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前言

低壓成套開關(guān)設(shè)備所有型式試驗(yàn)項(xiàng)目中以溫升試驗(yàn)最為特殊。在低壓成套開關(guān)設(shè)備中，特別是抽屜式開關(guān)柜，除主進(jìn)線電路外其各分支饋線電路多達(dá)二十多個(gè)。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB 7251 低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》、《GB/T 10233 低壓成套開關(guān)設(shè)備和電控設(shè)備基本試驗(yàn)方法 》的要求，成套開關(guān)設(shè)備的主電路及分支電路必須同時(shí)通額定電流進(jìn)行溫升試驗(yàn)，測(cè)量低壓成套開關(guān)設(shè)備各部件的溫度，以驗(yàn)證被試品是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。傳統(tǒng)低壓成套開關(guān)設(shè)備溫升試驗(yàn)的特點(diǎn)是：① 試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，一般溫升試驗(yàn)需8～10小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間；② 試驗(yàn)?zāi)芎妮^大，被試品要通額定電流長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行消耗在負(fù)荷上，故許多廠家為了避過用電高峰而在夜間試驗(yàn)；③ 試驗(yàn)過程單調(diào)枯燥，測(cè)試人員須要經(jīng)常調(diào)整負(fù)荷并長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)地測(cè)量溫度值。

傳統(tǒng)試驗(yàn)方法

目前，國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)低壓成套開關(guān)設(shè)備溫升試驗(yàn)方法廣泛采用的是在被測(cè)品電源輸入端配設(shè)一臺(tái)大容量多磁路變壓器，通過變壓器的變流直接對(duì)被測(cè)品施加一個(gè)交流低電壓(8～12V)、大電流（4000～10000A）電源，然后在被測(cè)品各分支饋出回路接可變電阻器或電流調(diào)節(jié)器作為負(fù)荷以獲得測(cè)試電流，通過調(diào)節(jié)可變電阻器或電流調(diào)節(jié)器使輸出電流達(dá)到設(shè)定電流值。圖1是傳統(tǒng)低壓成套開關(guān)設(shè)備溫升試驗(yàn)原理框圖。由于大容量多磁路變壓器設(shè)備本身體積大，配上變電阻器或電流調(diào)節(jié)器負(fù)荷后，造成占地面積很大，對(duì)實(shí)驗(yàn)室空間要求高；且設(shè)備笨重又不能移動(dòng)，無法開展多套設(shè)備同時(shí)檢測(cè)。同時(shí)，由于電網(wǎng)電壓的波動(dòng)、載流回路中引線電阻變化、負(fù)荷本身電阻發(fā)熱變化，測(cè)試電流隨之變動(dòng)，操作人員須經(jīng)常調(diào)節(jié)電阻器或變流器來恒定電流，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，精度還是無法保證,并且在低壓大電流下會(huì)產(chǎn)生大量的感性無功損耗，電能直接消耗在銅母排、電阻器或變流器上，不但影響電網(wǎng)質(zhì)量，而且還造成能源的巨大浪費(fèi)。另外，低壓開關(guān)成套設(shè)備溫升測(cè)試常用的溫度測(cè)試儀器通常具有多通道的特點(diǎn)(如多點(diǎn)溫度巡測(cè)儀)，測(cè)量時(shí)將熱電偶的熱端用膠粘固定法或打鉆孔埋入法固定到被試部件的測(cè)量點(diǎn)，需要多根熱電偶來配合采集數(shù)據(jù)，測(cè)試前需要計(jì)量多個(gè)熱電偶，該類設(shè)備還有故障率高的缺點(diǎn)。可見，傳統(tǒng)設(shè)備溫升測(cè)試具有設(shè)備體積大、試驗(yàn)耗時(shí)長(zhǎng)、能耗較高、效率較低、設(shè)備故障率較高和操作靈活性差等致命缺點(diǎn)。

Delta德爾塔低壓成套大電流溫升測(cè)試系統(tǒng)

低壓電涌保護(hù)器動(dòng)作負(fù)載試驗(yàn)電源柜

高壓直流開關(guān)電器電壽命試驗(yàn)裝置

新型試驗(yàn)方法

為了克服現(xiàn)有低壓成套開關(guān)設(shè)備溫度試驗(yàn)方法的不足，我們提出采用一種新型的短路試驗(yàn)方法進(jìn)行低壓成套開關(guān)設(shè)備溫升試驗(yàn)，（以下簡(jiǎn)稱短路法），短路法是所有溫升試驗(yàn)中需要電源容量最小，試驗(yàn)電壓最低的試驗(yàn)方法。圖2是短路法試驗(yàn)原理框圖。它是利用低壓成套開關(guān)設(shè)備主進(jìn)線電路輸入端短路產(chǎn)生較小損耗，來進(jìn)行溫升試驗(yàn)的，也即對(duì)被測(cè)品主進(jìn)線電路輸入端直接短接，而通過多臺(tái)恒流電源（63～6300A）分別并接在被測(cè)品各分支饋線回路倒輸入穩(wěn)定電流，而在總母排自動(dòng)疊加以達(dá)到測(cè)試目的。本方法成功克服了原方案無法解決的銅阻溫升造成電流飄移需實(shí)時(shí)調(diào)整的缺點(diǎn)，不但可以提高檢測(cè)精度，加快校驗(yàn)速度，提高工作效率，而且恒流電源額定輸出電壓低(僅2～6V)，節(jié)能效果可以提高75%以上，大大的降低了能耗。

解決方案

針對(duì)傳統(tǒng)低壓成套開關(guān)設(shè)備溫升試驗(yàn)方法的不足和利用短路法進(jìn)行溫升試驗(yàn)的要求，我們研制成功了一種新型低壓成套開關(guān)設(shè)備數(shù)字化智能型溫升測(cè)試專用試驗(yàn)設(shè)備——低壓成套開關(guān)設(shè)備新型溫升試驗(yàn)系統(tǒng)。

本系統(tǒng)設(shè)備主要由：程控交流恒流電源、智能溫度檢測(cè)巡回檢測(cè)儀、智能磁控動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償配電柜及溫升測(cè)試系統(tǒng)管理軟件組成。該系統(tǒng)采用數(shù)字化模糊控制技術(shù)，能在外界電網(wǎng)電源產(chǎn)生波動(dòng)或用電負(fù)荷阻抗特性發(fā)生變化時(shí)仍能使各支路輸出電流自動(dòng)保持恒定，并保證總母排電流自動(dòng)疊加的程控交流恒流電源，取代傳統(tǒng)大電流交流源采用的電阻器或變流器電流調(diào)整技術(shù)；采用智能型溫度巡檢儀實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)設(shè)備各支路測(cè)試點(diǎn)溫度的全自動(dòng)采集和檢測(cè)；采用智能動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償配電柜實(shí)現(xiàn)由于不對(duì)稱負(fù)荷試驗(yàn)對(duì)電網(wǎng)所產(chǎn)生的無功損耗的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，提高線路傳輸容量，改善電能質(zhì)量，節(jié)能降耗；并采用專門開發(fā)的溫升測(cè)試系統(tǒng)管理軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓成套開關(guān)設(shè)備溫升試驗(yàn)過程監(jiān)控的全自動(dòng)化管理。

低壓成套開關(guān)設(shè)備溫升試驗(yàn)系統(tǒng)試驗(yàn)原理如圖3所示。圖中，QA為總開關(guān)，QA1～n為分支路開關(guān)；SCHL1～n為恒流電源。當(dāng)I=I1+I2+……In時(shí)，溫升試驗(yàn)可用一套多臺(tái)恒流電源進(jìn)行試驗(yàn)；當(dāng)I＜I1+I2+……In時(shí)，可在支路未端（或總母排）增加一臺(tái)恒流電源SCHLm，使I=I1+I2+……In+ Im。

程控交流恒流電源

程控交流恒流電源主要由交流配電單元、調(diào)壓變壓器、變流器、驅(qū)動(dòng)控制單元、數(shù)據(jù)采集單元、人機(jī)介面、微機(jī)控制單元等組成。

工作原理：主回路通過驅(qū)動(dòng)控制單元接收微機(jī)監(jiān)控單元信息處理的結(jié)果控制調(diào)壓變壓器使交流電源輸出電流自動(dòng)保持恒定。控制回路通過數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)交流電源電流輸出情況并將信息通過數(shù)據(jù)總線送入微機(jī)監(jiān)控單元。微機(jī)監(jiān)控單元作為交流恒流電源的數(shù)據(jù)處理中心，以現(xiàn)場(chǎng)總線方式對(duì)交流系統(tǒng)進(jìn)行信息采集、處理完成智能化管理，信息處理的結(jié)果一方面將作為人機(jī)界面觸摸式液晶顯示屏的信息來源，另一方面通過現(xiàn)場(chǎng)總線或WIFI通信接口傳給上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。

智能型溫度巡檢儀

智能型溫度巡檢儀主要由智能隔離溫度變送器、高精度熱電偶和巡檢儀主機(jī)三大部分組成。

工作原理：智能隔離溫度變送器對(duì)高精度熱電偶采樣溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行線性隔離放大、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、通信輸出，每只智能隔離溫度變送器可采樣8路高精度熱電偶輸入信號(hào)，可直接對(duì)380V及以下帶電導(dǎo)體進(jìn)行多路巡回測(cè)控。微機(jī)監(jiān)控單元實(shí)時(shí)監(jiān)控智能隔離溫度變送器的數(shù)據(jù)，以現(xiàn)場(chǎng)總線方式對(duì)其信息采集、處理并完成智能化管理，信息處理的結(jié)果一方面將作為人機(jī)界面觸摸式液晶顯示屏的信息來源，并提供了USB接口，可將測(cè)量數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)到U盤中，另一方面通過現(xiàn)場(chǎng)總線或WIFI無線通信傳給后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。

溫升試驗(yàn)系統(tǒng)管理軟件設(shè)計(jì)

溫升試驗(yàn)系統(tǒng)管理軟件是基于組態(tài)軟件，專為程控交流恒流電源和智能溫度巡檢儀進(jìn)行溫升測(cè)試而專門設(shè)計(jì)開發(fā)的監(jiān)控管理軟件。軟件具有豐富的顯示畫面、靈活的操作方式以及強(qiáng)大的記錄、運(yùn)算、控制和管理功能，集合了現(xiàn)代測(cè)試測(cè)量中不可缺少的測(cè)試檢索、曲線顯示、數(shù)據(jù)分析、報(bào)表輸出等核心功能，構(gòu)建了結(jié)構(gòu)化、可定制和高安全性的專業(yè)測(cè)試測(cè)量軟件平臺(tái)。

結(jié)論

低壓成套開關(guān)設(shè)備新型溫升試驗(yàn)系統(tǒng)利用程控交流恒流電源、智能型溫度巡檢儀和溫升試驗(yàn)系統(tǒng)管理軟件對(duì)低壓成套開關(guān)設(shè)備對(duì)溫升試驗(yàn)過程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)數(shù)字化、智能化控制管理，具有性能完善、測(cè)試精度高、工作效率高、節(jié)能降耗效果好的明顯特點(diǎn)。產(chǎn)品經(jīng)國(guó)家電控配電檢測(cè)中心、甘肅電器科學(xué)研究院、遵義市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)院等用戶單位投入使用，反應(yīng)良好 。實(shí)踐證明，低壓成套開關(guān)設(shè)備新型溫升試驗(yàn)系統(tǒng)是一種值得推廣應(yīng)用的試驗(yàn)設(shè)備，是國(guó)家和省級(jí)低壓電器成套開關(guān)設(shè)備檢測(cè)院(所)、測(cè)試中心及各生產(chǎn)制造企業(yè)理想的、提高工效的新型檢測(cè)設(shè)備。