improve work efficiency, and it i

9、s helpful to the research and development of new products. the system can, for life, high temperature, overload and characteristics of low-voltage circuit breaker automatically control, and the experimental measurement of sampling test waveforms on pc, according to the different parameter determinat

10、ion, complete the circuit breaker performance testing.keywords：low-voltage circuit breaker；type；plc；automatic control.第1章 绪 论1.1 课题背景随着新技术的发展，特别是电子、微电子和计算机网络 的迅速发展，将对低压断路器产业带来深远的影响，在现代化电站和工矿企业中已经广泛采用电子计算机监控系统，对与之配套的低压断路器提出了高智能的要求，并要求产品具有保护、监测、试验、自诊断、显示等功能，故采用plc控制系统来替代传统的逻辑元件组成的控制系统，已是机械电气控制系统的主流。该系

11、统要求电气产品具有高可靠性、高干扰性，还要求触点能可靠接通低电压、弱电流，触头断开时的电弧不能干扰电子电路的正常运行，以便完善低压断路器的性能、功能，提高产品的可靠性和产品质量。因此断路器的型式试验有极其重要的作用。1.2 课题主要研究内容低压断路器的设计和生产，新产品的性能是否符合要求，改进一项生产工艺，方案是否可行等都离不开产品是实验，而产品的型式试验是全面考核产品的技术指标的试验。定型生产的产品也要经常需要产品的试验，以保证产品的性能和质量。低压断路器的产品的试验包括型式试验和出厂试验两种。根据国家标准部的标准及产品的技术条件规定，他所包含的项目较多，其中某些试验具有破坏性。主要型式试验

12、包括以下几项：验证温升、验证绝缘强度、验证机械寿命与电寿命、验证短路通断能力、验证过载操作性能、验证脱扣特性。本文通过对低压断路器的工作原理、各项特性及其型式试验的分析，选用三菱的fx系列的plc为控制模块，编写plc程序，建立了断路器的型式试验的自动控制系统，以保障断路器的安全性能、减少试验人员的工作强度。提高工作效率、也有利于新产品的研究开发。该系统可以对温升、寿命、通断、过载和特性等低压断路器型式试验自动控制、并采样试验中测的波形给于上位机，根据不同的参数判定断路器的性能好坏，完成型式试验。1.3 课题发展现状和前景展望plc的应用领域是广阔的。目前，可编程程序控制器向高性能、高速度、大

13、容量发展已经是一个不可阻挡的趋势。大型的可编程程序控制器大多采用cpu结构。三菱的ana系列可编程程序控制器使用了世界上第一个在芯片上实现可编程程序控制器全部功能的32位微处理器。松下公司的fp10sh系列可编程程序控制器采用32位5级流水线risc结构的cpu，可以同时处理5条命令。在模拟控制方面，除了专门用于模拟量闭环控制的pid的指令和智能pid模块，某些可编程程序控制器还具有模拟量的模糊控制、自适应、参数自整定功能，使调试时间减少，控制精度得以提高。用于监控、管理和编程的人机接口和图形工作站的功能日益增强。如西门子公司的tistar和pcs工作站适用的apt（应用开发工具）软件，是面向

14、对象的组态设计、系统开发和管理工具软件。自上而下的模块化和面向对象的设计方法，大大提高了组态效率，降低了工程费用，系统的设计开发自始至终体现了高度结构化的特点。一个或若干个plc与pc机，到原编程器的人机界面操作站的作用，是现代plc发展的新潮流，为系统集成商带来了商机，同时编程和人机界面软件及软件接口（或驱动软件）也得到了发展。另外，plc控制器的独立运行，只要有接口及调制解调器，利用商业无线移动通信网络（gprs），就可完成数据通信。除用手机和pda作为机界面外，还可与互联网相连，这是plc走出自动化信息孤岛的途径之一。作为线路保护的塑料外壳式断路器（mccb）额定短路分段能力必须作进一步

15、地改进和提高，以便和用户需求相适应。目前不少保护电器的设计和使用单位，对100250a断路器的短路分断能力要求达到3550ka（在380415v时），个别使用场所要求达到65ka。为了尽量减小配电柜的体积，就要求断路器在保证安全、可靠的前提下，缩小尺寸，要满足高分断、小体积而又售价适中的要求。第2章 断路器及其型式试验2.1 断路器的工作原理低压断路器也称为自动空气开关，可用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁起动的电动机。它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重要的保护电器。低压断路器具有多种保护功能(过载、短路

16、、欠电压保护等)、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点，所以目前被广泛应用。低压断路器由触点系统、保护装置(各种脱扣器)、灭弧系统、传动机构和脱扣机构等组成。断路器的结构如图2.1所示：图2.1 断路器结构图1-主触头 2-自由脱扣器 3-过电流脱扣器 4-分励脱扣器 5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮 低压断路器的主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后，自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。当电路过载时，热脱

17、扣器的热元件发热使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作。当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放。也使自由脱扣机构动作。灭弧室用于熄灭主触头系统在分断电路时产生的电弧。分励脱扣器则作为远距离控制用，在正常工作时，其线圈是断电的，在需要距离控制时，按下起动按钮，使线圈通电，衔铁带动自由脱扣机构动作，使主触点断开。若去掉脱扣器，当电路发生故障后，脱扣机构无法动作，会使故障范围扩大。2.2 断路器的主要结构低压断路器由主触头系统，辅助触头，脱扣器，分合闸操作机构，灭弧室和框架或外壳等部分组成的。脱扣器接受外来的信号，并传递给分合闸操作机构，由其控制主触头及辅助触头的断开和闭合。灭弧室用于熄灭主触头系统

18、在分断电路时产生的电弧。低压断路器按结构形式分为框架式（又称万能式）和塑壳式（又称装置式）低压短路器。2.2.1 脱扣器脱扣器是低压断路器中用来接受信号的元件。若线路中出现不正常情况或由操作人员或继电保护装置发出信号时，脱扣器会根据信号的情况通过传递元件使触头动作掉闸切断电路。低压断路器的脱扣器一般有过流脱扣器、热脱扣器、失压脱扣器、分励脱扣器等几种。它们的结构如图2.2所示：图2.2 低压断路器的脱扣器1-操作手柄 2-主触头 3-自由脱扣器 4-分闸弹簧 5-过电流脱扣器 6-过电流脱扣器衔铁 7、13-反作用力弹簧 8-.热脱扣器双金属片 9-热脱扣器电流整定螺丝 10-加热元件 11-

19、失压脱扣电磁铁 12-失压脱扣衔铁 14、16-断路器辅助触头 15、17-分闸按钮 18-传递元件 19-分励脱扣电磁铁 20-分励脱扣衔铁低压断路器投入运行时，操作手柄已经使主触头闭合，自由脱扣机构将主触头锁定在闭合位置，各类脱扣器进入运行状态。（1）电磁脱扣器电磁脱扣器与被保护电路串联。线路中通过正常电流时，电磁铁产生的电磁力小于反作用力弹簧的拉力，衔铁不能被电磁铁吸动，断路器正常运行。当线路中出现短路故障时，电流超过正常电流的若干倍，电磁铁产生的电磁力大于反作用力弹簧的作用力，衔铁被电磁铁吸动通过传动机构推动自由脱扣机构释放主触头。主触头在分闸弹簧的作用下分开切断电路起到短路保护作用。

20、（2）热脱扣器热脱扣器与被保护电路串联。线路中通过正常电流时，发热元件发热使双金属片弯曲至一定程度(刚好接触到传动机构)并达到动态平衡状态，双金属片不再继续弯曲。若出现过载现象时，线路中电流增大，双金属片将继续弯曲，通过传动机构推动自由脱扣机构释放主触头，主触头在分闸弹簧的作用下分开，切断电路起到过载保护的作用。（3）失压脱扣器失压脱扣器并联在断路器的电源测，可起到欠压及零压保护的作用。电源电压正常时扳动操作手柄，断路器的常开辅助触头闭合，电磁铁得电，衔铁被电磁铁吸住，自由脱扣机构才能将主触头锁定在合闸位置，断路器投入运行。当电源侧停电或电源电压过低时，电磁铁所产生的电磁力不足以克服反作用力弹

21、簧的拉力，衔铁被向上拉，通过传动机构推动自由脱扣机构使断路器掉闸，起到欠压及零压保护作用。电源电压为额定电压的75%105%时，失压脱扣器保证吸合，使断路器顺利合闸。当电源电压低于额定电压的40%时，失压脱扣器保证脱开使断路器掉闸分断。一般还可用串联在失压脱扣器电磁线圈回路中的常闭按钮做分闸操作。（4）分励脱扣器分励脱扣器用于远距离操作低压断路器分闸控制。它的电磁线圈并联在低压断路器的电源侧。需要进行分闸操作时，按动常开按钮使分励脱扣器的电磁铁得电吸动衔铁，通过传动机构推动自由脱扣机构，使低压断路器掉闸。在一台低压断路器上同时装有两种或两种以上脱扣器时，则称这台低压断路器装有复式脱扣器。2.2

22、.2 触头系统低压断路器的主触头在正常情况下可以接通分断负荷电流，在故障情况下还必须可靠分断故障电流。主触头有单断口指式触头、双断口桥式触头、插入式触头等几种形式。主触头的动、静触头的接触处焊有银基合金触点，其接触电阻小，可以长时间通过较大的负荷电流。在容量较大的低压断路器中，还常将指式触头做成两挡或三挡，形成主触头、副触头和弧触头并联的形式。1-弧触头 2-主触头 3-触头压力 4-弹簧软连接 5-传动机构（a）触头断开位置（b）触头闭合位置（c）主触头后闭合图2.3 低压断路器的弧触头和主触头两接触头的结构示意图如图2.3所示，分为弧触头和主触头。弧触头用耐弧金属材料制成，主触头和弧触头在

23、断路器分、合闸时有不同的作用和操作次序。开关合闸时，弧触头承担合闸的电磨损；开关在分闸时，弧触头承担电路分断时的强电弧，起保护主触头的作用；主触头承担长期通过负荷电流的任务。所以在合闸时弧触头先闭合、主触头后闭合；分闸时主触头先断开、弧触头后断开。大容量的断路器中为了更好地保护主触头又增设了副触头，即为三接触头，合闸时的动作顺序为弧触头先闭合，然后副触头闭合，最后弧触头闭合；分闸时的操作顺序为弧触头先分断，然后副县触头分断，最后主触头分断。2.2.3 灭弧装置低压断路器中的灭弧装置一般为栅片式灭罩，灭弧室的绝缘壁一般用钢板纸压制或陶土烧制。2.3 断路器的分类（1）按用途分 有保护配电线路用、

24、控制和保护电动机用、保护照明线路用和漏电保护用低压断路器。（2）按结构型式分 有框架式（又称万能式）和塑料外壳式（又称装置式）低压断路器。（3）按极数分 有单级、双极、三极和四极低压断路器。（4）按限流性能分 有一般不限流和快速限流型低压断路器。（5）按保护特性分 有选择型和非选择型低压断路器。（6）按操作方式分 有直接手柄操作式、杠杆操作式、电磁铁操作式和电动机操作式。2.4 决定低压断路器的主要技术参数断路器是一种非常重要的电器元件之一。它可以对变配电系统、电力输送系统和用电设备的过载、短路、单相接地及欠电压等实现保护 ,以避免或减小故障给电力系统及用电设备所造成的损失 ,确保供电系统的安

25、全性和可靠性。低压断路器类型的选用应根据线路及电器设备的额定电流及其对保护的要求来选用的。额定电流小，短路电流不大的选用塑壳式的；额定电流大的，或需要选择性保护的选用框架式的；有漏电保护要求的需选用漏电保护断路器等。其主要技术参数如下（1）额定电压 额定工作电压 断路器的额定工作电压是指与能断能力及使用类别相关的电压值。对多相电路是指相间的电压值。 额定绝缘电压 断路器的额定绝缘电压是指设计断路器的电压值，电气间隙和爬电距离应参照这些值而定。除非型号产品技术文件另有规定，额定绝缘电压是断路器的最大额定工作电压。在任何情况下，最大额定工作电压不超过绝缘电压。（2）额定电流 断路器壳架等级额定电流

26、用尺寸和结构相同的框架或塑料外壳中能装入的最大脱扣器额定电流表示。 断路器额定电流 断路器额定电流就是额定持续电流。也就是脱扣器能长期通过的电流。对带可调式脱扣器的断路器是可长期通过的最大电流。 例如dz10-100/330型低压断路器壳架额定电流为100a，脱扣器额定电流等级有15a，20a，25a，30a，40a，50a，60a，80a，100a等九种。其中最大的额定电流100a与壳架等级额定电流一致。 （3）额定短路分断能力 断路器在规定条件下所能分断的最大短路电流值。分为额定极限短路分断能力（icu），额定运行额定分断能力（ics）， 额定短路接通能力。（4）额定短时耐受电流。（5）保

27、护特性：包括过电流保护特性，欠电压保护特性和漏电保护特性。（6）分断时间：包括固有断开时间和燃弧时间。（7）寿命：机械寿命和电寿命。2.5型式试验低压电器试验是鉴定低压电器产品质量的一个重要环节。试验的目的是验证产品的性能是否符合相关标准的规定；检查产品在制造上是否存在影响运行的各种缺陷；另外，通过对试验结果的分析，可以找出改进设计、提高工艺性的途径。低压电器产品的试验分为型式试验、常规试验、特殊试验和抽样试验。型式试验是指按某一设计而制造的一个或多个电器产品进行试验，其目的是用以验证给定型式的产品的设计和性能是否符合基本标准及产品标准的要求。本论文着重介绍的低压断路器的型式试验有：（1）介电

28、强度试验（2）短路通断能力试验（3）机械寿命和电寿命试验（4）温升试验（5）动作特性试验第3章 低压断路器的介电强度试验3.1 绝缘电阻的测量绝缘电阻测量是测量电器在正常工作中属于电隔离的部件之间的绝缘强度，它是一种设备简单，测试方便且对绝缘结构无破坏作用的介电性能检验项目。（1）实验设备 兆欧表、被试低压断路器、试品架各一个。（2）实验步骤用兆欧表测量被试低压断路器在断开位置时，同级的进线端与出现端之间的绝缘电阻，并记录数据。用兆欧表测量被试低压断路器在闭合位置时，同级带电部件、触头与线圈之间，主电路与控制电路之间的绝缘电阻。判别试验结果 表3-1 测 量 部 位绝缘电阻值断路器断开同级触头

29、无穷大断路器闭合同级触头0触头与线圈之间无穷大主电路与控制电路之间无穷大结 论：被试低压断路器合格（3）注意事项测量绝缘电阻时被试的低压断路器应该按照正常工作位置安装，且测量前必须用干燥、清洁的抹布将电气表面的污垢、灰尘擦干净。测量时要把兆欧表放平稳，以免仪表的转动部分产生误差；兆欧表有不同的电压等级，按电器的额定工作电压来选择，要求可按表4-1所示： 表3-2 兆欧表额定电压等级的要求电器的额定工作电压（v）兆欧表额定电压等级（v）un6025060un600500660un12001000 3.2 工频耐压试验工频耐压试验是对电器在正常工作中要求电隔离的部件之间施加一定的高电压，并持续一定

30、的时间，以验证固体绝缘耐受暂态过电压的能力。（1）试验原理图图3.1 工频电压试验设备接线图 注：q-电源开关 fu1、fu2-熔断器 tv-调压器 koc1、koc2-过电流继电器pa-电流表 t-试验变压器 pv-电压表 sp-被试电器(断路器) aqw-金属安全网s-安全开关 hg、hr、hy-绿色、红色、黄色信号灯sbp、sbq、sbc-停止、启动、控制按钮 sq-零位开关 ha-电铃接触器 kt-时间继电器 k-中间继电器.（2）实验步骤将被试电器sp接于高压输出端，观赏安全网门，接通安全开关。合上电源开关q，绿灯lg亮表示电源有电。调压器tv在零位时零位开关sq闭合，按下启动按钮s

31、bt，接通接触器km，其主触头km接通，其主触头接通试验变压器电源，同时电铃ha发出警报声，警告其他人员勿近试验区。并且绿灯hg灭、红灯hr亮表示实验设备可以投入运行。调压器tv由零匀速上升待试验变压器输出电压达到试验电压值时，保持规定的加压时间。然后以平稳而迅速的速度降压，降至零后按下停止按钮sbp，接触器km动作，切断试验变压器电源，同时电铃ha停止发声，红灯hr熄灭、绿灯hg亮。最后分断电源开关q切断试验电源。 试验加压时间为5s，试验时为了防止电压击穿，应从小于试验电压值的12开始，以约5s时间逐步升至规定值。施压时间应从达到规定试验电压值时算起，至降低电压时为止。施压结束时，应待降压

32、后再切断电源，以免产生操作过电压。（3）试验结果的判定 工频耐受电压试验过程中，被试断路器应无内部或外部的绝缘闪烁、击穿、或任何破坏性放电现象产生，但辉光放电是允许的。3.3冲击耐压试验冲击耐压试验是对电器在正常工作中要求隔离的部件之间施加一波形标准化了的冲击电压波，以考核其耐受瞬时高频过电压的能力。冲击耐受电压试验主要用来验证电器的电气间隙和有关的电器固体绝缘的介电性能。（1）试验设备及原理图 冲击耐压试验仪常使用标准冲击耐压试验仪，它是一种专用的产生标准冲击电压波的电器，主要由调压器、升压变压器、充放电电路和球隙等组成，如图3.2所示。图3.2 标准冲击耐压试验仪工作原理图tv自耦变压器；

33、tu升压变压器；u整流硅堆；f放电球隙；cz被测介质；pv1直流高压检测用电压表；at触发控制装置；pv2峰值电压检测用电压表；（2）电压施加方式 断路器的冲击耐受电压试验应施加1.2s/50s的冲击电压正负极性各5次（共计10次）每次试验间隔时间应不小于1s。（3）电压施加部位 触头处于所有正常工作位置时，连接在一起的主电路所有接线端子与外壳或金属安装板之间。触头处于所有正常工作位置时，主电路每极与连接在一起并接至外壳或金属安装板的其他极之间。（3试验结果的判定 冲击耐受电压试验过程中，被试断路器应无非故意的破坏性放电。第4章 短路通断能力试验4.1短路通断能力的试验电路电器在有关产品的标准

34、规定的条件下，应能承受短路电流引起的热效应、电动力效应和电场强度效应。特别指出的是应验证电器按外施电压、工频恢复电压、预期接通峰值电流和预期分断电流等规定进行试验时应满足相应的要求。表征电器接通和分断短路电流能力的参数是额定短路接通能力和额定分断短路电流能力。短路接通和分断能力实验电路包括主电路和飞狐检测电路（1） 试验电路图图4.1 断路器单相交流实验电路图g-电源 pv-电压测量器 r-可调电阻器 l-可调电抗器 rs-分流电阻器 sv1、sv2-电压传感器 q-开关 qf-被试断路器 w-整定时临时连接线 sa-电流传感器 e-接地点 fu-熔断器 rl-限制故障电流的电阻器（2）试验方

35、法试验电流的调整对于交流，调整可调电阻器r和可调电抗器l，应调整至再外施电压下试验电流的值等于额定短路分断能力的电流和规定的功率因数。外施电压如果指分断电流后的电路电压，则必须达到规定的工频恢复电压。规定的的工频恢复电压为额定电压的1.05倍，其值关系到正常工作条件下电源系统的电压波动范围试验电路的功率因数对于交流试验电路的单相功率因数必须按标准规定予以确定。表4-1 试验电流与相应的功率因数和时间常数试验电流i（a）功率因数时间常数（ms）短路操作性能能力过载短路操作性能能力过载i30.90.80.5522.53i4.50.854.5i60.756i100.5510i200.31020i50

36、0.251550i0.2154.2 plc时间程序控制过程示意图与指令表（1）断路器接通试验plc时间程序控制过程示意图 t1 t2 t3 t4 t5 指令表ld x400or t455or y431ani t454ani y102out y431out t450k 0.5ld t450ani t452ani y100out y430out t451k 1ld t451or y432ani y100out y432out t452k 0.4 ld t452or y100ani y454out y100out t453k 1ld t453out y433out t454k 0.1ld t454o

37、r y101ani t455out y101out t455k 160ld x400or 71rst t460ld y101out c460k 10ld c460out y102end（2）断路器断开试验plc时间程序控制过程示意图 t1 t2 t3 t4 t5 指令表ld x400or t455or y431ani t454ani y102out y431out y340k 0.5ldi t452ani y100and t450out y432out t451k 1ld t451ani y430ani t453out y100out t452k 1ld t452out y433out t45

38、3k 1ld t453or y101ani y342out y101out t455k 160ld x400or 71rst c460ld y101out c460k 5ld c460out y102end（3）试验操作程序：otcotcoo表示一次断开操作，co表示一次闭合操作，经一适当的时间紧接着一次分断操作；t表示两个相继的短路操作之间的时间间隔，该时间间隔为3min，如果断路器还来不及再扣，则可延长至能再扣为止。4.3试验结果的判定 低压断路器的接通和分断能力试验的试验中或者试验后，通常应不得危及操作者、引起火灾或损坏邻近设备，不允许有持续燃弧，各极间或极于框架间不应有飞狐和闪烁，检测

39、电路中的熔断元件应不熔断，被试低压断路器再分断过程中产生的过电压不超过规定值。即：每一试验程序的试验均合格，方能判定为合格，否则判定为不合格。第5章 寿命试验5.1机械寿命试验低压断路器的机械寿命主要指弹簧、转轴、连动杆等构成机械传动控制系统的各个机械部件的整体使用寿命，系统中其中任一个部件损坏则使用机械寿命终止。(1)断路器机械寿命及操作次数gb14048.2-2001规定，机械寿命试验应进行的操作循环次数及每小时的操作循环次数如图表5-1所示。表5-1 低压断路器机械寿命试验的操作循环次数壳架等级额定电流（a）每小时循环次数（次）操作循环次数（次）inm1001208500100inm31

40、51207000315inm630604000630inm25002025002500inm101500(2)试验原理图图5.1 断路器机械寿命试验线路图(3)试验方法图5.1接通plc电源，编程器状态选择开关置于program状态输入并检查指令；其状态选择开关置于monitor状态，用导线短接run与com端子，当run指示灯亮，说明程序已经运行，断开run和com端子，断开电源。按接线图接好线，和q1、q2、q3，合上sb1，给plc一个启动信号，程序开始运行，被试断路器应该按顺序自动循环操作。断路器的主触头每闭合一次，plc内部计数器减1，当计数器8500次后，信号灯亮，程序运行结束。试

41、验结束后复测其动作值和触头的接触压力（4）断路器机械寿命试验指令表ld x400orm 310ani x402out m310ld m310ani y431ani y430out t450k 1.8ld y430out t451k 1.2ld t450or y430ani t451out y430ld x400rst c462ld c461out c462k 500ld c461or x400rst c461ld c460out c461k 250ld c460or x400rst c460ld x401out c460k 800ld c462out y431(5)判定试验结果 本试验应采取单

42、8制抽样方案，用统计的方法90%的样品达到规定的机械寿命次数则本次试验通过。 5.2电寿命试验对于低压断路器，gb14048.2-2001规定：断路器的电寿命试验的试验条件为在最大额定工作电压下的接通和分断额定电流，试验时交流试验电路的功率因数为0.8，直流试验电路的试验时间为2ms，电寿命试验时的操作循环次数和操作频率如表5-2所示。表5-2 电寿命试验时的操作循环次数和操作频率壳架等级额定电流（a）每小时循环次数（次）操作循环次数（次）inm1001201500100inm315120100315inm630601000630inm2500205002500inm10500(1)试验线路图

43、 对于电寿命试验条件中规定电压值、电流值及功率因数，负载电阻r及负载电感l可由公式求得，即 u电寿命试验条件中规定的接通或分断电压。i电寿命试验条件中规定的接通或分断电流。cos电寿命试验条件中规定的接通或分断时电路的功率因数。主电路图图5.2电寿命试验主电路图 kc1、kc2控制接触器 qf被试断路器 r负载电阻 l负载电感(2)断路器电寿命试验指令表ld x400or m310ani y401out m310ld m310pls m100ldp t455and x405or m100ory 310ani x401ani y436ani y435out y431ld y431out t450

44、k 0.3ld t450ory 430ani t453out y430ld y430out t451k 0.1ld t451or y436ani t452out y436out t452k 0.2ld t452and x405or y432ani y437out y432out t453k 0.1ld t453and x403out t454k 0.5ld t454ory y437ani t455ani x404out y437out t455k 1.8ld c462or x400rst c462or c461out c462k 2ld c462or x400rst c461ld t455ou

45、t c461k 5ld c462ani x401out y435out y434(3)试验结果的判定 本试验应采取单8制抽样方案，用统计的方法90%的样品达到规定的电寿命次数则本次试验通过。第6章 温升试验6.1概述低压断路器器按规定条件进行试验时，其各部件的温升不得超过表2中规定的极限值。它也不应遭到损坏而影响它的功能或使用安全。此温度极限仅适用于周围空气温度符合规定的温度范围内。表6-1 温 升 极 限 注：1对触头温升不作规定，因为对于大部分低压断路器的结构，如不改变或不打开盖子是不能直接测量触头温度的，而这些部件的改变和移动往往会影响试验的正确性。可以认为，28昼夜可靠性试验已间接地对

46、触头使用中过度发热的情况作了充分的考核。2对其他部件的温升不作规定，但不应引起相邻绝缘材料部件的损坏，并不影响低压断路器的操作。6.2热电偶温度传感器（1）热电偶工作原理 如果两种不同成分的均质导体形成回路，直接测温端叫测量端，接线端子端叫参比端，当两端存在温差时，就会在回路中产生电流，那么两端之间就会存在seebeck热电势，即塞贝克效应。热电势的大小只与热电偶导体材质以及两端温差有关，与热电偶导体的长度、直径无关。 热电偶回路热电偶示意图 1-热电偶 2-连接导线 3-显示仪表 热电偶具有构造简单、适用温度范围广、使用方便、承受热、机械冲击能力强以及响应速度快等特点，常用于高温区域、振动冲

47、击大等恶劣环境以及适合于微小结构测温场合；但其信号输出灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号和前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。6.3温升试验电路图6-1断路器温升试验电路图q电源断路器 q1、q2电源开关 tv1tv3自耦调压器 l-升流变压器 ta电流互感器 pa1、pa2电流表 qf-被试断路器 r1、r2电阻器 ts稳压器 pv电压表 ab电桥 sc换向开关 p电位差计（1）线圈温度的测量电器线圈内部的温度分布很不均匀的，它有一个温度最高电，国家标准规定线圈的闻声测量一般用电阻法，只有在电阻法难以实行时才允许用其它的方法。但电阻法测得的是线圈的平均温度，故只能间接反映

48、线圈内部的发热情况。电阻法的测温原理用电阻法测量线圈的平均温度，是利用金属导体电阻随温度变化的现象，线圈电阻与温度的关系为 注：r温度为时的线圈电阻；r0时的线圈电阻；时线圈导体材料的电阻温度系数，紫铜为1234.5.设周围空气温度为时，测得线圈的冷态电阻为r1，由上式可知r1= 线圈通电发热至温度时，测得线圈的冷态电阻为r2，同样得r2=由上述两式可导出线圈热态温度为因此，线圈的热态温度可从冷态温度和热态电阻r2与冷态电阻r1之比值的函数得到。（2）温度的校正再温升试验过程中，周围的空气温度应再+10+40范围内，其变化不超过10k。周围空气温度的变化不超过3k时，应按照电器的热时间常熟确定适当的修正系数对测得的部位温度进行校正。因为电器中的导体电阻和发热功率随周围的空气温度变化的不同而改变，所以周围空气温度的变化对电器的温度是有影响的。如图6-2所示，试验开始t=0时，被试断路器温度随时间得变化规律 （61）当t=t1时被试电器的温度为 （62）当t=t2时被试电器的温度为 （63）修正周围空气的温度不变，即：，为分析方便，取t2=2t1。式（62）与（6