GB14048.4交流接触器温升试验
- 格式:doc
- 大小:129.50 KB
- 文档页数:7
交流接触器的温升主要由线圈的发热产生,与线圈的电流大小、线圈的电阻、散热条件等因素有关。
在正常工作条件下,交流接触器的线圈温度不应超过其允许的最高工作温度,否则会对线圈的使用寿命和稳定性造成影响。
根据不同的绝缘材料和允许的最高温度,国家规定了7个不同的允许工作温度等级,分别为Y、A、E、B、F、H和C。
对于采用A 级绝缘的交流接触器线圈,其允许的最高工作温度为105摄氏度,绕组温升限值为60K。
在交流接触器的温度上升试验中,主要涉及连接端子的温度上升、部件的温度上升,以及线圈和电磁铁线圈的温度上升。
根据GB14048.4-2010标准,对交流接触器的发热部件规定了温度上升允许界限值。
试验方法包括在额定工作条件下测量各部件的温度上升,不得超过规定的限值。
为了确保交流接触器的正常工作和延长使用寿命,应合理选择符合使用要求的交流接触器型号,并注意在使用过程中避免过载、短路等异常情况的发生。
同时,定期检查和维护接触器,确保其工作状态良好。
G B/T14048.1和G B14048.2~5新标准实施试验的分析上海申技技术咨询有限公司杨乐申(200031)上海电器科学研究所刘炳彰(200063)摘要GB/T14048.1和GB14048.2~5已全面改版。
文中介绍了新老标准的主要差异,并详细地列出GB14048.4新老标准的差异。
指出在3C认证试验中,应全面实施新标准。
并为已通过老标准3C认证试验的产品,列出新老标准实施转换试验的补充试验项目。
关键词低压电器国家标准新老标准差异实施转换试验补充试验项目1.概述低压电器五份主要国家标准GB/T 14048.1和GB14048.2~5从2000年开始已全面改版。
1993~1994的老标准版本已作废,而由2000~2003年新标准版本所代替。
新老标准的对照见表1。
上述5份新标准,等效采用IEC60947.1~5的同名标准。
考虑到我国的实际环境条件,在GB14048.1-2000附录K中增加了恒定湿热和交变湿热二种耐湿性能要求和试验方法,并要求产品标准应根据自身特点选择相应的耐湿性能的考核方法。
2.新老标准的主要差异2.1 主要共同差异上述5份新老国家标准的主要共同差异有:a.新标准取消了老标准中的一些结构和材料性能方面的要求。
如耐振动、耐冲击、耐撞击、弹性部件耐老化、耐低温和(高温)性能、耐热性能、抗锈性等。
b.新标准的电磁兼容性包括抗干扰度(浪涌抗扰度、电快速瞬变/脉冲群抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度和静电放电抗扰度)和发射(辐射和传导)。
而老标准只有抗电磁干扰(抗高频传导干扰、抗高频辐射干扰、抗低频传导干扰和抗浪涌过电压传导干扰)的要求。
c.新老标准主电路的工频介电试验电压值的差异见表2。
d.新标准中对型式试验的试品数量未作明确规定,而老标准中规定每项试验至少为2台。
e.新标准中删去了老标准中的定期试验。
f.新标准中将寿命试验(机械寿命和电寿命试验)列为特殊试验项目,老标准中寿命试验为型式试验项目。
试验员考试试题一、判断题:1、温升试验时,为了更快的达到热稳态,可以开风扇使空气得到流通。
(×)2、电流互感器选用的互感比要比所带电流值小。
(×)3、漏电断路器做冲击电流时正负各冲击5次,30秒冲击一次;做冲击电压时,正负各5次,10秒钟冲击一次。
(×)4、小型漏电断路器做冲击电流试验,如果N极可断,则冲N极,反之冲相线极。
(×)5、额定冲击耐受电压为4kV的小型断路器其在海平面验证断开触头之间的冲击耐受电压为6kV。
(×)6、型号为CJX2-18 AC220V的交流接触器其温升试验的试验电流为18A。
( ×)7、使用类别为B的塑壳断路器需要进行额定短时耐受电流。
( √)8、GB 14048.2里,产品的操作性能能力试验中的带电和不带电操作是在2台产品上进行的。
( ×)9、GB 10963.1里,小型断路器28天昼夜试验过程中允许脱扣,但接线端子温升不能超过15K。
( ×)10、TGM1-100的塑壳断路器额定运行短路分断能力需验证100次带电操作性能能力。
( ×)二、填空题:1、低压电器是指用于额定电压交流 1000V 或直流 1500V 及以下,并在供电系统和用电设备等组成的电路中起控制、通断、保护、调节和转换作用的电器。
2、试验导线的选取:GB10963.1规定:试验导线 16 mm2开始选用2m进行脱扣特性试验;GB14048.2规定:试验导线 50 mm2开始选用2m进行脱扣特性试验;3、塑壳断路器额定绝缘电压为690V时,介电试验电压为 1890 V塑壳断路器额定绝缘电压为800V时,介电试验电压为 2000 V塑壳断路器额定绝缘电压为300V时,介电试验电压为 1500 V4、小型断路器额定绝缘电压为660V时,介电试验电压为 2000 V5、机械撞击试验,撞击元件从 10 cm的高度落到按正常使用安装时断路器外露的表面上。
电器的温升试验概论电器的温升试验,就是要测量电器的一些零部件在规定的工作条件下的温升值。
“温升”是指电器零部件的工作温度与周围空气温度之差,将温升值加上电器的最高环境温度就是它的最高工作温度,为保证电器工作的可靠性和使用寿命,这个最高温度不应超过材料的允许极限值。
一、电器的发热与允许温升电器在工作时,由于电流通过导体和线圈而产生电阻损耗;对交流,则由于交变电磁场的作用还会在铁磁体内产生涡流和磁滞损耗。
所有这些损耗全部转变为热能,一部分散失到周围介质中;一部分加热电器使其温度升高。
金属材料在温度高达一定数值后,其机械性能会显著下降,材料机械强度开始下降时的温度称为材料的软化点,以铜为例,长期发热时的软化点为100~200℃。
对于触头材料,除考虑机械强度外还要考虑其氧化问题,一般金属材料的氧化物电阻率都很高,触头氧化后的接触电阻会大大增高,氧化的速度还与触头温度有关。
绝缘材料的绝缘强度也随温度的升高而逐渐降低,不同的绝缘材料耐热性能也有差别,当绝缘材料的温度超过极限温度时,材料急剧老化,温度越高老化越快,寿命也就越短。
由于材料在温度超过一定范围后,上述性能降低,因此在电器设计中必须限制电器工作时的温度不能过高。
为保证电器工作的可靠性和使用寿命,根据材料的绝缘及机械性能的条件,在GB/T14048.1-2000中,对电器发热零部件的温升允许极限值都做了明确的规定。
二、试验依据在GB/T14048.1中对电器的发热部件规定了温升允许极限值,电器在规定条件下进行温升试验,其各部件所测得的温升应不超过以下有关的规定值。
但是,电器部件在正常使用条件下的温升可能会与试验所得值有所不同,它取决于电器安装和连接导体等条件的差异。
以下规定的温升极限适用于新的完好的电器。
1、接线端子的温升极限接线端子的温升不应超过表1的规定值。
表1 接线端子的温升极限2、易近部件的温升极限易近部件的温升不应超过表2的规定值.表2 易近部件的温升极限3、线圈和电磁绕组的温升极限线圈和电磁绕组的温升不应超过表3的规定值。
作者简介院李庆杰(1987-),男,福建南平人,硕士研究生,工程师,主要研究方向为低压电器检测技术。
断续周期工作制交流接触器温升测试系统Temperature Test System of Intermittent Duty AC Contactor李庆杰(福建省产品质量检验研究院,福建福州350002)Li Qing-Jie (Fujian Inspection and Research Institute for Quality,Fujian Fuzhou 350002)摘要:对于配有辅助触头的断续周期工作制交流接触器在进行温升试验时,需要多种仪器设备配合使用,试验效率较低。
且试验耗时较长,并缺乏有效的远程监控手段。
针对上述问题,采用NI 温度采集卡与恒流源,结合LabVEIW 软件设计并实现一种交流接触器温升试验测试系统,可在PC 端快速完成温升的实时监测,并具有温升异常报警、自动出具试验记录等功能,提高了工作效率;同时LabVIEW 将采集温升数据送至微信小程序云平台,实现交流接触器温升的远程监测。
关键词:交流接触器;温升试验;LabVIEW;微信小程序中图分类号:TM572.2文献标识码:A文章编号:1003-0107(2020)11-0131-06Abstract:For the intermittent duty AC contactor equipped with auxiliary contacts,a variety of instruments and equipment are required for the temperature-rise test,and the test efficiency is low.Moreover,the test takes a long time and lacks effective remote monitoring methods.In response to the above problems,using NI tempe-rature acquisition card and constant current source,combined with LabVEIW software to design and implement an AC contactor temperature-rise test test system,which can quickly complete real-time monitoring of tem-perature rise on the PC side,and has an abnormal temperature rise alarm.Automatically issue test records and other functions to improve work efficiency.At the same time,LabVIEW sends the collected temperature-rise data to the WeChat applet cloud platform to realize remote monitoring of the temperature rise of the AC con-tactor.Key words:AC contactor;Temperature-rise test;LabVIEW;WeChat Mini Program CLC number:TM572.2Document code:AArticle ID :1003-0107(2020)11-0131-060引言交流接触器适用于频繁操作和远距离控制,是自动控制系统中的重要元件之一。
交流接触器温升试验浅析电器在工作时,由于电流通过导体和线圈而产生电阻损耗,而这些损耗几乎全部转变为热能。
这些热能将影响电器工作的可靠性和使用寿命。
电器产品中的金属材料在温度高达一定数值以后,其机械强度会显著降低。
另外电器的触头材料,除考虑机械强度外还要考虑它的氧化问题。
一般金属材料的氧化物(银除外)都是电阻率很高的半导体,如铜触头氧化后的接触电阻将增大几十至几百倍,而且氧化的速度与触头的温度有关,当触头温度高于70~80℃时,氧化便会开始剧烈起来。
还有电器产品绝缘材料的绝缘强度随温度的升高也会逐渐降低,当绝缘材料的温度超过极限温度时,材料急剧老化。
温度越高则老化越快,寿命也就越短。
由于电器产品的材料在温度超过一定数值后其上述性能要变坏,因此为保证电器工作的可靠性和使用寿命,根据材料的机械和绝缘等性能的条件,对电器发热部件的温升允许极限值有明确的规定。
温升试验就是测量电器的一些部件在规定的工作条件下的温升值。
因此温升试验是试验中一个重要的安全检验项目。
本文将根据GB14048.4-2010的规定,讨论交流接触器温升试验的要求和方法,以及测量过程中的有关影响因素。
交流接触器工作时的热源包括主回路和电磁系统两部分,主回路发热包括电流流过回路导体时的损耗、动静触头接触电阻的损耗以及连接导线和接线端的损耗;电磁系统发热包括线圈和分磁环的损耗以及铁磁体的损耗。
因此根据标准规定交流接触器的温升试验主要涉及以下几个方面:接线端子的温升,易接近部件的温升,线圈和电磁铁绕组的温升。
一、交流接触器的温升试验要求在GB14048.4-2010中,对交流接触器的发热部件规定了温升允许极限值。
根据规定的试验方法进行试验,所测得的电器各部件温升应不超过以下有关规定值。
1、接线端子的温升接线端子是用来与外部电路进行连接的电器部件,对于交流接触器来说主要包括主电路的接线端子和辅助电路的接线端子。
两种接线端子的温升不应超过GB14048.1-2006表2的规定值。
高压开关温升试验方法浅谈作者:赵焕敏姚永其来源:《科技视界》 2012年第27期赵焕敏姚永其(河南平高电气股份有限公司河南平顶山467001)【摘要】简单阐述了高压开关设备温升试验标准的规定,结合试验标准介绍了温升试验的实际操作。
并以一个事例说明了温升试验的方法。
【关键词】温升试验;温升试验标准;温升测试点【Abstract】It describes the standard of high voltage switch’s temperaturerise test; combined test standard, It introduces actual operation of temperaturerise test.An example of temperature rise test as follow.【Key words】Temperature rise test; The standard of temperature rise test;The test point of the temperature rise test1 温升试验描述温升试验是高压开关验证载流能力的重要试验,用于考核导电回路通以正常工作电流后的发热(温度升高)。
当高压电器产品通过正常工作电流时,由于电阻损耗、涡流损耗和磁滞损耗,使电能转变为热能,其中一部分散失到周围介质中去,一部分加热载流导体使其温度升高。
温度升高的多少由发热和散热两方面因素决定,同时与载流体通过的电流大小、载流回路截面和材料、机械结构、零部件接触面的接合质量和产品装配质量等因素有关。
GB1984《高压交流断路器》规定“温升试验”为断路器强制的型式试验项目,GB7674《72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备》规定“温升试验”为气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)强制的型式试验。
GB/T 11022《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》规定了温升试验的:受试开关设备和控制设备的状态;设备的布置;温度和温升的测量;周围空气温度;温升试验的解释等相关内容。
一、充电桩内接触器工作原理充电桩的产品标准是GB/T18487.1-2015 电动汽车传导充电系统第1部分通用要求,其附录B给出了直流充电的的电气架构图。
图中非车载充电机就是指直流充电桩部分,桩内AC/DC充电模块目前基本以30kW/40kW为单元,再组合成60/80/90/120/160/180kW等功率的充电桩。
充电模块前端的C0就是AC 380V交流接触器,模块后端的C1、C2是桩内DC1000V直流接触器,最右端是电动汽车内的直流接触器C5、C6。
充电桩为了适应DC450V/750V 等不同电压等级的电动汽车,充电枪目前最大输出电压为DC1000V,电流为250A,但未来电压会上升至DC 1500V,电流600A。
直流充电桩内接触器的工作时序见下图,在尚未给电动汽车充电前,交流接触器C0会先吸合,给充电模块上电,所以交流接触器吸合时回路无电流,相当于无载接通,这与传统行业接通电动机起动电流完全不一样。
准备充电时,电动汽车内直流接触器C5、C6先闭合,也是无载接通(无电压无电流),接着充电桩内的直流接触器C1、C2闭合,此时C1、C2虽然接通电流,但是充电桩标准明确要求C1、C2在闭合瞬间系统要控制电流峰值在20A以下,然后再逐步增加输出电流。
一般充电桩内接触器会选300A,接通时实际电流只有其额定电流的1/15,但是载流能力要求是100%,对直流接触器来说,接通能力要求低。
充电结束时,充电桩标准明确要求控制系统先把充电电流降到5A以下,再断开充电桩内直流接触器C1、C2,后断开电动汽车内接触器C5、C5,最后再断开交流接触器C0(如果有需要)。
所以总结一句话:充电桩内的交直流接触器,常规操作下其接通和分断瞬间的电流远远低于其额定电流,几乎相当于无载接通、无载分断,所以电流产生的电弧对触头电寿命影响比较小。
正是由于充电桩内接触器有这样的特点,所以充电桩标准GB/T18487.1-2015在定义接触器选型时,要求其按使用类别AC-1电流或DC-1电流来选型,并且乘以1.25的系数,那么什么是接触器的AC-1/DC-1使用类别呢?二、接触器的使用类别AC-1/DC-1接触器控制的对象有很多,但基本上都是感性负载如鼠笼式异步电动机和绕线式异步电动机,或者阻性负载如电阻丝加热,或者容性负载如电容器。
一、过载保护特性的差异低压断路器作为保护元器件,能否为保护对象提供“合适”的过载和短路保护是设计人员最关心的,所以先从保护特性的差异入手。
先看符合GB/T14048.2标准断路器的过载保护特性,如下表6。
1.05倍整定电流时2小时内不动作,1.3倍整定电流时2小时内动作。
如果额定电流小于等于63A,则约定脱扣时间为1小时。
接着看符合GB/T14048.4标准的断路器的过载保护特性,如下表3 三相过载保护,和表4缺相保护。
GB/T14048.4标准也是接触器和热继电器的标准,所以符合该标准断路器的过载保护特性和热继电器是一样的,很明确的作用是保护电动机。
三相过载保护特性是:1.05倍整定电流2小时内不能动作,1.2倍整定电流下2小时内动作,还需要考核1.5倍整定电流下2min内动作(脱扣等级10),以及7.2倍整定电流下4~10秒内动作(脱扣等级10)。
缺相保护特性是:对于宣称具有缺相保护的断路器或热继电器,先两相通1.0倍整定电流,第三相通0.9倍整定电流,2小时内不能动作。
接着两相电流升高到1.15倍整定电流,第三相电流为0,要求2小时内动作。
最后来看符合GB/T10963.1标准断路器的过载保护特性:1.13倍额定电流时2小时内不动作,1.45倍额定电流时2小时内动作。
如果额定电流小于等于63A,则约定脱扣时间为1小时。
2.55倍额定电流下,动作时间范围1~60秒。
所以从过载保护的特性来讲,三者是不一样的,符合GB/T14048.4标准的断路器,其过载保护特性与热继电器相同,可以直接用来保护电动机。
而GB/T14048.2标准不再是框架断路器和塑壳断路器的专属,施耐德2023年7月刚刚发布的新型微型断路器:iC65L-MA、iC65N和iC65H,就符合GB/T14048.2标准,而且iC65N和iC65H同时还符合GB/T10963.1标准。
其实“微型断路器”同时满足两个标准早就已经不是新鲜事,因为西门子、ABB等其他厂家早就有类似产品。
一种新的交流接触器温升测试控制平台研制张业真;陈金汕;林承志【摘要】文中主要对GB 14048.4-2010《低压开关设备和控制设备》中交流接触器在进行温升试验时,需要采取多种设备组装方式配合试验,其工作量大、试验效率低的问题进行研究.针对其问题利用交流恒流源装置设计并实现了一套交流接触断续工作制的温升试验测试平台,可解决接触器线圈通、断时间整定等其它问题,避开了传统测试的繁琐,优化了试验程序,提高了工作效率,将更好地满足国家标准的试验要求.【期刊名称】《质量技术监督研究》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】3页(P14-16)【关键词】接触器;温升试验;测试平台;断续工作制【作者】张业真;陈金汕;林承志【作者单位】福建省产品质量检验研究院,福建福州350002;福建省产品质量检验研究院,福建福州350002;福建省产品质量检验研究院,福建福州350002【正文语种】中文1 引言接触器因可快速切断交直流主回路以及可频繁地操作和远距离控制,经常运用于电动机做为控制对象,也可用作控制工厂设备、电热器和各样电力机组等电力负载,是自动控制系统中的重要元件之一。
因此,其性能的优劣直接关系到配电系统的运行稳定性,甚至关系到人身和设备的操作安全,对其进行性能检测显得相当重要。
GB 14048.4-2010《低压开关设备和控制设备》第8.2.2条要求对断续周期工作制绕组的交流接触器温升试验,其交流接触器的主电路、辅助电路均要通以回路的额定电流。
而目前进行此温升试验时,需要采用多种设备组装方式配合进行,电流需手动调节到预期电流,且需要在回路中接入电流互感器,接线麻烦;外接程控设备进行接触器的通、断电控制,而现有的程控设备编程复杂,加大了试验准备调试工作难度。
试验过程中的配合主要依靠检验人员的经验,缺少相关仪器设备对其进行快速便捷测量,效率较低。
因此,文中主要对交流接触断续工作制温升测试要求进行研究,设计并实现了一套基于交流接触器温升测试试验平台,以满足标准的试验要求。
CJX2系列交流接触器本标准采用GB14048.4-94《低压开关设备和控制设备,低机电式接触电动机启动器》。
1、适用范围本标准采用CJX8系列交流接触器(以下简称接触器),该接触器主要用于交流50HZ额定电压至660V,电流至370A的电力系统和分断电路,并与T系列热继电器组成电磁启动器,以保护可能发生过载的电路。
2、引用标准GB/T14048.1 低压开关设备和控制设备:总则GB/T14048.4 低压开关设备和控制设备:低压机电式接触器和电动机启动器。
GB156 额定电压GB1.3-87 标准化工作导则产品标准编写规定GB762 电器设备额定电流GB/T4942.2 低压电器外壳防护等级GB/T2900.18 电工术语,低压电器GB/T13384 机电产品包装通用技术条件3、符号、代号3.1本标准所用的符号所有的符号如下:a Ith 额定发热电压b Ie 额定工作电流c I 接通电流d Ic 分断电流e Ue 额定工作电压f Us 额定控制电源电压g Ui 额定绝缘电压h Ur 分断后电源电压(恢复电压)i cosφ功率因素j T0.95 直流电流从零上升到95%稳态值所需的时间()k f 震荡频率l r 过震荡系数m U 接通前电源电压3.2本标准所做的使用类别代号如下:A AC-3 鼠笼型号异步电动机的起动、分断鼠笼型号异步电动机的起动、反接制动与反向、点动控制交流电磁铁负载控制直流电磁铁负载4产品型号、规格4.1产品的型号和含义如下:(接触器型号)常闭辅助触头数常开辅助触头数常闭主触头数常开主触头数基本规格代号用380V、AC-3额定工作电流的数值表示添生代号 E 表示线圈带经济电阻 C表示直流磁系统交流接触器4.2 基本参数4.2.1 接触器的约定发热电流、额定绝缘电压、额定工作电流以及额定控制功率见表14.2.2 额定工作制接触器适用于下述工作制4.2.2.1 八小时工作制八小时工作制是一个基本工作制,通常约定发热电流(Ith)就是以这种工作制确定的。
支教工作计划交流接触器企业标准1范围本标准规定了交流接触器的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及储存等。
本标准适用于额定频率为50Hz(或60Hz),额定电压至660V,额定工作电流至40A的空调压缩机中电动机负载的控制,也可用于控制其它家用电负载如电热器(IEC使用类别AC-7a)、电动机(IEC 使用类别AC-7b)等。
2引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时所示版本均为有效。
所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB/T2423.1-2001 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验A:低温GB/T2423.4-1993 电工电子产品基本环境试验规程试验 Db:交变湿热试验方法GB/T2900.18-1992 电工术语低压电器GB4026-2004电器接线端子的识别和用字母数字符号标志接、线端子的通则GB/T4207-2003 固体绝缘材料在潮湿条件下相比漏电起痕指数和耐漏电起痕指数的测定方法GB/T4942-2001低压电器外壳防护等级GB/T5169.5-1997 电工电子产品着火危险试验第2部分:试验方法第2篇:针焰试验GB/T5169.10-1997 电工电子产品着火危险试验试验方法灼热丝试验方法导则GB/T7725-2004房间空气调节器GB/T14048.1-2000 低压开关设备和控制设备总则GB14048.4-2003 低压开关设备和控制设备机电式接触和电动机启动器GB14048.5-2001 低压开关设备和控制设备第5-1部分:控制电路电器和开关元件机电式控制电路电器GB14536.1-1998 家用和类似用途电自动控制器第1部分:通用要求ARI780/790-1997 DEFINITE PURPOSE AND LIMITED DUTY DEFINITE PURPOSE MAGNETIC CONTACTORS (未查找到此标准)QJ/MK01.003-2000a 逐批检查计数抽样程序及抽样表进货检验QJ/MK01.013-2006 产品中限制使用有害物质的技术标准(RoHS指令)QJ/MK08.010 空调器用零部件阻燃性试验导则3定义、符号本标准采用下列定义。
基于交流接触器电触头材质的对比研究郑学成;肖裕文;张红伟;李辉;荣良章【摘要】对交流接触器电触头材质分析,能有效提高产品综合性能(如交流接触器的电气寿命、温升)。
对比研究交流接触器电触头常用的AgCdO、AgNi和AgSnO23种材质的性能,通过分析交流接触器的性能试验,为交流接触器电触头材质选择提供参考。
【期刊名称】《电器与能效管理技术》【年(卷),期】2017(000)008【总页数】4页(P35-38)【关键词】AgCdO AgNi AgSnO2 电接触材质电气寿命【作者】郑学成;肖裕文;张红伟;李辉;荣良章【作者单位】浙江天正电气股份有限公司,浙江温州325604【正文语种】中文【中图分类】TM504交流接触器是低压电器行业常用的控制电器之一,适用于远距离、频繁地接通和分断[1]。
其可靠性直接影响整个电力系统的可靠运行。
电触头是交流接触器的核心部件,对其材质研究意义重大。
目前,电触头材质大致有纯金属材质、金属合金材质、金属陶瓷材质(粉末冶金材质)3大类。
从生产工艺的简易性、生产成本等因素综合考虑,大部分交流接触器制造企业选择AgCdO、AgNi和AgSnO2 3种金属合金材质制造电触头。
本文对比分析3种材质的性能,对3种材质电触头的交流接触器试验性能进行了研究。
1.1 AgCdO性能分析AgCdO材质是国内低压电器行业大量选用的电触头材质。
AgCdO材质中的CdO 成分在电弧作用下会发生剧烈分解、蒸发,因此其具有耐侵蚀性好、抗熔焊力强、接触电阻低且稳定性高等良好的使用性能;同时,AgCdO还具有良好的加工性能。
目前,国内大部分交流接触器的制造企业选择AgCdO作为大电流接触器的电触头。
另外,CdO成分中的Cd有一定的毒性,污染环境,尽管其含量的增加可以提高AgCdO材质电触头的抗熔焊性能,但会使电触头的接触电阻增大,从而使产品温升变高,还降低了材料的加工性能。
因此,在交流接触器里比较常用CdO含量在10%~17%的AgCdO材料电触头。
提高交流接触器抗电压波动能力的措施提高交流接触器抗电压闪变能力的措施在典型设计中,电动机一般经空开---接触器---热继电器控制,接触器控制电源一般取自空开上桩头的交流电源。
根据GB14048.4-93(等效采用IEC947-4-1(1990))规定:“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%之间任何值应可靠闭合。
此范围的85%Us适用于下限值,110%Us适用于上限值。
接触器释放和完全断开的极限值是其额定控制电源电压的Us 的20%-75%(交流)和10%-75%(直流),此范围的20%Us (交流)或者10%(直流)适用于上限值,75%Us(交、直流)适用于下限值。
”当由于某种原因引起电压闪变幅度较大时,会造成接触器释放,关键电动机的停转往往会造成整个生产装置的停车,生产过程被迫中断,大量物料排废,造成巨大经济损失。
由于电动机使用点多面广,提高接触器抗电压波动能力具有非常现实的意义。
一、加强交流接触器的选型和试验(1)、大修和新设备投运时,对接触器的低电压释放值进行试验,淘汰不合格的产品。
(2)、推广使用真空接触器。
现行采用的电磁型交流接触器在线圈工作电压低于额定值的70%左右时,即开始出现抖动、吸合不稳,当电压低于额定值的40-50%时,且持续时间在30ms-50ms时即完全释放。
而CKJ5-400真空接触器的低电压释放值为41V,其抗电压波动力能力远大于电磁型接触器。
(3)、采用锁扣接触器。
锁扣接触器是日本富士开发的专门用于抗电压波动的专用接触器,其特性是合闸线圈和分闸线圈分开,吸合后靠锁扣锁紧,电压波动时接触器不释放,要分闸时另加分闸信号给分闸线圈。
使用注意事项:一是如果接触器的控制电源取自主回路电源,当主回路失电后,接触器无法分闸,为防止发生事故,此类接触器必须和带低电压保护的空开配合使用;二是不能仅用锁扣接触器的辅助触点参加电气联锁,否则主回路停电后,电机已停运,锁扣接触器的辅助触点给出的信号却是错误信号,此时应该通过锁扣接触器的辅助触点和带低电压保护的空开的辅助触点一同来实现信号联锁。
交流接触器温升试验浅析电器在工作时,由于电流通过导体和线圈而产生电阻损耗,而这些损耗几乎全部转变为热能。
这些热能将影响电器工作的可靠性和使用寿命。
电器产品中的金属材料在温度高达一定数值以后,其机械强度会显著降低。
另外电器的触头材料,除考虑机械强度外还要考虑它的氧化问题。
一般金属材料的氧化物(银除外)都是电阻率很高的半导体,如铜触头氧化后的接触电阻将增大几十至几百倍,而且氧化的速度与触头的温度有关,当触头温度高于70~80℃时,氧化便会开始剧烈起来。
还有电器产品绝缘材料的绝缘强度随温度的升高也会逐渐降低,当绝缘材料的温度超过极限温度时,材料急剧老化。
温度越高则老化越快,寿命也就越短。
由于电器产品的材料在温度超过一定数值后其上述性能要变坏,因此为保证电器工作的可靠性和使用寿命,根据材料的机械和绝缘等性能的条件,对电器发热部件的温升允许极限值有明确的规定。
温升试验就是测量电器的一些部件在规定的工作条件下的温升值。
因此温升试验是试验中一个重要的安全检验项目。
本文将根据GB14048.4-2010的规定,讨论交流接触器温升试验的要求和方法,以及测量过程中的有关影响因素。
交流接触器工作时的热源包括主回路和电磁系统两部分,主回路发热包括电流流过回路导体时的损耗、动静触头接触电阻的损耗以及连接导线和接线端的损耗;电磁系统发热包括线圈和分磁环的损耗以及铁磁体的损耗。
因此根据标准规定交流接触器的温升试验主要涉及以下几个方面:接线端子的温升,易接近部件的温升,线圈和电磁铁绕组的温升。
一、交流接触器的温升试验要求在GB14048.4-2010中,对交流接触器的发热部件规定了温升允许极限值。
根据规定的试验方法进行试验,所测得的电器各部件温升应不超过以下有关规定值。
1、接线端子的温升接线端子是用来与外部电路进行连接的电器部件,对于交流接触器来说主要包括主电路的接线端子和辅助电路的接线端子。
两种接线端子的温升不应超过GB14048.1-2006表2的规定值。
2、易接近部件的温升易接近部件是指产品安装后在日常运行工作时人体易接近的电器部件,易接近部件的温升不应超过GB14048.1-2006表3的规定值。
3、线圈和电磁铁绕组的温升根据工作制的不同,在进行线圈和电磁铁绕组温升试验时要求如下:绝缘材料,应符合绝缘材料耐热分级,应不超过GB14048.4-2010表5的规定值。
表5 线圈和电磁铁绕组的温升极限二、交流接触器的温升试验方法温升试验的基本方法有以下几种:热电偶法、电阻法、接触式温度计法、非接触式温度计法。
交流接触器的温升试验过程中我们要根据不同的测量要求,采用相应的测量方法。
1、接线端子和易接近部件表面温度的测量交流接触器的接线端子和易接近部件的温升试验是测量它们的表面温度,应采用合适的温度检测器测量其可能达到最高温度部位的温度。
温度检测可以采用热电偶法,一定条件下也可以采用温度计。
(1)用温度计测量温度计的优点是构造简单、价格便宜;缺点是读数不便,热惯性大且易损坏。
由于温度计必须放置在电器部件上,以测量该点的最高温度,因此只能在被测部位有足够大的触及面积且可以紧密接触,同时其温度也不会因温度计的存在而发生明显变化,并且不会损坏电器的外壳或破坏其正常工作位置的情况下使用。
然而,由于接触器接线端子和易接近部件的跟温度计的触及面积太小,所以在接触器的温升试验中不采用温度计进行测量。
(2)用热电偶测量热电偶具有尺寸小、便于放置,热惯性小、对被测点温升影响小、制造和使用方便等优点,在电器温升试验中广泛用来测量温度。
热电偶用于测量温度是利用了导体的热电效应。
所谓热点效应就是:当导体两端温度不平衡时就会在导体两端产生一定的电势,不同导体产生的电势是不同的,如果把两种不同导体(分别表示热电偶的阳极和阴极)。
的一端焊接到一起作为探测端,而将另一端(不焊在一起)作为采用端,这样在采样端就形成一定的电位差,这个电位差的大小是随探测端的温度变化而变化的。
热电偶的固定。
固定热电偶的工作端时,应使其与被测部件表面之间有良好地热传导,且尽可能不影响被测点的温升。
通常用以下3种方法固定:A.钻孔埋入法。
先在被测点上钻一个小孔,孔的深度和直径略大于热电偶的工作端,然后将焊好的热电偶工作端放入孔中,四周用冲子冲挤固定或用导热性好的材料填充塞紧。
B.锡焊固定法。
用锡将热电偶工作端焊在被测点上,焊点不宜太大,表面要光滑,以盖住热电偶工作端免受气流影响为限。
C.胶粘固定法。
将热电偶的工作端用薄薄一层快干胶(目前普遍采用502胶)压在被测点上,待其固化后即可。
以上三种固定方法的测温有一定的测温极限。
目前502胶的耐热性较差,极限使用温度在80~100℃左右,因此胶粘固定法的测温围一般在80℃以下;锡焊固定法可用在焊锡的软化温度(160℃)以下;钻孔埋入法可用到200℃。
因此根据以往的试验数据,对于交流接触的接线端子和易接近部件表面温度的测量用热电偶进行胶粘固定法测量可以准确的测量它们的表面温度。
2、线圈和电磁铁绕组温度的测量线圈部的温度分布是不均匀的,国家标准规定线圈的温度测量一般用电阻法。
电阻法测得的是线圈平均温度,故只能间接反映线圈部发热情况。
用电阻法测量线圈平均温度,是利用金属导体电阻随温度变化的现象,线圈电阻与周围空气温度的关系如公式(1)所示:()()1211125.234R R -R T T T T --+=∆…………………………(1) T ∆=线圈绕组温升,K ;R 1=测量开始时线圈冷态电阻,Ω;R 2=测量结束时线圈热态电阻,Ω;T 1=测量开始时周围空气温度,℃;T 2=测量结束时周围空气温度,℃;线圈的电阻常用电桥来测量,线圈冷态电阻在温升试验开始前测量,线圈温度与周围空气温度的差异不应超过3K ,线圈热态电阻应在温升试验结束后立即测量。
二、交流接触器温升试验的影响因素1、易接近部件温升试验的影响因素易接近部件温升试验的影响因素,主要在于测量点的确定。
易接近部件温升的测量点,首先要考虑该部件是否与较热的部件接触,如果有,则接触点是一个测量点;其次要考虑该部件是否受到直接发热体或间接发热体的热辐射作用,如果是,受辐射的面也是一个测量点。
对位置相对固定的塑料件、绝缘材料等也可以按上述方法考虑外,还要注意这些绝缘材料在正常工作中是否会接触到较高温度的部件,如果会,则具有较高温度部件的可接触处就是这些绝缘材料的测量点。
对于器具外表面、周围环境的温升测量点,可以通过对热源位置的分析、通电发热后用手触摸感觉以及经验积累确定最热点,作为测量点。
就交流接触器而言主要指的是接触器的上面面板,以及两侧最接近线圈的位置,因为这两个部位最接近交流接触器的两大发热源。
在确定了测量点之后,就要将热电偶紧贴在被测点上,接触良好,使热电偶能充分感受到被测点的温度,真实地反映被测点的温度;同时,又要避免热电偶的固定方法使被测点的散热条件或受热条件发生变化,改变被测件的温度。
因此固定热电偶的测量端时,即要使其与被测表面之间有良好地热传导性,又要尽可能不影响被测点的温升。
2、线圈和电磁铁绕组温升试验的影响因素从公式1可以看出,影响T ∆的因素来自R 1、R 2、T 1、T 2的测量,控制好试验条件,改进测量手段,控制好这四个量的误差,就能减少T∆的误差。
以下就从几个主要方面分析如何减少这些影响因素对线圈和电磁铁绕组温升试验结果的影响。
(1)、环境温度的测量在公式1中T1和T2对T∆有直接的影响,环境温度测量的误差直接反应到T∆上。
在温升试验中对周围空气的温度要求比较严格,在9.3.3.3.1条款(引用标准GB14048.1-2006中的8.3.3.3.1条款)中要求对周围空气温度进行测量是在试验周期的最后1/4时间应记录周围空气温度。
测量时至少用两个温度检测器(如温度计或热电偶),均匀分布在被试电器的周围,放置在被试电器高度的1/2处离开被试电器的距离约为1m。
温度检测器应保证免受气流,热辐射影响和由于温度迅速变化产生的显示误差。
试验中,周围空气温度应在+10℃~+40℃之间,其变化应不超过10K。
如果周围空气温度的变化超过3K,应按电器的热时间常数用适当的修正系数对测得的部件温升予以修正。
这是因为电器中导体的电阻和发热功率随周围空气温度的不同而改变,周围空气温度的变化对电器的温度是有影响的,所以在周围空气温度变化较大时,必须用修正系数消除其对温度测量结果的影响。
(2)、R1和T1的一致性在公式1中T1是试验开始时的室温,R1应该是对应室温T1温度下的电阻。
这里R1和T1应严格对应。
但是实际试验过程中,线圈绕组中铜的温度和室温T1存在响应时间,R1和室温T1也就不能严格对应。
因此,刚刚测得的R1可能不是对应同时测得的室温T1的绕组冷态电阻,而是室温T1之前某一室温的冷态电阻,即R1对应T1存在误差。
消除这种误差的办法是做好样品的准备,应将样品在温度稳定,无强对流的环境中放置一定时间,这就要求测量前,放置样品实验室不能有大的室温波动。
实际测量中,样品放置时间太长也不实际,一般在恒温环境中4-5小时为宜。
(3)、对热稳定状态的判断对同一的产品,不同的测量周期,每次达到热稳定的时间可能都不同,把握好测量周期很有好处,这直接关系到R2的读取,从而影响T∆。
产品运转时间太短,产品未充分发热,会导致测量结果偏小;试验时间太长,稳压电源也会受到电网周期性的波动影响,导致样品的供电发生明显波动。
因此要严格采取同一测量周期中,按每隔一小时的时间间隔进行多点测量。
若相邻的两个测量点求的的T∆不超过1K,就认为产品已达到热稳定状态。
根据以往试验过程中的记录,大多数的样品一般在试验开始3-4小时后就开始趋向于热稳定状态,对于一些线圈绕组的电阻值比较小,如只有几十欧姆的交流接触器线圈,它的线圈一般至少需要5个小时才能达到热稳定状态。
通过以上几个方面对交流接触器温升试验的要求、方法以及试验过程中影响因素的分析和讨论。
在温升试验过程中为了减少这些影响因素对测量结果造成的误差,我们首先在样品开始试验时,对样品要有一个预处理程序这样才能使样品和周围空气温度达到一定的平衡状态;在试验过程中,我们要准确的判断出样品是否达到热稳定状态,并且及时地测量出该状态下线圈绕组的阻值,从而能准确地反映出样品线圈的实际温升值。
这样才能使我们试验的数据能够客观和真实地反映样品的性能。
【参考文献】[1]GB14048.1-2006《低压开关设备和控制设备第1部分:总则》[2]GB14048.4-2010《低压开关设备和控制设备第4-1部分:接触器和电动机起动器机电式接触器和电动机起动器(含电动机保护器)》[3]《低压电器的试验与检测》作者:陆俭国[4]《机床电器检验测试手册》作者:陆俭国。