电器工程师培训(试验部分)

1、LOGO中国馆中国馆LOGO香港馆香港馆LOGO澳门馆澳门馆LOGO台湾馆台湾馆LOGO沙特馆沙特馆LOGO韩国馆韩国馆LOGO日本馆日本馆LOGO印度馆印度馆LOGO法国馆法国馆LOGO新加坡馆新加坡馆试试 验验 部部 分分主讲：冷勋环主讲：冷勋环电器工程师培训教材LOGO培培 训训 内内 容容低压电器试验概述一一低压电器抽样检查的理论与方法简介二二低压电器主要试验项目阐述三三复习题举例四四LOGO第一部分第一部分 低压电器试验概述低压电器试验的目的低压电器试验是鉴定低压电器产品质量的一个重要环节。试验的目的就是验证产品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；

2、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。所以产品的试验不是一种消极的措施，而是设计、生产出优质产品的积极手段。LOGO低压电器产品的试验分为： 型式试验：是指对按某一设计而制造的一个或多个电器产品进行的试验，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。 型式试验是新产品研制单位或新产品的试制和投产单位必须进行的试验。除非产品标准另有规定，通常型式试验只需进行一次。另外，当产品设计上的更改或制造工艺、使用的原材料及零部件结构的更改可能影响其工作性能时，需要重新进行有关项目的型式试验。型式试验、常规试验、特殊试验型式试验、常规试验、特殊试验

3、 、抽样试验、抽样试验LOGO低压电器产品型式试验的项目一般有：（1）绝缘件的着火危险试验；（2）绝缘材料的相比漏电起痕指数（CTI）的测定试验；（3）接线端子的机械性能试验；（4）外壳防护等级的验证试验；（5）动作范围的验证试验；（6）温升试验；（7）介电性能试验；（8）接通和分断能力试验；（9）过载电流试验；（10）操作性能试验；LOGO（11）机械寿命试验；（12）电寿命试验；（13）短路接通和分断能力试验；（14）额定短时耐受电流试验；（15）额定限制短路电流试验；（16）额定熔断短路电流试验；（17）和短路保护电器（SCPD）的协调配合试验；（18）电磁兼容试验；（19）湿热试验；（

4、20）低温和（或）高温试验；（21）其他（运输、储存等）试验。LOGO 常规试验：是出厂试验中的一种，常规试验项目是指产品出厂前制造厂必须在每台产品上进行的试验项目和检查项目，其目的是检验材料、装配上的缺陷，以判断其是否符合相关标准的规定。 常规试验可以在与型式试验相同的条件下或经过验证认为是等效的条件下进行。换言之，常规试验可以采用等效试验或快速试验方法进行，常规试验的项目（或顺序）应在产品标准中规定清楚。对于低压电器来说，常规试验的项目一般有：（1）动作范围的验证试验。（2）介电能力试验。LOGO 特殊试验：是指除型式试验和常规试验外由制造厂确定的或根据制造厂和用户的协议所确定的试验。例如

5、，根据国家标准GB14048.4-2003 的规定，接触器和电动机起动器的特殊试验包括下列项目：（1）机械寿命试验。（2）电寿命试验。（3）起动器和短路保护电器(SCPD)在交点电流处的协调 配合试验。LOGO 抽样试验：某些试验项目(如工作量很大、或有破坏性)要采用抽样试验，如交流接触器的抽样试验项目：（1）动作条件及动作范围的验证（2）介电性能试验（3）特殊试验中的机械寿命试验和电寿命试验LOGO第二部分第二部分 低压电器抽样检查的理论与方法简介检查：是指用某种方法对产品（或零件）进行测量，并将其结果同判定标准相比较，然后判定产品（或零件）是合格还是不合格。 为了保证产品（或零件）的质量，

6、最理想的方法是对产品（或零件）的各项指标逐个进行检查（也称全检），对于某些关键零件（如低压电器的触头弹簧），逐个检查是必要的，在具有自动检验装置的情况下，零件的逐个检查也是可行的。但对于低压电器产品中的大多数零件来说，如果都进行逐个检查，则工作量太大工作量太大，会影响生产效率，同时也是不必要的。此外，对低压电器产品来说，某些检查项目（如产品的寿命试验、通断能力试验等）是具有破坏性具有破坏性的，也不可能进行逐个检查，因此，对于大多数零件以及当检查具有破坏性时，常采用抽样检查的方法。LOGO 抽样检查：指从一批产品中抽取少量产品（称为样品）进行测试，并将其测试结果同判定标准相比较，以判定该批产品合

7、格或不合格的检查方法。 抽样检查的前提必须是产品的生产过程中质量是稳定的。只有这样，从整批产品中抽取一定数量的样品，才具有代表性，才能在一定程度上反映整批产品的质量。LOGO 抽样的基本原则是应用数理统计工具，要涉及到高等数学知识，如正态分布，一线性回归中的方差分析等等。这里不去分析。 目前各企业基本上是应用：GB/T 2828.1-2003 计数抽样检验程序计数抽样检验程序 第第1部分：按部分：按接收质量限（接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划）检索的逐批检验抽样计划 电器行业多数企业对进货检验主要为一次计数电器行业多数企业对进货检验主要为一次计数抽样检查方案，产成品的出厂进行二次计数

8、抽样检抽样检查方案，产成品的出厂进行二次计数抽样检查方案。查方案。我在这不作详细介绍。LOGO第三部分第三部分 低压电器主要试验项目阐述（一）一般检查（二）动作范围试验（三）温升试验（四）介电性能试验（五）接通和分断能力试验（六）短时耐受电流能力试验（七）电磁兼容试验LOGO（一）一般检查 电器在常规试验和型式试验时都要进行一般检查。一般检查的项目包括：1、外观检查；2、安装检查；3、外形尺寸和安装尺寸检查；4、操动力检查；5、电气间隙和爬电距离检查；6、触头参数及要求部件接触良好的检查等。LOGO1、外观检查 外观检查是通过目力观察和手动的方法来检查电器零件及产品装配质量。 外观检查包括：外

9、观检查包括： 外观和装配质量； 铭牌、标志； 零部件镀层处理及正确性； 接地要求； 开关电器触头位置分合情况及指示的正确可靠性等检查。LOGO2、安装检查 安装检查是按实际工作条件对电器产品进行试安装。 如导轨式的小型断路器是否能方便嵌入卡轨，并能自由地在卡轨内移动；装置式的交流接触器能否方便紧、松安装螺钉。LOGOTEXTTEXTTEXTTEXT3、外形尺寸和安装尺寸检查 外形尺寸是表示电器大小的轮廓尺寸，如长、宽、高。 安装尺寸是确定电器安装位置的尺寸，如底座的大小、安装孔的直径和距离及导轨的尺寸等。电器产品的外形尺寸和安装尺寸应符合图纸或有关标准的规定。 一般使用游标卡尺、孔用止通塞规、

10、螺纹塞规，也可以做一些专用测量器具直接测量。LOGO4、操动力检查 操动力是指为完成预定操作而需施加到操动器上的力（或力矩）。如施加于电器手柄、手轮、杠杆、踏板和按钮上的力等。 一般使用测量工具有：弹簧测力计、力矩测量仪、数字式电子测克仪和砝码悬挂法等。 如：塑壳断路器的触头压力可以用弹簧测力计直接测量。LOGO5、电气间隙和爬电距离检查 为使电器具有可靠的绝缘能力，在电器的绝缘结构中任何带电部件的电气间隙和爬电距离，均应符合有关标准的规定(这两个指标在电器中是很重要的)。 电气间隙是指具有电位差的两个导电部件间的最短直线距离。 爬电距离是指具有电位差的两个导电部件间沿绝缘材料表面的最短距离。

11、两个绝缘材料部件之间的接缝应认为是表面的一部分。LOGO 在电器的绝缘结构中，电气间隙指如下三种: （1）极间电气间隙极间电气间隙。相邻极间的任何导电部件间的电气间隙。 （2）对地电气间隙对地电气间隙。任何导电部件与任何接地部件或用作接地的部件之间的电气间隙。 （3）断开触头间的电气间隙（开距开距）。开关电器在断开位置时，一个极的触头间或与这些触头相连的任何导电部件间的电气间隙。LOGO 电气间隙和爬电距离的确定在相关标准的附录说明得很清楚，如GB 10963.1-2005 附录B 、GB 14048.4-2003 附录C。 这里给出了电器在空气中的最小电气间隙，爬电距离(未列完整，供大家参考

12、)。 LOGO表1 电器在空气中的最小电气间隙额定冲击额定冲击耐受电压耐受电压Uimp(kV)最小电气间隙（最小电气间隙（mm）情况情况A非均匀电场条件非均匀电场条件情况情况B均匀电场条件均匀电场条件污染等级污染等级污染等级污染等级123412340.330.010.20.81.60.010.20.81.60.50.040.040.80.10.11.50.50.50.30.32.51.51.51.50.60.6433331.21.21.265.55.55.55.5222288888333312141414144.54.54.54.5注： 空气中最小电气间隙是以1.2s/50s冲击电压为基础，其

13、气压为80kPa，相当于2000m海拔处正常在气压。LOGO电器的额定电器的额定绝缘电压或绝缘电压或实际工作电实际工作电压，交流有压，交流有效值或直流效值或直流（V）承受长期电压的电器的最小爬电距离（承受长期电压的电器的最小爬电距离（mm）污染等级污染等级污染等级污染等级污染等级污染等级污染等级污染等级121234材料组别材料组别材料组别材料组别材料组别材料组别材料组别材料组别ababab2000.40.630.5611.422.52.83.24562500.5610.751.251.82.53.23.6456.36.33200.751.611.62.23.244.556.388400121.

14、322.8455.66.3810105001.32.51.82.53.656.37.181012.512.56301.83.22.43.24.56.3891012.51616表2 爬电距离LOGO注1：绝缘在实际工作电压32V及以下不会产生漏电起痕，但必须考虑电解腐蚀的可能性，因此规定最小爬电距离。注2：表中电压值按R10数系选定。材料组别I、II、IIIa、IIIb。材料组别I、II、IIIa。该区域的爬电距离尚未确定，因此材料组别IIIb一般不推荐用在污染等级3、电压630V以上和污染等级4。作为例外，额定绝缘电压127、208、415/440、660/690V和830V的爬电距离可采用相

15、应的较低的电压值125、200、400、630V和800V的爬电距离。印刷线路材料专用的最小爬电距离可以在此两列数值中选定。 表1规定的最小电气间隙与额定冲击耐受电压、电场条件及污染等级有关，适用海拔小于等于2000m。 由表2可见，最小爬电距离与电器的额定绝缘电压（或实际工作电压）、污染等级及绝缘材料组别有关。绝缘材料按其相比漏电起痕指数（CTI值）划分为4个组别。（600、400、175、100）LOGO 安装在污染等级1和2的电器，其中最小爬电距离不小于按表1的确定的最小电气间隙。对安装在污染等级3和4的电器，虽然最小电气间隙允许按表1已选定为小于情况A的规定值，但为了减少过电压引起击穿

16、的危险性，电器的最小爬电距离应不小于情况A规定的最小电气间隙。LOGO 在测量电气间隙和爬电距离时，关键是要了解测量的部位，应测量电器极与极之间、不同电压的电路导体之间及带电导体部件与外露电部件之间的最小电气间隙和爬电距离。测量时采用的工具一般是分度值和0.02mm的游标卡尺。 电器按规定的方法测得的电气间隙和爬电距离的最小值应满足有关标准规定的要求。电气间隙和爬电距离的测量及计算方法按GB 14048.1-2006附录G进行。 请大家回去查看相关标准，由于时间关系不多讲。测量方法LOGO6、触头参数检查触头参数检查 是开关电器都离不开触头、触头的主要参数包括： 触头开距、超程、初压力、终压力

17、触头开距、超程、初压力、终压力。 这些参数直接影响电器使用的可靠性，如果这些参数不符合要求，轻则会使电器寿命降低、触头温度过高，重则会引起触头熔焊、烧毁等，因此要对触头参数进行严格检查。电器产品触头参数技术要求指标一般由制造厂根据产品具体情况自行确定并在技术文件中予以规定。LOGO 触头开距是指触头在处于完全断开位置时，动、静触头之间的最短距离。开距的大小应保证触头能可靠分断电弧，并能保证动、静触头之间的绝缘间隙。 触头超程是指触头处于完全闭合状态后，将静触头移去时动触头在接触处发生的位移。超程的大小应保证在寿命期内触头磨损后仍能可靠接触。 触头开距和超程的测量，可用卡尺、内卡钳或标准板块等量

18、具测量，也可制作专用的触头开距超程测试仪器进行测量。6.1 触头开距和超程的测量LOGO 触头初压力是指动触头与静触头刚接触时，每个触头（对双断点是指每个触头）上的压力。在触头闭合时，由于机械冲击而发生弹跳，此时触头间会产生短弧，从而引起触头磨损加剧甚至发生熔焊，触头具有一定的初压力可使触头的弹跳时间减少，减小触头的磨损并提高抗熔焊能力，大大提高产品使用寿命。 6.2 触头初压力和终压力的测量LOGO 触头终压力是指动触头与静触头完全闭合时，每个触头上的压力。触头具有一定的终压力可限制触头间的接触电阻，降低触头接触压降，避免触头过分发热，并保证触头在通过最大短路电流时不致因电动力的作用而斥开。

19、 测量方法有悬重拉力法、弹簧秤法，也可用弹簧拉压试验机进行测量。LOGO（二）动作范围试验 电器动作范围试验包括电器电磁机构动作特性试验和保护元件保护特性试验，其目的就是检查这些特性是否符合有关标准的要求。LOGO2.1 动作特性 电器的动作特性试验，就是指这些电器动作值的测定。对带电压线圈的电磁机构而言，其动作值就是吸合动作电压和释放动作电压。吸合动作电压是指能吸合动作电压是指能使其电磁系统的衔铁可靠吸合到最终位置的最小电压使其电磁系统的衔铁可靠吸合到最终位置的最小电压，亦即是指使衔铁恰能吸合而不致在中途停留的电器线圈所加电压的最小值。而释放动作电压是指能使其电释放动作电压是指能使其电磁系统

20、的衔铁可靠释放至起始位置的最高电压，磁系统的衔铁可靠释放至起始位置的最高电压，亦即是指使衔铁恰能释放而不致在中途停留的电器线圈所加电压的最大值。LOGO2.1.1 动作特性试验2.1.1.1 试验依据 国家标准对动力操作电器、欠电压继电器和脱扣器及分励脱扣器等的动作范围分别提出了要求。现以接触器产品为例说明。在接触器产品标准中对接触器的动作范围要求为： 单独使用或装在起动器中使用的电磁式接触器，在其额定控制电源电压Us的85%110%(交、直流)范围内均应在可靠地闭合。此范围的85%Us适用于下限值，110% Us适用于上限值。LOGO 接触器释放和完全断开的极限值是其额定控制电源电压Us的2

21、0% 75%(交流)和10% 75%(直流)。此范围的20% Us (交流)或10% Us (直流)适用于完全断开的上限值， 75% Us (交、直流)适用于保持闭合的下限值。 闭合的极限值是在周围空气温度+40、线圈在100% Us下持续通电达到稳定温升后确定的。释放的极限值是在周围空气温度-5 时确定的。此值可由在正常室温下获得的数值换算求得。LOGO2.1.1.2 试验条件 进行电器动作值测定时，被试电器、试验电源及测试时的周围空气温度等应满足如下要求。 （一）被试电器 （1）试验应在完好的电器上进行。 （2）被试电器按正常工作条件和位置安装在其固有支架或等效的支架上。若电器可在各种位置

22、下工作，则应在最不利的位置下测定动作值（此位置可在试验时分析确定，应考虑可动部分质量、导轨摩擦等因素动作值的影响）。 例如，CJ10系列交流接触器在测定吸合电压时应前倾5，而在测定释放电压时应后倾5 。LOGO (3)允许不带外壳测定电器动作值。如已经试验证明取去外壳并不影响动作值，则在测定动作值时为便于观察允许不带外壳。 (4)调整参数。在型式试验时，对实际运行中需要调整参数（可导致动作值有明显变化）的电器，则应将这些参数调至产品标准中所规定的极限值（考核为最严）进行试验。被试电器的极数、动合辅助触头数或动断辅助触头数等的选择必须使动作值的考核为最严。例如，在测定带动合主触头接触器的吸合电压

23、时，触头压力和超程如可调，则应调至产品标准规定之最大允许值，同时被试电器应选本类型中极数和动合辅助触头数最多、动断辅助触头数最少之产品。 LOGO （二）试验电源 （1）直流电源应采用直流发电机电源或三相全波整流电源，要求电源电压在接入被试电器的负载条件下，纹波系数不大于5%。 （2）交流电源的电压波形为正弦波形，失真度不大于5%。应避免使用感应调压器，一般用接触式自耦调压器，因为感应调压器输出的电压波形常有畸变，且内阻抗也较大，而这些情况都将影响试品动作的正确性。 （3）电源电压值应足够稳定，即电源的容量足够大或电源的内阻抗尽量小，以保证在测定吸合电压的过程中线圈端电压的波动对电源空载电压而

24、言不大于5%。LOGO（三）周围空气温度和试品状态 电器的吸合电压应在产品标准中所规定的最高周围空气温度下于热态时进行测定，释放电压应在产品标准中所规定的最低周围空气温度下于冷态时进行测定。 如果不具备这种条件，则可用接入附加电阻的等效方法测定相当于最高周围空气温度及热态下的吸合电压值，并可用电阻换算的方法推算最低周围空气温度及冷态下的释放电压值。LOGO 当试品在测量室内放置的时间不少于8h时，或用电阻法测量线圈的温度，每1h测一次，前后两次测得的线圈温度之差不大于1，则可认为已处于冷态（冷态是指在不通电的情况下，当电器或电器零部件的温度与周围空气温度之差不超过3时的状态）。 热态是指被试电

25、器线圈按额定工作制通以规定的电压发热至稳态。对于不间断工作制或8h工作制的电器线圈，热态是指通以规定电压发热至稳态即在1h内温升的变化不超过1。LOGO 吸合电压应在规定的最高周围空气温度及热态下进行测定，这是由于线圈电阻会随着周围空气温度及线圈的温升变化而变化，其关系可以表示为： R=R0（1+） （2-1）式中 R0 0时线圈电阻； 线圈温度； 电阻温度系数，如线圈导线材料为铜，则=1/234.5。LOGO 而电磁系统的吸合安匝(IN)决定于电磁系统的材料、尺寸、衔铁打开位置时气隙的大小及反作用力的大小，所以对于被试电器来说，吸合安匝(IN)及吸合电流Ix都是一个固定的数值，与周围空气温度

26、无关。对于具有直流电压线圈的电器来说，其吸合电压Ux可表示为： Ux =Ix R LOGO 所以，当线圈电阻改变时，吸合电压Ux也随之改变。如果在室温冷态下测定的吸合电压是合格的话，在周围空气温度较高或热态时，因线圈电阻增加，吸合电压值也随之增加，就可能不合格了。因此，吸合电压应在规定的最高周围空气温度下于热态时进行测定。同样也可分析得出释放电压应在规定的最低周围空气温度下于冷态时进行测定。 对于具有交流电压线圈的电器来说，上面已讲过，它的吸合电流Ix是一个固定值，与周围空气温度无关。LOGO而线圈电抗决定于电磁系统的尺寸、参数及气隙的大小，也与周围空气温度无关，同时对于大多数具有交流电压线圈

27、的电器来说，其线圈电抗XL要比线圈电阻R大得多，即XL R， 所以当周围空气温度变化时，电阻R虽有所变化，但因XL R，故吸合电压Ux变化很小，但对于线圈电抗小而线圈电阻较大的情况，即不满足XL R的具有交流电压线圈的电器，其吸合电压的变化较大，所以具有交流电压线圈的电器的吸合电压也应在规定的最高周围空气温度下于热态时进行测定。LOGO（一）动作值测定试验方法的一般规定 （1）测定吸合电压时，应先调到电磁圈的预期动作值，再瞬时接通电路进行试验，并以空载电源电压值作为吸合电压值。测定释放电压时，应将电压从额定值起连续降低，以开始释放时的电压值作为释放电压值。 （2）交流电器吸合电压测定的试验次数

28、推荐620次，交流电器释放电压测定的试验次数荐2 6次。2.1.1.3 试验方法LOGO（二）试验电路1. 交流电压线圈吸合电压和释放交流电压线圈吸合电压和释放电压试验电路电压试验电路 交流电压线圈吸合电压和释放电压试验电路如图1所示，图中升压变压器TU和降压变压器TD的作用是为了满足不同电压规格的试品线圈试验要求。一般电源G取220V，如果没有升压变压器TU和降压变压器TD，仅用调压器TV来 图1 交流电压线圈吸合电压和释放电压试验电路 G电源;Q合闸开关;TV自耦调压器;TU升压变压器;TD降压变压器;SC换向开关;PA电流表;PV电压表;SA控制开关;S附加电阻短接开关;R附加电阻;KM

29、被试电器LOGO测试的话，那么只能测试220V以下电压规格的试品，当低电压时，因调压器内阻不变，输出电压低，则电源电压波动很大不符合试验条件。设置了升压变压器TU和降压变压器TD后，不但能满足220V以上电压规格的试品需要，而且还使低电压输出电压更趋稳定。SC就是TU和TD的选择开关。一般110V以上电压规格的线圈，选择升压变电器TU，SC接通位置“2”；110V以下电压规压规格的线圈，选择降变压器TD，SC接通位置“1”。LOGO（三）交流电压线圈的吸合电压试验 1. 常温下冷态时的吸合电压试验常温下冷态时的吸合电压试验 在图1所示电路中，短接电流表PA，闭合S，将SA置断开位置，选择开关S

30、C置适当位置。合上合闸开关Q，调节TV使电压表读数达到某一预定值，闭合SA，即把预定空载电压瞬时突加到被试电器线圈上。这时如试品不能吸合，可再断开SA，稍增大空载电压再试。如能完全吸合，也要再断开SA，稍减小空载电压再试。如此反复测量直至得到能可靠吸合620次的最小吸合电压值。因为S处于闭合位置，所以所测得的是常温下冷态时的吸合电压值。LOGO 2. 最高周围空气温度下热态时的吸合电压试验最高周围空气温度下热态时的吸合电压试验 （1）直接法。将试品直接置于恒温室中，试品的电磁线圈持续通额定电压至温升稳定，再按常温下冷态时吸合电压的试验方法测得试品在最高周围空气温度下热态时的吸合电压值。 （2）

31、模拟法。模拟最高周围空气温度测定电磁线圈吸合电压的等效方法，是在电路中串接一个电阻，其电阻值与周围空气温度增加而使电压线圈电阻增加的数值相同。 LOGO 测定的步骤如下： 在常温和冷态下测量线圈的电阻值和相应的周围空气温度，其值分别为R1及1。串接在电路中的附加电阻R的值可由下式求得： （3-6） 式中 导体的电阻温度系数，对于铜为=1/234.5，对于铝为=1/245 ； 2模拟的最高周围空气温度, 。11211RRLOGO 串入附加电阻后，闭合S，将R短接，对试品线圈通额定电压，待温升稳定后，断开S，将R接入电路，用上述常温下冷态时吸合电压试验的方法进行测量。在试品线圈与附加电阻R的两端测

32、得的压降，即为试品线圈在模拟最高周围空气温度下热时的吸合电压值。 图2 直流电压线圈吸合 电压和释放电压试验电路 G-电源;Q-合闸开关;TV-三相调压器;U-整流装置;Rs-续流电阻;PV-电压表;SC-换向开关;S-附加电阻短接开关;R-附加电阻;KM-被试电器LOGO （3）吸合电压上限值110%Us的验证试验。吸合电压上限值110% Us的验证试验方法即可采用直接法，也可采用模拟法。测量过程中，唯一不同的是对试品线圈施加的电压为110%Us，是已知的，不需要调节调压器来反复测量得到。只需在最高周围空气温度下热态时，对试品线圈瞬时突加110%Us的电压，测量620次，每次试品都必须可靠吸

33、合。 LOGO3. 在最高周围空气温度下冷态时吸合电压上限值在最高周围空气温度下冷态时吸合电压上限值110% Us的的 验证试验验证试验 将试品置于最低周围空气温度下，电磁线圈处于冷态(图1中S位置闭合位置)，调节调压器使电压表读数为110% Us 。闭合SA，对试品线圈突加110% Us 的电压，试品可靠吸合后，断开SA，使试品释放，反复测量620次。LOGO（四）交流电压线圈的释放电压试验1. 常温下冷态时的释放电压试验常温下冷态时的释放电压试验 在图1中，闭合S，将电流表PA短接，选择好SC的位置，合上合闸开关Q。调节调压器使电压表读数为试品线圈的额定电压。合上SA，试品吸合，调节调压器

34、，使电压从额定值起连续递减，以试品开始释放时电压表读数为释放电压值。断开SA，将电压再调至额定值，再合上SA，进行第二次测量。试验共进行26次，取两次比较接近的释放电压的算术平均值为该试品实际的释放电压值。LOGO2. 最低周围空气温度下冷态时的释放电压试验最低周围空气温度下冷态时的释放电压试验 （1）直接法。将试品置于最低周围空气温度的环境条件下，用常温下冷态时释放电压的试验方法得到试品在最低周围空气温度下冷态时的释放电压值。 （2）换算法。首先在冷态下测量线圈的电阻值和相应的周围空气温度，其值分别为R1和1。然后在图1所示电路中接入电流表PA，附加电阻R短接（S闭合）。测量常温和冷态下的释

35、放电压，同时测量衔铁在刚开始释放时的电流值，测得的数据分别为U1和I1。推算出在最低周围空气温度下的线圈电阻为：LOGO式中2最低周围空气温度，。 再推算在最低周围空气温度下的释放电压值，公式为： （3-10） 222121212RRIUU112211RR（3-9）LOGO2.1.1.4 试验结果的判定1.1.吸合电压试验吸合电压试验 试品在最高周围空气温度下线圈电阻为热态时进行620次吸合电压试验，每一次吸合电压值都不超过规定的下限值85%Us；在相同条件下对试品施加110% Us电压进行620次试验，每一次试验试品均能可靠吸合；再在最低周围空气温度下线圈电阻为冷态时对试品施加110% Us

36、电压进行620次试验，每一次试验试品都能可靠吸合，则该试品的吸合电压试验合格。LOGO2. 释放电压试验释放电压试验 在最低周围空气温度下，线圈电阻为冷态时对试品进行26次释放电压试验，每一次释放电压值应不大于75% Us且不小于20% Us（交流）或10% Us （直流），则该试品的释放电压试验合格。LOGOLOGO2.2 保护特性 当低压供电线路中发生过载或短路等故障时，在供电线路中起保护作用的电器（如低压断路器、熔断器及热过载继电器等）就会动作，使电路切断以保护供电线路、电源设备及用电设备不因过载或短路等故障而烧毁。如在图3所示的低压供电线路中，当电动机M2发生 图3 低压供电线路QF断

37、路器；T电力变压器；QS刀开关；FU熔断路；KM接触器；KR热过载继电器；M电动机 LOGO过载时，热过载继电器KR动作，使接触器KM的线圈断电，其动合触头打开把电路切断。当电动机M1发生过载和短路时，低压断路器QF2动作把电路切断。当k1点发生短路时，熔断器FU1熔断把电路断开。当k2点发生短路时，低压断路器QF3动作把电路切断。 对低压断路器及热过载继电器来说，保护特性是指它们的动作时间t（从过载或短路开始至低压断路器或热过载继电器的触头打开为止所需的时间）与它们通过的电流I的函数关系，即t=f（I）。为了表示方便，低压断路器和热过载继电器的保护特性常用t=f(I/IN)来表示，其中的IN

38、为低压断路器过电流脱扣LOGO器的额定电流或热过载继电器的刻度电流。 对于熔断器、热过载继电器的保护特性这里不作详细介绍。 对于配电用低压断路器，要求它的保护特性长延时部分与被保护对象（电缆、变电器等）的允许过载特性间有良好配合，以便有效地在电路过载时起保护作用。由于电缆、变压器的允许过载特性一般都有反时限动作的特性，所以要求配电用低压断路器保护特性的长延时部分也具有反时限动作的特性。在低压断路器中，能在过电流时产生反时限动作的部件就称为反时限电流脱扣器。目前，我国生产的主要产品有双金属片式、空气阻尼式及液压式（即带油杯的电磁机构）等几类。LOGO 低压断路器的保护特性除了长延时部分外还有其他

39、部分，这是因为低压断路器除了保护过载外还能在电路短路时起保护作用。电路发生短路故障时，为了减小短路电流所造成的危害，要求低压断路器尽快地把电路切断，也就是不但要求低压断路器在电路过载时能长延时动作，而且要求在电路发生短路时能瞬时动作，即要求低压断路器具有如图4所示的两段保护特性。 在低压断路器中，能在短路故障时瞬时动作的部件称为瞬时过电流脱扣器，它的结构一般都是电磁式。LOGO 在低压供电线路中，常要求能进行选择性保护。所谓选择性保护是指电路中多级保护元件之间的适当分工。当发生短路及过载等故障时，只选择电路中必须停电的部分加以切除，即应让最接近故障地点的保护元件动作，以缩小故障影响的范围和最大

40、限度地继续保持配电系统其他部分的正常供电。例如，在图3所示的低压供电线路中，当k2生生短路故障时，短路电流流过低压断路器QF3、QF1及电源变压器T，这时最接近故障地点的低压断路器QF3应动作，把故障切除，而低压断路器QF1应不动作，以保证供电线路其他部分的正常供电。LOGO图4 断路器的两段保护特性 图5 保持特性配合不佳LOGO假如低压断路器QF1和QF3都具有如图4所示的两段保护特性，则不能满足上述选择性保护的要求，即保护特性配合不佳，这可由图5来说明，图5中画出了图6 保护特性配合良好QF1和QF3的保持特性，Ik2为k2点 短路时的短路电流，可以看出，k2点短路时，低压断路器QF1和

41、QF3都是瞬时动作。为了达到选择性保护的要求，LOGO低压断路器QF1和QF3的保护特性应配合良好，如图6所示，即低压断路器QF3仍具有长延时动作和瞬时动作两段保护特性，而低压断路器QF1应具有长延时动作和短延时动作两段保护特性。这样，当k2点发生短短路时，低压断路器QF3动作并在QF1动作之前就把短路电流Ik2切断，所以QF1也就不会动作了，达到了选择性保护的目的。 在低压断路器中，能在过电流时产生短延时动作的部件就叫做定时限过电流脱扣器。它的结构一般钟表机构或空气阻尼式及油杯式（利用油层的黏力产生延时）。LOGO 低压供电线路中，前级保护开关采用具有长延时及短延时两段保护特性的低压断路器，

42、完全可以达到选择性保护的要求，但是低压断路器这样的保护特性还不是十分理想的，例如图3中k3点发生短路时，短路电流Ik3只流过低压断路器QF1及电源变压器T，由于k3点离变压器很近，它的短路电流Ik3要比k2点短路时的短路电流Ik2大得多，随着低压配电网络容量的增加，这个短路电流Ik3可达100kA以上，甚至更高。 为了减少这个巨大的短路电流对电源设备、线路及低压断路器的冲击，防止电源设备、线路及低压断路器被这个巨大的短路电流烧坏，这时希望低 LOGO压断路器QF1不要再经过一个短延时动作，而要求它瞬时动作，也就是希望低压断路器QF1具有三段保护特性，如图7所示。即在过载时低压断路器QF1长延时

43、动作，较小短路电流(线路后级开关QF3图7 断路器的三段保护特性LOGO以后发生短路，如图3中的k1点或k2点短路)时低压断路器QF1短延时动作，特大短路电流(如低压断路器QF3以前发生短路)时低压断路器QF1瞬时动作。 具有三段保护特性的低压断路器，其过电流脱扣器的结构可以分别安装前面所介绍的长延时、短延时及瞬时三种过电流脱扣器，也有在低压断路器上安装半导体脱扣器的，即用一套电子线路来达到三段保护特性。 从以上介绍可以看出，低压断路器保护特性的形状是比较复杂多样的，它根据电路中的需要和用户的要求，可以制成带一段保护特性或两段保护特性或三段保护特性的断路器。LOGO2.2.1 保护特性试验一、

44、试验依据 国家标准对电流动作继电器和脱扣器的动作范围提出了要求。本节以低压断路器产品为例来说明低压断路器产品标准中对用过电流脱扣器断开的操作条件要求。 （一）短路情况下的断开 对于短路脱扣器的所有电流整定值，短路脱扣器应使断路器脱扣，准确度为电流整定值的20%。LOGO（二）过载情况下的断开 1. 瞬时或定时限动作 对于过载脱扣器的所有电流整定值，过载脱扣器应使断路器脱扣，准确度为电流整定值的10%。 2. 反时限动作 反时限动作的约定值见表3。在基准温度下（基准温度是指断路器的时间电流特性所基于的周围空气温度，规定为302），1.05倍整定电流值时，即在约定不脱扣电流时，断路器的各相极同时通

45、电，从冷态开始，大小于约定时间内断路器不应脱扣。此LOGO外，在约定时间结束后，立即使电流上升至整定电流值的1.30倍，即达到约定脱扣电流，断路器应在小于约定时间内脱扣。所有相极通电所有相极通电约定时间约定时间（h）约定不脱扣电流约定不脱扣电流约定脱扣电流约定脱扣电流1.05倍整定电流倍整定电流1.30倍整定电流倍整定电流2表3 反时限过电流脱扣器在基准温度下的断开动作特性 当IN 63A时，为1h。LOGO二、试验条件 断路器进行脱扣极限和特性试验时，被试电器和试验电源等应满足如下要求： （1）每一试验程序应在完好的电器上进行。 （2）当过电流脱扣器通常为断路器内部部件时，则应在装入相应的断

46、路器中进行验证。 （3）单独的脱扣器应在接近于正常使用条件下进行安装。整台断路器应完整安装在其固有支架上或等效的支架上。被试电器应有防止外界过热或过冷的防护。LOGO （4）单独的脱扣器或整台断路器应按正常使用一样进行连接，其连接导线的截面和长度应根据相应的额定电流IN按温升试验的规定选取。对于具有可调式过电流脱扣器的断路器，试验应在最小和最大整定电流下进行，导线截面按相应的额定电流IN选择。 （5）试验可以在任何合适的电压下进行。LOGO三、试验方法 （一）断路器脱扣极限和特性试验方法的一般规定 1. 短路条件下的断开短路条件下的断开 短路脱扣器的动作应在脱扣器短路整定电流的80%和120%

47、下进行验证。试验电流应对称。 当试验电流等于短路整定电流的80%时，脱扣器应不动作，电流持续时间为： 1）对于瞬时脱扣器，为0.2s。 2）对于定时限脱扣器，等于制造厂规定的延时时间的2倍。LOGO 当试验电流等于短路整定电流的120%时，脱扣器应动作，动作时间为： 1）对于瞬时脱扣器，应在0.2s内动作。 2）对于定时限脱扣器，应在等于制造厂规定的延时时间的 2倍时间内动作。LOGO 多极短路脱扣器的动作应对任意两极串联并通以试验电流进行验证，但要对每个具有短路脱扣器的极作各种可能的组合进行验证。 其次，短路脱扣器的动作应对每一相极单独验证，脱扣电流按制造厂提出的数值进行验证，脱扣器在此值时

48、应按照如下规定时间动作：1）对于瞬时脱扣情况，在0.2s内。2）对于定时限脱扣情况，等于制造厂规定的延时时间的2倍时间内。 此外，定时限脱扣器应符合附加试验的要求。LOGO2. 过载条件下的断开过载条件下的断开 （1）瞬时或定时限脱扣器。瞬时或定时限过载脱扣器的动作应在脱扣器过载整定电流的90%和110%下进行验证。试验电流应无非对称分量。 当试验电流等于过载整定电流的90%时，脱扣器应不动作，电流持续时间为： 1）对于瞬时脱扣器，为0.2s。 2）对于定时限脱扣器，等于制造厂规定的延时时间的2倍。 当试验电流等于过载整定电流的110%时，脱扣器应不动作，电流持续时间为：LOGO 1）对于瞬时

49、脱扣器，应在0.2s内动作。 2）对于定时限脱扣器，应在等于制造厂规定的延时时 间的2倍时间内动作。 多极过载脱扣器的动作应在所有相极上进行，同时通以试验电流。此外，定时限脱扣器应符合附加试验的要求。 （2）反时限脱扣器。反时限脱扣器的动作特性应按表3-1的性能要求进行验证。 LOGO 对于与周围空气温度有关的脱扣器，其动作特性应在基准温度下进行验证，脱扣器所有相极都通电。如果本试验是在不同的周围空气温度下进行的，则应按制造厂的温度/电流数据进行校正。 对于制造厂声明与周围空气温度无关的脱扣器，其动作特性应用两种方法进行验证，除在302下验证外，还必须验证在202或在40 2下周围空气温度对动

50、作特性的影响，脱扣器的所有相极都通电。LOGO 3. 定时限脱扣器的附加试验定时限脱扣器的附加试验 （1）延时。本试验应在等于1.5倍整定电流的电流下进行，并满足： 1）对于过载脱扣器，所有相极都通电。 2）对于短路脱扣器，应对具有短路脱扣器的各极依次作各种可能的组合，把二极串联通以试验电流。测得的延时值应在制造厂规定的范围内。 （2）不脱扣持续时间。本试验应在上述有关过载和短路脱扣器试验的相同条件下进行。 LOGO 首先，试验电流等于1.5倍整定电流，使其保持等于制造厂规定的不脱扣时间；然后电流降到额定电流并使该值持续到2倍制造厂规定的延时时间，断路器不应脱扣。（二）断路器脱扣极限和特性试验

51、方法 在断路器脱扣极限和特性试验时，主要测量两个参数，即电流I（通过被试电器的电流）和时间t(脱扣器动作时间)。 电流I一般用电流表测量，当电流较大时，常采用分流器或电流互感器配合电流表测量。LOGO 时间t通常采用电钟、电秒表及光线示波器测量。对被测时间较长的，例如几毫秒至几分钟，可用电秒表测量；对被测时间很短，测量精确度要求也很高时，则应采用光线示波器拍摄示波图的方法进行测量。1. 直流过电流脱扣器脱扣试验 断路器直流过电流脱扣器脱扣试验电路如图8所示。其中图8(a)用直流发电机作为电源，图8（b）用三相整流装置作为电源。图8中，电压表和电流表均应采用量程相当的0.5级表。对于直流过电流脱

52、扣器的试验，还要求在每次试验后应改变电源极性再试，图中转换开关SC即为些而设置。LOGO 图8 直流过电流脱扣器脱扣试验电路 （a） 直流发电机作为电源；（b）三相整流装置作为电源G直流发电机；PV电压表；RS分流器；PA电流表；SC转换开关； QF被试电器；Q合闸开关；TV三相调压器；U整流装置LOGO 试验的方法是：先将试验电流分别调到脱扣器整定电流的下偏差和上偏差，即约定不脱扣电流和约定脱扣电流，合上开关SC，用瞬时接通电源电压的方法进行试验（即采用电压突加方式而不是渐加方式）。 试验的步骤是：在图8（b）所示电路中先闭合Q，再手动闭合试品，SC置于适当位置，调节TV使电流表读数达约定不

53、脱扣电流，断开SC，保持调压器不动重新合上SC，给试品通以约定不脱扣电流，在规定的电流持续时间内脱扣器应不动作。重复以上步骤，给试品再通以约定脱扣电流，在规定的时间内脱扣器应动作。上述脱扣试验在每试一次后，要改变SC的位置，即改变电源极性再试。LOGO2. 交流过电流脱扣器脱扣试验 （1）单相单极断路器的过电流脱扣器试验电路见图9。其中图9（a）适用于断路器脱扣电流较小时；图9（b）适用于断路器脱扣电流较大时。图9中，用升流变压器T提供大电流，通过单相调压器TV调整试验电流，电流值由电流互感器TA与电流表A配合测量。 图9 单相单极断路器的过电流脱扣器脱扣试验电路（a） 断路器脱扣电流较小时；

54、（b）断路器脱扣电流较大时Q合闸开关；TV单相调压器；PA电流表；QF被试电器；T升流变压器；TA电流互感器LOGO （2）多极断路器各极串联后进行单相脱扣试验电路如图10所示。其中，图10（a）为两极断路器脱扣试验电路，图10中电源是两相，但对试品来说试验电流是单相。图10 多极断路器各极串联后进行单相脱扣试验电路（a） 两极断路器脱扣试验电路；（b）三极断路器脱扣试验电路Q合闸开关；TV单相调压器； T升流变压器；TA电流互感器；PA电流表；QF被试电器LOGO （3）利用多磁路变压器进行脱扣的试验电路如图11所示。图11中，T为四磁路变压器，它有4个分离的磁路，每个磁路各自有一个独立的一

55、次绕组W1-1、W1-2、W1-3有W1-4，二次绕组贯穿4个磁路。4个一次绕组中的第2个绕组W1-2由调压器TV供电和调压，其他3个一次绕组可以直接接至电源电压或被短接，它由交流接触器KM1KM7的触头状态而定。 调压方式有多种，这里用两个例子加以说明（设变压器各绕组的容量之比分别为2：1：1：2）。LOGO图11 多磁路变压器进行脱扣的试验电路KM1KM7接触器；TV单相调压器；T四磁路变压器W1-1W1-4一次绕组；Q选相开关；QF被试电器；TA电流互感器；PA电流表LOGO【例3-1】一次绕组W1-1、W1-3、W1-4，各自端点短接（KM5-KM7的触头闭合），调压器从零向满电压调节

56、，多磁路变压器的输出电压可达输出最大值的1/6。【例3-2】调压器复零，一次绕组W1-1接主电源（KM2的触头闭合），而W1-3和W1-4保持端点短接（KM6及KM7的触头闭合），然而调压器从零向满电压调压，则此时多磁路变压器的输出电压可达输出最大值的1/2。LOGO 依此类推，KM1KM7触头的不同组合可以得到多种电压范围的无级调压，从而得到多种不同的大电流。 选用不同的多磁路变压器可以有不同的输出容量，最多时可达上万安培电流。 断路器交流过电流脱扣器脱扣试验电路比较简单，其试验方法和步骤与直流过电流脱扣器脱扣试验类同，在此不再说明。LOGO3. 过电流脱扣器脱扣时间实验 （1）采用电秒表法

57、测量交流过电流脱扣器脱扣时间的试验电路如图12所示。图12中，S为电秒表，在测量几十毫秒至几分钟数量级的时间范围内比较方便。KA为灵敏过电流继电器，用其动合触点代替试品的辅助触头；因而，此继电器的动作时间要不至于影响断路器的脱扣时间测量的准确性才可以选用。 LOGO图12 电秒表法测量脱扣时间的试验电路（a） 试品本身具有辅助触头；（b）试品本身不具有辅助触头Q合闸开关；S电秒表；QF被试电器；TV单相调压器； T升流变压器；TA电流互感器；PA电流表；KA灵敏过电流继电器LOGO 图12中所采用的是指针式电秒表。外部动作的基本情况是接通电源后，若II悬空，I和III连通，则计时开始，I和II

58、I断开，则计时结束。若I和III连通后，在计时的过程中，II与III（或II与I）也连通，则计时也停止。用开关或试品的辅助触头在电秒表的I、II、III上进行多种组合控制，则可得到各种线路的时间测量。LOGO 测量方法和步骤是：先闭合Q2和Q3，再手动闭合试品，调节调压器通过试品的电流逐渐增大至规定值。然后保持调压器位置不动，断开Q3、闭合Q1，电秒表复零，再闭合试品，即可正式开始测量。正式测量时，迅速闭合Q3，电表计时开始，直至试品脱扣断开，其辅助触头同时断开，电秒表的I和III也断开，计时结束。此时电秒表所记录的时间就是断路器的过电流脱扣器的脱扣时间。LOGO 图12（b）为试品本身不具备

59、辅助触头，且不是多极的断路器的测量电路。其不同点在于在电流互感器的二次回路中串入了一个高灵敏度的小型过电流继电器的线圈KA，其动合触点接在电秒表的电路中代替试品的辅助触头。其测量方法和步骤与前完全相同，但必须注意此时的过电流继电器必须选用灵敏度高且电流整定值较小的过电流继电器，即该过电流继电器本身的动作时间不至于影响断路器脱扣器的时间测量的准确性才可以使用。 LOGO （2）采用光线示波波器法测量过电流脱扣器脱扣时间的试验电路如图13所示。图13中，0接至示波器振子，K的触头和分别接至示波器自动拍摄的启动端子。将示波器振子接入脱扣器电路来测量，拍摄通过脱扣器的电流波形来确定时间。此法除可测量动

60、作时间外，还可同时了解试验电流的波形是否正常。LOGO 试验的步骤是：先调节调压器至预定位置后不动，将Q2断开，闭合Q1和试品，开启光线示波器电源，光线示波器处于完好的自动拍摄状态，至此准备工作已经完成，然后闭合Q2，此时K的触头闭合使光线示波器自动启动拍摄，进行录波，同时接通脱扣电流，至脱扣器脱扣切断脱扣电流为止。再断开Q2、Q1，关闭示波器电源，全部过程结束。将此过程中示波器所录下的电流波形图和标准时间波对比，就可确定其动作时间。LOGO图13 光线示波器法测量脱扣时间的试验电路（a） 主电路和测量电路；（b）控制电路Q合闸开关；TV单相调压器；T升流变压器；TA电流互感器； PA电流表；