許家峰

（福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院，福建 福州 350002）

新型高精度大電流選相合閘裝置的應(yīng)用

許家峰

（福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院，福建 福州 350002）

文中介紹了新型高精度大電流選相合閘裝置在低壓電器產(chǎn)品檢測試驗中的應(yīng)用，闡述了試驗中對選相合閘裝置的要求，討論了大電流選相合閘裝置提升的必要性和需達到的技術(shù)指標，并實際驗證了選相合閘裝置的控制效果。

選相合閘裝置；合閘角度；低壓電器檢測

在低壓電器檢測試驗中，很多標準對電源合閘相位角度提出明確要求。例如國家標準GB l6917.1-2014中，在驗證RCBO在IT系統(tǒng)的適用性的短路試驗、在1500A電流下試驗和大于1500A電流的試驗中［1］，均對合閘角度有明確要求；在國家標準GB 10963.1-2005中，在對斷路器驗證是否適用于在IT系統(tǒng)的適用性的短路試驗、在1500A電流下試驗、運行短路能力試驗和額定短路能力試驗［2］時，也對合閘角度有明確要求。而隨著低壓電器行業(yè)的不斷發(fā)展，低壓電器產(chǎn)品短路能力的不斷提升，檢驗技術(shù)標準的不斷更新，大電流、高精度的檢測設(shè)備應(yīng)運而生，對低壓電器的檢測要求逐漸朝可靠性高、精度高、響應(yīng)快速等方向發(fā)展。

1　大電流選相合閘裝置提升的必要性

目前，從各個低壓電器檢測機構(gòu)了解到，隨著檢測要求的變化，傳統(tǒng)的選相合閘裝置技術(shù)狀況與國內(nèi)外現(xiàn)有的先進技術(shù)存在較大的差距，精度和容量已經(jīng)逐漸無法滿足測試要求。大電流選相合閘裝置提升的必要性體現(xiàn)在以下四點：

（1）各低壓電器檢測機構(gòu)試驗室能力提升的需要；

（2）確保試驗數(shù)據(jù)的準確可靠性，使檢驗更加嚴謹、公正、科學；

（3）低壓電器的檢測標準不斷發(fā)展，要求選項合閘裝置更新?lián)Q代；

（4）傳統(tǒng)選相合閘裝置的控制系統(tǒng)采用數(shù)字邏輯控制技術(shù)，可操作性不強，有時存在觸頭彈跳問題，可靠性不高，且合閘電源系統(tǒng)采用高壓電容充放電方式，容易出現(xiàn)故障。

2　選相合閘裝置的要求和特點

為提高試驗數(shù)據(jù)的準確性、可靠性，為試驗提供有力保證，新型高精度大電流選相合閘裝置采用了永磁技術(shù)和智能控制技術(shù)，可實現(xiàn)就地分合閘和遠方操作功能。具有如下優(yōu)點：可靠性高、壽命長、抗電磁干擾能力強、控制技術(shù)先進、精度高，裝置每個極柱均配有獨立的永磁操動機構(gòu)，裝置由智能控制器控制，可實現(xiàn)在交流電整周期的任意角度的合閘操作，達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。其主要技術(shù)指標如下：

（1）壽命長：采用長壽命真空滅弧室及專門設(shè)計的永磁操動機構(gòu)，能夠確保合閘裝置的壽命為3萬次以上；

（2）可靠性高：采用單穩(wěn)態(tài)永磁操動機構(gòu)，機構(gòu)與滅弧室直線布置，在合、分閘狀態(tài)分別靠永磁、分閘彈簧保持，大大提高了選相開關(guān)的可靠性；

（3）選相合閘精度高：采用高性能永磁材料，合閘時間分散性小，控制軟件功能強大，相位角選擇誤差小，確保選相合閘精度±3.6°，實現(xiàn)裝置在0°～360°范圍的任意選相合閘，步長0.5°；

（4）控制技術(shù)先進：采用微機控制方式，調(diào)節(jié)分、合閘速度，滿足國家相關(guān)標準規(guī)定的要求，而且徹底消除彈跳，大幅度提高開關(guān)壽命。

3　新型高精度大電流選相合閘裝置的實際應(yīng)用

3.1新型高精度大電流選相合閘裝置精度驗證

根據(jù)國家標準GB 14048.1-2012中規(guī)定，單相交流短路接通和分斷的試驗電路如圖1所示［3］，圖中D用阻抗可忽略的連接電纜連接，試驗前將線路阻抗值調(diào)整到預(yù)期短路值（Ua=380V，Ia=50kA）。

圖1　單相交流短路接通和分斷能力的試驗電路圖S-電源；Ur1，Ur2-電壓傳感器；V-電壓測量器；F-熔斷元件；Z-負載電路；RL-限制故障電流的電阻器；D-被測電器（包括連接電纜）；B-整定用臨時連接線；I1-電流傳感器；T-接地點。

國家標準中對選相合閘開關(guān)合閘角度誤差一般規(guī)定為±5°，文中選取了0°、30°、60°、90°、120°、150°共6個相位角度驗證其精確性，試驗過程記錄示波圖，結(jié)果如圖2至圖7所示。

圖2　0°選相合閘

圖3　30°選相合閘

圖4　60°選相合閘

圖5　90°選相合閘

圖6　120°選相合閘

圖7　150°選相合閘

3.2結(jié)果分析

對6次選相合閘驗證結(jié)果如表1所示，由表1可見，合閘角度誤差范圍為（-0.94°～+2.05°），符合國家標準中對選相合閘裝置合閘角度誤差的要求。

表1　選相合閘驗證結(jié)果

4　結(jié)論

隨著低壓電器技術(shù)的不斷發(fā)展，選相合閘裝置在低壓電器檢測中的應(yīng)用會越來越廣泛，而各種選相斷路器、接觸器的不斷涌現(xiàn)，對選相合閘裝置的要求也越來越高。而隨著同步關(guān)合技術(shù)、微電子技術(shù)和永磁機構(gòu)技術(shù)的不斷發(fā)展，選相合閘裝置的發(fā)展特點也變?yōu)楦呔取⒖煽啃愿?、使用壽命長和控制技術(shù)先進。選相合閘裝置在低壓電器檢測中的作用將越來越明顯，只有解決了試驗過程中的這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)，才能在檢測過程中減少檢測誤差，獲得較為精準的測試數(shù)據(jù)，并做出準確的判定結(jié)論，更好地滿足標準要求。

［1］ GB l6917.1-2014 家用和類似用途的帶過電流保護的剩余電流動作斷路器（RCBO）［S］.2014.

［2］ GB 10963.1-2005家用及類似場所用過電流保護動作斷路器［S］.2005.

［3］ GB 14048.1-2012低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備［S］.2012.

Application of the New High-precision and High-current Phase Selection Device

XU Jia-Feng
（Fujian Inspection and Research Institute for Product Quality， Fuzhou 350002， Fujian， China）

The application of the new high-precision and high-current phase selectiondevice in low voltage electrical apparatus testing was introduced. The test demand for the device was expounded.The necessity to enhance the phase selection device and technical specifications to achieved was analyzed. And actually verified the controleffect.

Phase selection device； Close angle； Low voltage electrical apparatus testing

2015-09-22

許家峰，男，國家低壓開關(guān)電器產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心/福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院，檢驗員，助理工程師