塑壳断路器温升变化的影响因素探析
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电气工程中电力设备的温升特性研究电力设备作为电气工程的核心组成部分,具有重要的作用。
在电力系统中,电力设备如发电机、变压器、断路器等都承担着重要的能量传输和转换任务。
然而,由于电流通过导线和绕组时会产生一定的电阻,电力设备在正常运行时会发生一定的温升现象。
如果温升过高,不仅会降低电力设备的工作效率,还可能导致设备损坏或甚至发生事故。
因此,研究电力设备的温升特性对于确保电力系统的稳定运行至关重要。
一、温升的原因及影响因素电力设备在正常工作时会受到电流的冲击和能量转化的热影响,这就是导致温升的主要原因。
同时,电力设备的材料特性、外界环境及散热情况等因素也会对温升产生影响。
1. 电流冲击:电力设备是通过电流来传输和转换能量的。
当电流通过导线和绕组时,由于导线材料的电阻,电能会产生一定的热量,导致温度升高。
电流冲击较大或过载情况下,会使导线和绕组产生更多的热量,进而引起温升过高的风险。
2. 能量转化热影响:电力设备在能量转换的过程中,会产生一定的热量。
例如,发电机在将机械能转化为电能时,摩擦和磁力的作用使得部分能量转化为热量,导致温度升高。
3. 材料特性:电力设备的材料特性对其温升特性有着重要的影响。
例如,导线和绕组的电阻系数、散热材料的导热系数等都会影响温升的程度。
不同的材料具有不同的导热和散热性能,因此在设计电力设备时需要考虑到这些因素。
4. 外界环境:电力设备的运行环境对其温升特性也有一定的影响。
例如,高环境温度会使得散热效果不佳,进而导致温升过高。
因此,在电力设备的安装和运行中,需要考虑到外界环境的因素,以提供良好的散热条件。
为了研究电力设备的温升特性,科学家和工程师们采用了各种不同的方法。
以下是一些常见的研究方法:1. 实验研究:通过实际的实验设备,测量和记录电力设备在不同工作条件下的温度变化情况。
通过控制实验条件和参数,研究人员可以得到电力设备在不同负载和环境条件下的温升规律。
2. 数值模拟:利用计算机仿真软件,建立电力设备的数学模型,并通过数值计算得出设备的温度分布和温升情况。
电工电气 (2012 No.11)塑壳断路器温升变化的影响因素李林1,余意平2(1 乐清市瑞光电气有限公司,浙江 乐清 325603;2 浙江加西亚电子电器有限公司,浙江 乐清 325603)0 引言塑壳断路器是输配电线路中一种量大面广的电器元件,从长期使用和用户反馈的情况来看,存在相同产品温升变化大及有的产品温升符合要求,有的产品温升超标的问题,尤其是大电流规格的产品,从而导致产品的电气性能和使用寿命降低,甚至遭到破坏,严重时发生火灾,造成财产及人员生命的损失。
因此,本文将从断路器在运行过程中的热源出发,即电阻损耗、涡流与磁滞损耗、介质损耗,并通过对比性试验,分析其对温升变化的影响,同时介绍海拔高度对温升变化的影响,最后有针对性的指出在制造过程中应注意哪些问题,希望能对断路器的制造提供一定的帮助。
1 涡流与磁滞损耗、介质损耗对温升变化的影响磁性材料在交变磁场作用下中将产生涡流损耗P e 与磁滞损耗P h ,它将导致材料的发热。
其大小分别为:式中:f 为频率,B m 为磁感应强度幅值,d 为材料厚度,ρ为材料电阻率,V 为材料体积。
由公式(1)、公式(2)可知,涡流与磁滞损耗的大小主要与磁感应强度、频率、材料电阻率、厚度和体积等参数有关。
对塑壳断路器而言,在承载额定电流的情况下,磁感应强度较小,同时由于频率、材料电阻率、厚度和体积在产品设计时已恒定,不会产生较大变化,所以涡流及磁滞损耗值及其变化的幅度相对较小,可忽略不计,不足以对温升变化产生较大的影响。
绝缘材料在电场作用下将产生介质损耗,其大小是衡量绝缘介质电性能的一项重要指标,一般与电场强度及频率有关,电场强度和频率越高则介质损耗也越大。
在高压电器中,由于电压高,介质中的电场强度大,必须考虑介质损耗的影响,但对塑壳断路器而言,由于电压低,介质中的电场强度较小,介质损耗实际很小,一般可忽略不计,不足以对温升变化产生较大的影响。
2 电阻损耗对温升变化的影响断路器的导电回路总是由若干个导电元件所构成,电流流过导电体时将产生电阻损耗:式中:I 为导电回路中通过的电流;R 为导电回路的总电阻。
断路器设计上如何解决温升高?
有点复杂,一般来说断路器的核心发热部件就是触头及电导体,可从以下几点分析:
1.电导体或触点本身材质纯度问题,导致工作电阻与接触电阻过大,使温升过高。
2.C分布问题,可以参照电工合金相关国标,检测C在触点中的金相分布,是否以树枝状均匀分布,否则会出现局部触点工作时过度氧化,形成氧化层,提高了电阻,局部烧损,而导致截面积变化,从而使温升变化。
3.焊接问题,使用的焊片材质电阻过高、或者触点本身焊接银层太薄,再者就是焊接不牢靠(焊偏、虚焊),间接造成接触问题,从而使温升过高。
4.工作环境问题,环境中湿度过高或者触点工作环境过于狭小,导致触点开合间隙不足,出现电弧放电,导致材质烧损,导致接触问题,从而使温升提高。
5.触点表面处理问题,触点表面不平整,有划痕或者其他缺陷,抑或是触点表面化学保护剂过多,导致接触问题,从而使温升过高。
陈卢明巨邦集团有限公司,浙江省温州市乐清市325600摘要:低压开关设备温度过高时,会造成绝缘性能下降、电路老化等一系列的问题,不仅会导致开关设备丧失正常的使用功能,甚至会产生一定的安全问题,因此,开展低压成套开关设备温升测试具有一定的必然性,本文将对此进行深入的探究,期望能够提供一些有效的帮助。
关键词:低压成套开关设备;温升测试;影响因素;研究引言:对低压成套开关设备的温升测试,就是在固定的条件下,测量低压成套开关设备的温升值,测量柜中部件的工作温度和周围环境之间的温差,温升值和环境温度的和就是低压成套开关设备的最高工作温度,材料超过极限值之后就无法继续有效的工作。
因此,对于低压成套开关设备来讲,温升值就是一个重要的数据和指标,对使用寿命和工作质量都有着无法忽视的重要影响,所以在低压成套开关设备设计、生产以及投入使用过程中,都必须开展温升测试。
使用固定的电流来升高低压成套开关设备的温度,在温度达到稳定状态之后(每小时变化小于等于1K),测量出的温升值不能高于国家规定的标准值。
一、新旧标准在温升测试中的差异想要确定低压成套开关设备的温升值,最直接也是最有效的方法就是型式试验,但是在实际的使用过程中,用户使用的开关设备与型式试验具有一定的差距,关于低压成套开关设备型式试验的分型,G B 7251.1—2005将其分为TTA(型式试验的成套设备)和PTTA(部分型式试验的成套设备)两种,我们所说的TTA是指用户使用的低压成套开关设备,与型式试验当中测试的设备结构相同;PTTA,指在主要部分上,用户使用的低压成套开关设备与型式试验中的结构相一致,但是在部分结构上有一定的区别,在遵循标准规范的前提下开展了相应的拓展。
在实际的应用过程中,大多数的低压成套开关设备都是PTTA形式,这是因为PTTA形式能够避免到第三方检验所开展型式试验。
关于低压成套开关设备柜内温升测量如何实施,国家相关部门也给出了比较规范化的标准,那就是《评估部分型式试验的低压开关设备和控制设备PTTA温升的外推法》。
塑壳断路器温升变化的影响因素探析摘要:塑壳断路器是电器元配件的一种,其被广泛运用在日常的输配电路线中。
由于各类生产厂家的生产质量把控问题,其常伴随升温变化大而导致过载、寿命降低等问题,严重时甚至会引发火灾等险情,造成财产及人民生命安全的损失。
针对该情况,本文将着重分析影响塑壳断路器温升变化的极大因素,进而提出在生产制造过程中需要注意的针对性事项,以供参考。
关键词:塑壳断路器;温升变化;分析引言:塑壳式断路器主要用于在线路出现短路、过载、漏电等情况时,通过阻断电流对电路进行保护,作为一种电器元配件,其在电线路中得到了广泛使用。
然而,根据长期的市场反馈来看,限于不同企业的制造水平参差不齐,产品质量不够标准化,存在着相同产品的温升变化差异过大,该问题在大电流规格中出现更加频繁。
断路器温升变化超标,对电气性能及使用寿命造成影响,甚至因为过载等情况引发爆炸、火灾等灾难,对人民生命财产安全带来极大隐患。
影响断路器的因素主要有电阻、涡流与磁滞、介质的损耗有关。
本文将从断路器运行时的热源入手,对以上因素进行分析,并针对性的提出在生产制造时要注意的问题,供制造厂家参考。
一、塑壳断路器普遍存在的问题笔者通过长期对市场反馈情况及用户反映调查中了解到,相同规格的塑壳断路器温升变化差异过大,在大电流规格的断路器中经常出现温升超标的现象,既不能满足电气性能方面的使用需求,还对客户的使用带来潜在的危险。
二、温升的定义与塑壳断路器性能分析塑壳断路器在输配电线路系统中承担着重要作用。
它是通过阻断电流等手段,在线路出现短路、漏电故障时进行保护,因其具有阻抗性,在电流通过断路器时会产生电阻的损耗,进而出现持续发热的现象,造成其温度的升高。
一般情况下,当断路器温度高于环境温度时,可通过辐射、对流等手段对断路器进行散热,保证断路器的温度回到合理的数值区间并保持长时间的稳定,而环境与电器之间的温差即为温升。
当断路器温度处在持续高温状态下,金属材料会软化,同时加剧了氧化、老化速度,造成电器产品及零配件使用寿命的缩短,失去其保护功能。
塑壳断路器温升标准塑壳断路器是一种广泛应用于电力系统和电气设备中的保护装置,其主要功能是在电路中检测、隔离和切除故障电流。
在正常工作条件下,塑壳断路器的温升应不超过规定的范围,以确保其安全可靠运行。
以下是对塑壳断路器温升标准的详细说明。
一、温升的定义和影响温升是指塑壳断路器在工作过程中,其内部元器件的温度与周围环境温度之差。
这个温度差的大小直接影响到断路器的性能和使用寿命。
如果温度差过大,会导致断路器内部的金属导体、绝缘材料等元器件的热劣化,降低断路器的机械强度、绝缘性能和动作可靠性。
同时,过高的温升还会加速塑料外壳的老化,使其颜色变深、变脆,甚至开裂。
二、温升标准的制定依据塑壳断路器的温升标准是根据国际电工委员会(IEC)和我国国家标准(GB)的相关规定制定的。
这些标准中,规定了塑壳断路器在不同使用条件下的温升要求。
具体来说,IEC和GB标准中分别规定了不同额定电流下的温升极限值,包括25℃、40℃、60℃、80℃等。
此外,还规定了测量方法、测量条件等细节问题。
三、温升的测量方法测量塑壳断路器的温升有多种方法,其中最常用的是电阻法。
该方法是通过测量断路器内部元器件的电阻值,推算出其温度值,并与周围环境温度进行比较得出温升。
此外,还有红外测温法、热电偶法等测量方法。
无论采用哪种方法,都应遵循相关标准和规定,以保证测量结果的准确性和可靠性。
四、温升的限制因素塑壳断路器的温升受到多种因素的影响,包括额定电流、使用环境、负载特性等。
其中,额定电流是最重要的因素之一。
当额定电流越大时,断路器内部的热损耗也会相应增加,导致温升升高。
此外,使用环境温度、湿度、空气流动速度等也会对温升产生影响。
为了确保断路器的安全运行,应选择符合使用条件的产品,并根据实际情况进行相应的调整和修正。
五、保证温升标准的措施为了确保塑壳断路器的温升符合标准要求,可以采取以下措施:1.合理选择额定电流:根据实际负载情况选择合理的额定电流,避免过载运行导致温升过高。
低压成套开关设备温升测试及影响因素探析摘要:低压开关设备温升超标后,将会出现接线融焊、绝缘性能下降等状况,是导致开关设备本体或内部设备提前老化的关键要素,对开关设备安全性与稳定性有着直接的影响。
因此,低压成套开关设备设计过程中通常都需要经过温升试验考核。
方法是通过额定电流使其自然升温,每小时温度变化不超过1 K时,认为温度达到稳定状态,此时测量温升值不能超过国家标准规定的规定值。
关键词:低压成套开关设备;温升测试;影响因素;分析一、低压成套开关设备温升测试1.1 低压成套开关设备温升测试标准随着我国电力行业的不断发展,低压成套开关设备安全运行与管理工作执行标准有了新的变化,2013 标准由原有的 GB7251.1-2005 升级为 GB7251.1-2013,针对设备的众多运行工况管理提出了新的规定。
其中,针对温升测试主要提出了以下规定,相应的测试方式包括以下几种:(1) 温升试验测试;(2) 额定数据推导检验;(3)工况参数计算。
当前应用较多且更为贴合低压成套开关设备运行状况的模式为温升试验测试模式,GB7251.1-2013 标准中提出了以下方法以供选择:(1)整个成套设备验证;(2)分别验证各功能单元和整个成套设备;(3)分别验证各功能单元、主母线、配电母线和整个成套设备。
结合新标准中的试验要求来看,低压成套开关设备温升测试应全面覆盖设备的主要线路与配电环节,同时包括使用控制部件。
从工况载荷标准来看,试验按照设备最大载流量实施,保证了多种工况下的测试有效性。
2.低压成套开关设备温升测试方案低压成套开关设备温升试验方案的制定,应参考设备安装特点,同时根据环境因素与外壳条件等选择更为严苛的条件进行实验。
在展开实际试验工作前,应首先进行安全防护与检查,保证设备能够在相应的安全防护等级下正常运作。
低压成套开关设备外接导线应与设备内部功能单元和配线额定电流相匹配。
温升试验的方案制定与温升试验回路特点相关。
低压综合配电箱温升影响因素研究发布时间:2022-01-13T04:37:50.784Z 来源:《福光技术》2021年22期作者:林海航[导读] 本技术无需使用过多的CPU核或功能插件,降低了冗余测控的硬件成本,减少了插件数量,使得冗余测控装置的运维更加高效智能。
佛山市劲能电力工程有限公司 528000摘要:通过对低压综合配电箱(JP柜)的质量抽检,发现其温升试验不合格率较高,一旦温升超过限值将影响设备安全稳定运行。
对不同供应商的JP柜开展了温升试验,比较了JP柜空间布局、塑壳断路器型号、母排结构尺寸等方面差异,分析了JP柜中塑壳断路器的温升超标原因,对JP柜中塑壳断路器选用及结构优化等方面提出了相关建议。
关键词:低压综合配电箱(JP柜);塑壳断路器;温升试验1 JP柜温升试验研究1.1试品参数文中选取3台容量为400kV A的JP柜,配置均为1进3出,且进线熔断器式隔离开关额定电流为800A,大电流出线支路(以下统称C1支路)塑壳断路器标称的额定电流为630A,小电流出线支路(以下统称C2、C3支路)塑壳断路器标称的额定电流为400A。
1.2 JP柜温升试验温升试验过程中,参照现行试验方法开展功能单元验证试验,即对3台JP柜的进线开关和C1分开关均施加电流630A,测试结果如表1至表3所示。
试验采用红外检测仪对温度分布情况进行测量。
试验结果发现,过热位置主要集中在出线电路中塑壳断路器的进出线接线端子位置,疑似因热量自断路器内部向外部传导引起。
图1 JP柜出线断路器布置图3台JP中,C1支路所使用的断路器尺寸对比情况如表7所示,可以看出合格JP柜所使用的断路器外形尺寸较不合格JP柜明显偏大。
2.3塑壳断路器空间布局对比对比发现,不合格JP柜内开关排列比较紧密,对散热有一定影响,且在各支路同时通流时,相互间影响较大,如图2所示。
经测量合格样品开关间隙为22mm,不合格的则分别为15、19mm。
由图4和表8可以看出,温升试验合格的JP柜(JP-3)的C1支路铜排截面较其不合格JP柜(JP-1、JP-2)截面要大,尤其是其宽度由30mm增加至40mm,有利于增大搭接处接触面积,从而增大散热面积。
断路器正常温升
标题:断路器正常温升解析及控制策略
一、引言
断路器作为一种重要的电力设备,其运行状态直接影响着整个电力系统的安全稳定。
其中,断路器的温升是衡量其运行状态优劣的重要指标之一。
本文主要探讨断路器在正常运行时的温升现象,以及如何进行合理的监测与控制。
二、断路器正常温升原理及其影响因素
断路器在闭合和断开电路过程中,由于内部元件(如触头、导电杆等)存在电阻,在电流通过时会产生热量,进而导致温度上升,即为断路器的正常温升。
影响断路器温升的主要因素包括工作电流大小、连续工作时间、环境温度、散热条件以及断路器自身的材质和结构设计等。
三、断路器正常温升范围
根据国家及行业标准,各类断路器都有明确的允许温升值。
一般情况下,断路器在额定电流下运行时,其各部分的温升应保持在一定的范围内,不得超过规定值。
若温升过高,可能会导致绝缘性能下降,加速材料老化,甚至引发设备故障或火灾事故。
四、断路器温升的监测与控制
1. 监测:采用先进的温度传感器实时监测断路器关键部位的温度变化,通过数据采集系统进行记录和分析,及时发现异常温升情况。
2. 控制:优化断路器的设计和选型,确保其具备良好的散热能力;合理安排电力系统负荷分配,避免长时间过载运行;定期进行维护检查,清理尘埃、油脂等,改善散热条件;对于高温环境下运行的断路器,可考虑采取强化冷却措施,如强制风冷、水冷等。
五、结论
断路器正常温升的管理是保障电力设备安全运行的关键环节。
科学理解并有效控制断路器的温升,不仅能延长设备使用寿命,降低运行成本,更能从源头上防止因断路器过热引发的安全风险,从而保障电力系统的安全稳定运行。
及优化方法研究董小兴1,2,刘斌1,2,刘瑞1,2,杨绪坡1,2(1.天津天传电控设备检测有限公司,天津 300180;2.天津电气科学研究院有限公司,天津 300399)摘要:为了确保电气产品性能,要求加强对电气产品使用过程中的温度测量,温升试验的开展有利于检测产品的安全性能,及时发现产品过热等问题,有效预防电气火灾。
基于此,研究了温度采集系统、测试电源、测试环境对温升试验的影响,产品温升试验环境温度为20~25℃,结果显示,温升试验结果接近于实际数据,环境温度对测试准确性具有一定影响,影响参数有测试点真实温度、热电偶偶丝影响损失温度、测试点热电偶测量温度、热电偶远端温度等。
低压电器产品工耐压频率 45~65 Hz,绝缘材料介质损耗和试验电压频率成正比关系,试验电源频率增加时,介质热击穿可能性相应增大。
工频耐压试验电压频率受到电源因素影响,应加强对设备使用的管控,5A以上为±2.5%,5A及以下为±1.5%,热电偶丝的构成类型包括J型、T型、R型、K型等,应选择适宜的电流源类型。
此次研究结论有利于优化对电气产品的管理。
关键词:低压电气产品;温升试验;影响因素;测试电源Research on Influence Factors and Optimization Methods of Temperature Rise Test for Low Voltage Electrical ProductsDong Xiaoxing1,2, Liu Bin1,2, Liu Rui1,2, Yang Xupo1,2 (1�Tianjin Tianchuan Electric Control Equipment Testing Co�, Ltd�, Tianjin 300180, China;2�Tianjin Electric Science Research Institute Co�, Ltd�, Tianjin 300399, China)Abstract: In order to ensure the performance of electrical products, it is required to strengthen temperature measurement during the use of electrical products� Conducting temperature rise tests is conducive to detecting the safety performance of products, timely detecting problems such as overheating, and effectively preventing electrical fires� This paper studies the influence of temperature acquisition system, test power supply and test environment on temperature rise test� The ambient temperature of product temperature rise test is 20~25 ℃� The results show that the 作者简介:董小兴(1985-),男,天津人,高级工程师,主要研究方向:低压电气产品环境可靠性检测。
外壳材料特性对小型断路器温升影响的研究胡金利【摘要】探讨了对小型断路器(MCB)温升影响的因素,分析了外壳的导热系数对温升的影响,介绍了导热系数的测量方法,验证了外壳材料对温升的影响作用。
试验结果证明,外壳导热系数高MCB可以得到相对较低的温升。
【期刊名称】《电器与能效管理技术》【年(卷),期】2014(000)018【总页数】3页(P15-17)【关键词】小型断路器;温升;外壳;导热系数【作者】胡金利【作者单位】上海西门子线路保护系统有限公司,上海201514;【正文语种】中文【中图分类】TM561.10 引言温升过高是小型断路器(Miniature Circuit Breaker,MCB)小型化发展过程中的一大难题,按常规方法很难在不增加MCB外形尺寸的条件下,进一步降低最大额定电流下的产品温升。
本文从外壳材料的新角度分析,提供另一种解决MCB温升过高的方法,从而可以推广到其他低压电器的温升解决方案。
1 MCB温升分析及解决方案1.1 MCB温升产生原因MCB一般由外壳、操作机构、磁系统、热系统、接线端子、灭弧室组成,结构如图1所示。
MCB的温升主要是导电回路的热阻(导体电阻和接触电阻)在通电过程中发热,同时通电回路在密闭外壳空间里的热量难以散发,使MCB热量聚集产生过高温度,从而可能造成安全隐患。
对温升的限制是MCB设计的一项重要指标,按照GB 10963.1—2005《家用及类似场所用过电流保护断路器第1部分:用于交流的断路器》温升试验的要求,周围环境温度在-5℃ ~+40℃,并且24 h内的平均温度不超过+35℃时,在任何合适的电压下对断路器各极同时通以等于I n的电流,通电时间应足以使温升达到稳定值或约定时间(两者中取较长时间者)。
当温升变化不超过1 K/h时,其中连接外部导体的接线端子的温升不能超过60 K。
图1 MCB的结构1.2 解决MCB温升的方案分析根据热稳定状态下的牛顿公式:式中: τW——热稳定温升;P——发热功率;S——散热面积;K T——综合表面散热系数。
低压自动断路器的温升和散热性能分析低压自动断路器是一种常见的电气设备,它主要用于电力系统中的过载和短路保护。
断路器在正常工作状态下会产生一定的热量,因此对其温升和散热性能的分析尤为重要。
首先,让我们来了解低压自动断路器的工作原理。
当电流超过设定值时,断路器会打开电路,以防止电路过载。
在这个过程中,断路器内部会产生一定的电阻损耗,进而产生热量。
因此,我们需要对温升进行分析,以确保断路器能够在规定的温度范围内工作。
为了进行温升分析,我们需要考虑一系列因素。
首先是断路器的电流负荷。
电流负荷的大小直接影响着断路器内部的电阻损耗,进而影响温度升高。
因此,准确测量和分析电流负荷是非常重要的。
其次是断路器的材料和结构。
不同材料的导热性能各不相同,因此要选择具有良好导热性能的材料作为断路器的主要构成材料。
同时,断路器的结构设计也要考虑散热问题,如增加散热片、通风口等。
此外,环境温度也是影响温升的一个重要因素。
高温环境会加剧断路器的温升,因此在实际应用中,我们需要根据环境温度来选择适合的断路器型号和参数。
为了更准确地分析温升问题,我们可以借助计算机仿真和数值计算的方法。
通过建立模型,将断路器的各项参数输入计算机程序,可以模拟出断路器在不同工况下的温升情况。
这种方法具有高效、准确和经济的特点,可以帮助工程师们快速评估断路器的温升性能。
除了温升分析外,散热性能的评估也是十分重要的。
优秀的散热性能可以有效地降低断路器的温升,防止断路器过热而引发故障。
散热性能的评估主要涉及到散热方式和散热结构。
常见的散热方式有自然冷却和强制风冷两种。
自然冷却是指依靠周围空气的对流和传导来散热,而强制风冷是通过风扇等设备来提高散热效果。
选择适当的散热方式需要综合考虑断路器的功耗、环境温度和散热设备的成本等因素。
针对散热结构,一般采用散热片、散热鳍片等结构来增加散热面积,提高散热效果。
此外,还可以根据断路器的工作条件进行设计优化,如增加通风口、调整散热片的排列方式等。
浅谈高压断路器发热原因及防范措施发布时间:2022-07-16T01:22:08.052Z 来源:《当代电力文化》2022年3月第5期作者:陈国文[导读] 随着电力生产系统的建设,电网生产快速发展和负荷逐步加重,对供电设备的可靠性提出了越来越高的要求,高压开关柜中断路器的动、静触头及电缆接头发热故障也越来越突出。
陈国文(山西安泰集团股份有限公司;山西省介休市 032000)【摘要】随着电力生产系统的建设,电网生产快速发展和负荷逐步加重,对供电设备的可靠性提出了越来越高的要求,高压开关柜中断路器的动、静触头及电缆接头发热故障也越来越突出。
本文主要通过高压断路器发热原因、危害进行分析,介绍高压断路器发热隐患的检查标准以及防范措施,通过有效的方法及时发现高压断路器发热隐患,并采取相应的预防治理措施从而保障供电安全。
【关键词】高压断路器、接触电阻、发热一、引言在电力系统中,各种电气设备,只要接入电力系统,就会承受一定的热量,温度就会升高。
不同的电气设备,由于结构不同,工作原理不同,处于系统中的地位不同,其高温过热部位不同。
高压断路器是重要的电气设备之一,在高压配电系统中,主要起控制和保护作用。
它不仅可以切断和闭合高压电器的空载电流和负荷电流,而且当系统发生故障时,它和保护装置、自动装置相配合,迅速地切断故障电流,以减少停电范围,防止事故扩大,保证电力系统的安全运行。
二、高压断路器发热的危害1、高压断路器触头发热温升效应是一个由安全隐患逐步演变到故障或事故的恶性循环,当触头发热量逐渐积累后,就可能通过连接铜排串入到其他设备元件中,损坏其他设备,引起电网系统失电的事故。
使得事故范围扩大,大大降低了配电系统的供电可靠性。
2、由于高压开关柜采用封闭式结构,当发生高压断路器触头发热故障或事故后,不仅需要停电处理,且由于需要更换内部触头、触头盒、绝缘套管等元件,故障或事故处理时间较长,造成的停电时间就长,大大降低了配电系统的供电可靠性。
低压塑壳断路器常见故障分析处理低压塑壳断路器故障跳闸后,不能简单性的合闸就结束。
低压塑壳断路器的主动、静触头及副触头、联锁辅助触头、软连接片、线圈、短路环及灭弧罩等部件都易发生故障。
发生故障跳闸后,首先应检查外观、灭弧罩等部件有无烧坏现象,如有,则应拆下灭弧罩对相应故障部件进行检查、检修或更换,并将污迹清扫干净。
1、高温引起低压塑壳断路器跳闸原因及措施。
低压塑壳断路器如果安装在户外配电箱内,夏日无风时环境温度较高,加上负荷后,箱内温度会升高,严重时户外箱内温度达到70℃甚至更高,常用的低压塑壳断路器的适用工作环境为-5℃至+40℃,且24小时的平均值不超过35℃,断路器的过负荷保护热双金属元件是由两种具有不同热膨胀系数的金属压轧而成的,两种不同金属中分主动层和被动层,当双金属感受到过载电流产生的热量时,主动层将向被动层弯曲,双金属元件产生的位移以及双金属元件碰到扣杆的热推力均与它的弯曲度和温度变化值成正比,如果断路器周围的环境温度超过基准温度,即使通过的电流不过载而是正常额定电流或小于额定电流,断路器的动作时间要提早,失去过载保护功能。
为此,需要将断路器的额定值提高、降低现场运行电流及进行现场散热处理。
2、启动电动机时断路器跳闸原因及措施。
一是带负载启动电动机。
电动机带负载启动时,引起电流增大而引起断路器跳闸。
在启动电动机前,应先检查电动机负载有无切断,电动机无负载情况下再启动电动机。
二是电压低,启动电动机时电流猛增,导致启动电流增大造成断路器跳闸。
客户受电端电压变动幅度范围不应超过,三相供电低压动力客户为额定电压的+7%--7%;电压测量值超过规定值时,应采取调整变压器分接头、调整负荷等措施。
三是断路器的瞬时保护整定倍数偏小。
合理调整断路器的瞬时保护整定倍数,与现场设备运行要求相符合。
四是选用的塑壳断路器不是动力型,导致断路器跳闸。
应根据设备用途,选择正确的塑壳断路器。
3、运行中的断路器时有跳闸现象发生原因及措施。
大电流塑壳断路器温升超标的分析与研究摘要:塑壳断路器是现阶段输配电线路中较为常用的电器元件,但从其使用情况可以发现,容易出现温升变化较大的问题。
本文主要对这一问题开展研究,重点介绍了塑壳断路器温升的变化情况,并在这一基础上针对大电流塑壳断路器温升超标的原因进行分析,以此来为其使用质量提供支持。
关键词:大电流塑壳断路器;温升;超标随着我国经济的快速发展,电力使用上的压力逐渐增加,电力供应也成为人们生活工作中不可或缺的部分,而塑壳断路器作为重要的电器元件,为了达到配电的要求,也在不断地进行优化,但现阶段的使用中,存在诸多问题影响使用质量与安全,本文重点对其进行研究。
1.温升的概述所谓温升,简单来讲就是在电子电气设备之中,部件的温度超出了环境的温度。
而本文中研究的温升概念主要是塑壳断路器在配电线路中出现的温升超标现象,由于塑壳断路器在实际使用中,对配电线路有着重要通断与保护效果,在塑壳断路器使用中会通过电流,这时候的铜导体就会造成电阻损耗的现象,让导体出现发热问题,直接引发设备的温度升高现象。
如果塑壳断路器自身的温度较高于环境温度的时候,就会通过传导、辐射等方式来向周围散热,在一段时间的散热之后,产品就会达到热稳定的一个状态,塑壳断路器的温度也就不会再上升,这个也就是本文所研究的温升。
但在塑壳断路器温升的过程中,会直接降低产品的使用寿命,所以,按照低压电器标准的要求,对接线端子的极限温升制定标准,所以断路器的设计上,应该满足这一标准。
1.温升超标分析1.涡流、磁滞、介质损耗的影响磁性材料在使用的时候,受到交变磁场因素的影响下,就会产生涡流损耗与磁滞损耗的现象,这种现象会造成材料的发热问题,大小的公式如下:式中:f为频率,B为磁感应强度幅值,d为材料厚度,ρ为材料电阻率,V 为材料体积。
通过公式可以看出,涡流和磁滞损耗的具体情况,影响因素主要有频率、材料、厚度等方面的参数。
针对塑壳断路器来讲,其承载固定的电流背景下,所产生的磁感应强度相对较小,而且在这一过程中的频率、厚度、体积等方面的因素属于恒定状态,不会发生变化,所以在计算中的涡流与磁滞损耗相对来看,变化的幅度比较小,难以直接对温升超标产生直接的影响。
ZN28—10/3150型断路器发热原因及消除对策ZN28-10/3150型断路器一般安装在变电站主变低压侧是一种重要的电气设备,它能否正常、健康运行,直接影响到电力系统的安全可靠运行;而由于主变低压侧的负荷电流大,断路器过热现象时有发生。
因此,我们根据ZN28-10/3150型断路器的结构原理进行技术分析,结合多年来的工作经验,从多方面进行分析,如产品的质量、现场的安装、检修维护及运行的环境等,找出其发热的主要原因,提出解决方法及制定相应的对策,确保电力系统的可靠、稳定运行。
标签:断路器;发热;原因;对策随着社会的不断发展,用电的需求也不断增加,电力系统的负荷增大使电气设备发热问题频发,严重影响了电网的安全运行和供电可靠性。
从2004至2013年东莞供电局共发生了18起主变低压侧ZN28-10/3150型断路器发热,其中因超负荷、设备老化造成的有8起,因检修质量不良或产品设计不合理而造成的有9起,因超负荷、容量不足而造成发热的为少数。
因此,针对主变变低断路器的发热问题,结合作者的工作经验,从各方面进行综合的分析,找出原因,并提出相应的消除对策。
1 原因分析1.1 运行环境的影响对运行中的断路器,由于停电困难或其他的原因,没有进行定期的检查维护,特别是在工业区或污染较为严重的地区,灰尘大,空气中含有酸或盐分,使断路器的表面积尘,散热下降,以及由于空气中的酸和盐使断路器的接头氧化,造成过流发热。
1.2 设备老化影响由于设备运行的时间较长,触头磨损或合闸弹簧老化等原因,使断路器的压缩行程偏少,不能达到应有标准,造成断路器的动静触头压力不够,接触电阻增大,引起真空泡过热。
一般来说,真空断路器的压缩行程在3-5mm之间,2009年7月份我们对宏远站#3主变变低503开关发热进行检修,当时的温度在100℃左右,运行电流1800A,测试三相开关的回路电阻发现A、B相均已超标,后经测量其压缩行程A相为2.9mm,B相为2.7mm,已不能达到标准要求,因此设备的老化也是真空断路器发热的重要原因之一。
浅谈塑壳漏电断路器易烧脱扣器及线路板的原因浙江天正电气股份有限公司浙江乐清3256042摘要:塑壳漏电断路器具有理想的电网安全管理效果,被广泛地应用于电力工程的多个领域,改善了传统的用电故障管理方式,促进我国电力事业的可持续发展。
文章对塑壳漏电断路器易烧原因进行了论述,在此基础上对塑壳漏电断路器的脱扣器及线路板进行了重点分析,明确烧毁问题产生的根源所在,结合塑壳漏电断路器与脱扣器的配合要求,对塑壳断路器防止分闸线圈烧毁给出了相应的处理建设措施。
有助于促进塑壳漏电断路器脱扣器内部结构优化,对保障塑壳漏电断路器持续、稳定、安全运行具有参考价值。
关键词:塑壳漏电断路器;脱扣器、线路板;易烧原因脱扣器及线路板是塑壳漏电断路器设计阶段的基础内置附件,不同型号的塑壳漏电断路器安装不同的脱扣器,大多在电压源激励下进行工作,脱扣器能够通过系统远程管理功能远距离进行断路器分闸操作。
脱扣器施加控制电压时,如果断路器无法做出指定动作,将出现分励线圈冒烟烧毁现象,脱扣器在施加额定电压的过程中,如果断路器不能完成合分闸处理,脱扣器线圈将会出现发热烧毁现象。
本文详细分析了塑壳漏电断路器易烧原因,通过系统的试验探究总结相关数据,制定出科学的塑壳断路器烧毁处理措施。
1.塑壳漏电断路器易烧原因机械故障:塑壳漏电断路器在使用阶段,常常因线圈松动导致断路器分闸处理过程中出现电磁铁位移问题,线路板的电压采样结构主要划分导线与双金属片进行焊接处理,在使用阶段经常出现断连故障,造成线圈烧毁。
在进行回路电源接通时,铁心卡涩滞顶不开塑壳漏电断路器的脱扣机构,线路板上的线圈将处于持续通电的状态,存在烧毁危机。
断路器拒分:在试验阶段分析断路器能够正常进行合闸控制时,假设塑壳漏电断路器结构中的内导电杆、脱扣板出现卡涩滞问题,断路器的操作执行机构出现断连问题,脱扣器的闭锁机构未发生动作,塑壳漏电断路器无法进行合闸处理,铁心过载引起线圈烧毁问题,顶点处于高于标准值的状态,断路器的分闸铁心顶杆力度不足,无法顺利完成机构脱扣处理。
塑壳断路器温升变化的影响因素探析
2浙江科明电子有限公司浙江温州325000
摘要:在输配电线路中,塑壳断路器是一种广泛使用的电器元件。
本文从介
质损耗、磁滞损耗、涡流、电阻损耗、海拔高度等多方面进行对比分析塑壳断路
器的温升变化,进行针对性的提出在制造塑壳断路器时需要注意哪些事项,以期
能够为断路器的制造提高更多参考意见。
关键词:塑壳断路器温升变化分析
1塑壳断路器普遍存在的问题
经常客户长期使用回馈反应相同的产品却存在很大温升变化,有产品温升超
标问题,特别是一些电流较大这种规格的塑壳断路器,以至于产品在使用寿命以
及电气性能方面都不能满足作业需求,如果该断路器在运行的过程中遭到比较严
重的破坏,很有可能导致火灾的发生,人身以及财产将会损失严重。
所以本文从
断路器在整个系统运行过程中的热源角度考虑,从多个方面分析温升变化的影响
因素。
2温升的定义与塑壳断路器性能分析
在配电线路系统中,塑壳断路器具有保护和通断作用,其基本作用就是保护
和接通用户设备以及电路。
在电流经过断路器的时候会产生电阻损耗,以至于导
体出现发热现象,这个时候温度就会升高。
如果断路器自身的温度比周围环境高,那么可以通过辐射、对流等方式散热,当温度达到稳定状态的时候断路器的温度
不会再发生变化,这就是温升的定义,简而言之就是环境温度与电器本身的温度差。
倘若断路器温度太高,金属材料就非常容易变软,氧化加剧,材料老化程度
也会加快,那么电器产品以及各种零部件的使用寿命就会大幅度下降,事物应有
的保护作用。
塑壳断路器是否可靠主要分析该断路器的保护功能以及配电功能是否安全可靠。
配电功能可靠在于温升变化不大,一旦温度过高就会引起功能紊乱,甚至引
起一系列内部线路安全问题,温升保持在标准的变化范围之内是配电功能良好的
基本条件;其次热磁稳定性以及较强的分段能力是塑壳断路器实现保护功能的基
础延时脱扣以及瞬时脱扣都是异常情况。
3塑壳断路器的温升影响因素分析
3.1涡流、磁带损耗、介质损耗对温升变化的影响
例如反应强度、材料电阻率、频率、体积和厚度这几个参数,将影响涡流和
磁滞损耗的大小。
从塑壳断路器的角度来看,在承载一定的额定电流时,磁感应
强度一般不会太大,而体积、厚度、材料电阻率、频率等都是在塑壳电路的设计
过程中确定的断路器,所以这些因素不再改变。
在这样的条件下,磁滞损耗和涡
流变化都比较小,不足以引起温升变化,可以忽略不计。
在整个电厂的作用下,绝缘材料会产生一定的介电损耗。
绝缘介质的电气性
能可以根据介质损耗的大小来判断,它与频率和电场强度密切相关。
介质的损失
也会更大。
一般情况下,高压电器在使用过程中是无法避免高压条件的,所以介
质中所涉及的电场强度一定很大,所以这种情况下必须考虑介质损耗的问题。
如
果比较低,则介质中的电场强度会比较小,在实际工作条件下介电损耗也不是很大,一般可以忽略不计,对温升变化基本不会产生任何影响。
3.2电阻损耗对温升变化的影响
通过相关实验可以验证,材料电阻率和抗收缩性与这两个值成反比,但抗收
缩性值与材料硬度的平方根成正比,与材料硬度的平方根成反比。
压力和实际接
触点数。
此外,接触电阻不仅需要考虑上述的抗收缩性和膜电阻,还应充分考虑
表面加工条件、材料、通电电流大小、被接触的结构形式等各种综合因素的影响。
部分。
上述这些参数很难在产品制造过程中为每个产品保持高度的一致性。
在实
际生产过程中,生产不确定性相对较为普遍。
这种现实更可能是由于接触电阻。
引起较大变化的电阻损耗,所以这个因素被认为是影响塑壳断路器温升的主要因素。
3.3温升对比性试验
为进一步有效验证以上所阐述的各种因素对塑壳断路器温升变化所产生的影响,在这里对某温升超过正常数值的250A断路器进行实验分析。
经过仔细检查该断路器,发现该断路器触头终压力比较小;触头处存在明显的焊缝,经常出现接触不良的情况;脱扣器热元件和软联结联结版之间紧固有比较严重的问题,紧固螺钉没有拧紧。
对这些有问题的零部件进行更换,之后正式开展温升实验,通过多次反复实验证明更换完这些问题零部件之后的产品在温升变化方面符合标准规定。
实验结果显示如表1
表1具体实验结果
通过本次实验可以证明在生产制造断路器的过程中会出现诸如焊接质量不合格、接触压力一致性差等问题,但是这些问题在产品应用之前很难被准确测定,例如动触头和静触头的实际接触点数、螺钉的紧固情况、机加工接触面是否平整等问题无法测定,但是这些会导致电阻剧增,电阻耗损也会相应变大,温升变化超标。
3.4海拔高度对温升变化的影响
电器设备主要有辐射、传导、对流三种散热方式,随着设备所处区域海拔不断升高,空气密度会逐渐下降,空气是各种电器设备散热的重要媒介,所以空气稀薄的情况下散热效果比较差,也是导致温度升高的重要原因之一。
但是环境温度会随着海拔升高而降低,从这一方面来讲,会与产品升温现象产生一定互补。
4塑壳断路器制造过程中需要注意的问题
4.1提高零部件的铆接质量以及焊接质量
为了有效控制温升,通过塑壳断路器的影响因素分析可知,在生产优质断路器的过程中,需要更加注意软连接、静触头和动触头,从而改进断路器。
导体的铆接质量和这些部件的焊接质量。
在焊接过程中,要选择合适的时间、电流和压力,保证焊接面的牢固性,控制好焊接面积。
焊接完之后仔细检查焊接面积大小、假焊、焊接部位的承载能力、虚焊等情况。
导体铆接的时候一定要尽可能使用专业的铆接工夹具,铆压设备大小要适当,保证铆接效果做到无松动、牢固可靠。
4.2保证各个接触面积满足加工要求
在生产制造过程中,要保证导体连接时候合适的接触面积以及导体连接表面的粗糙程度,认真检查在接触表面是否存在不平整、擦伤、刮痕等问题,可以利用在接触面上压网纹的方法保证接触面具有良好的粗糙度。
4.3严格控制接触压力大小
塑壳断路器制造厂在生产时明晰超程大小以及触头终压力,实时检查这两个参数。
特别是要绝对重视大电流规格的导体间使用螺纹连接,在条件允许的情况下有必要对所有配件的紧固力进行检查,保证电动螺丝刀紧固的力度满足国家对产品的要求。
由于电动螺丝刀所显示出的拧紧力比较小,所以在有条件的情况下可以使用气动性螺丝刀。
5结语
介质损耗、磁滞损耗、涡流损耗等问题对塑壳断路器的升温变化影响不大,引起塑壳断路器升温问题的主要因素是电阻变化以期的电阻损耗。
在海拔比较高的户外作业中,随着海拔高度的增加并不会对温升变化产生太大影响,但是如果塑壳断路器是在户内进行工作,那么海拔增加就会对升温产生一定程度的影响。
所以在厂家生产制造这些断路器产品的生产过程中一定要严格控制接触压力值的大小,保证各个零部件良好的铆接质量以及焊接质量,保证每个接触面的面积在符合要求的大小范围之内,材料规格符合国家对产品的要求,接触面表面的镀层要符合工艺以及设计要求,有效纺织电阻损耗太大导致大幅度升温或者升温出现超标等问题。
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