过载保护用低压电器检测与试验方法

过载保护用低压电器检测与试验方法

曹健

曹健

（中检质技检验检测科学研究院有限公司浙江杭州310022）

摘要：文章对常用的低压电器的类型以及常见故障类型予以探讨，介绍了断路器的检测方法，在此基础上阐述了常用的接线方式，分析了不同接线方式对检测结果造成的影响，为检测人员提供借鉴。

关键词：热继电器；断路器；检测方法

过载保护的常用低压电气包括保险管、热继电器以及断路器等，具有保护设备与保护线路的作用，但是长期使用过程中，受到过载、环境因素、电弧以及机械磨损等因素的影响，断路器的性能也会受到一定的影响，出现误动、拒动等现象，造成极大损失以及安全隐患[1]。以下将对过载保护用低压检测的方法进行阐述。

一、断路器的故障类型

断路器的故障类型包括操作故障、误动故障以及拒动故障，这三种故障类型是断路器的主要故障类型，以下将展开具体阐述。

1、操作故障

当采用手动合闸时无法闭合，或者断路器接接收到合闸信号之后无法闭合的缘故导致电路无法闭合的故障类型，这种故障类型就属于操作故障的类型之一。另外一种操作故障类型是，采用手动分闸时无法分闸，或者断路器接受分闸信号之后无法分闸，进而导致无法切断电路，这种故障也属于操作故障。

2、误动故障

用电设备，或者配电线路处于正常运行状况下，未发生短路、过载等现象，而此时产生过载扣器或者顺动脱扣器动作，这种故障就属于误动故障之一。另外一种误动故障属于断路器自身的动作特性发生改变，或者接收到干扰信号进而导致脱扣器动作被延时或者脱扣器瞬动，导致断路器自行分闸，配电线线路由此发生意外停电。

3、拒动故障

拒动故障指的是当用电设备或者配电线路发生短路、过载等异常状况时，断路器无法可靠、及时切断，导致用电设备、电气线路的安全性受到威胁的故障类型。

二、断路器的检测方法

1、正常情况时的检测

根据设备的工作环境确定检测周期，当设备的工作环境无腐蚀性气体时，按照每年一次的周期开展对设备的常规检查，检查过程中则主要检查合闸、分闸时是否能够做到灵活操作，检查触电的烧蚀情况，检查绝缘性能是否处于正常状态，接线的端子具体情况，是否存在松动或者变色等[2]。

2、发生异常时的检查

断路器异常可以分为无法操作、保护机构拒动、脱扣器受到干扰以及异常发热。设备无法操作的主要原因包括失压脱扣线圈被烧毁或者存在断线，也有可能是过载保护动作发生之后没有做到及时复位。保护机构拒动的主要原因包括整定不当、环境温度过低以及上下级配合不当等。脱扣器受到干扰的主要原因包括脱扣器受到冲击或者震动、供电回路内电压短时间内降低导致欠压保护动作被触发、供电回路短路或者负载起动时间过长等。异常发热的原因则包括触头被烧蚀、触头的弹簧压力发生变化以及接线端子出现松动等。

3、判断断路器失效的依据

开展断路器的操作可靠性检测的过程中，一旦出现以下任一现象，即认定产品失效：断路器分闸时，不返回；断路器合闸时，不触发动作；触头存在熔接，或者其它任何方式的粘连；断路器的零部件发生松动，连接导线出现松动，零部件存在破坏性的损坏；绝缘电阻测试结果不合规定、外观检查不合规定。

对断路器的瞬动保护可靠性进行检测的过程中，采用短路整定电流值的80%电流接入断路器时，发现瞬动脱扣器的动作时间在0.2s以下，或者采用短路整定电流值的120%电流接入断路器时，发现瞬动脱扣器的动作时间大于或等于0.2s，出现任一情况即判断该断路器失效。

三、对过载保护低压继电器的检测实验

过载保护低压继电器的主要故障类型包括拒动、误动等。开展检测实验的过程中，可以根据这两个原因开展针对性接线实验。

1、对实验电源的接线

实验电源的检测接线方法包括单相电源检测与三相电源检测，单相电源检测的接线方法有两种，见图1与图2，采用单相电源检测实验的优势在于方便、简单，因此这种检测方法在检测中得到了普及。

图1与图2：两种单相电源串联输入的方法

三相电源的检测难度与单相电源串联输入的方式相比实现难度更大，采用的是并联输入法，其接线方法见图3。

图3三相电源输入法

2、检测热继电器

热继电器是用于保护电动机，避免电动机过载的装置，具有结构简单、反时限性的特点。当热继电器的使用场合位起动间隙或者非频繁起动已经足以使得继电器的温度完全冷却时，为了避免发生误动作，确保热继电器处于正常工作状态[3]。

假设电动机属于重载起动，设置起动时间6s，起动电流控制为电动机额定电流2.2-12.2%，此时需要对热继电器的脱扣级别的选取予以重视，确定脱扣级别为30级，如果脱扣级别选取不当，例如设置热继电器的脱扣级别为10级或者10A级时，将导致起动过程中继电器误动。

热继电器的选取过程中，也需要注意到拖动的机械性质会导致电动机的使用条件产生变化，例如当机械不允许停车时，即使以电动机的使用寿命为代价，也无法让热继电器脱扣，此时将只有当电动机由于过载而严重烧损时，才允许脱扣，此时选取热继电器的整定电流的过程中，多以电动机额定电流的150%选取。

对热继电器进行检测时，需要将室内温度控制于25℃，选用单相电源检测的检测方法进行检测。

3、检测电子式过载保护器

热继电器的检测过程中，需要将各相串联，采用单相电源进行检测实验，但是对专用的配套电流互感器的热继电器进行检测的过程

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中，需要采用三相电源开展测试，如果经过实验确认两种实验等效，采用单相电源开展实验也是可接受的。

取两台过载保护器（脱扣级别为10级），控制室内温度为25℃，设置过载保护器的设定值为85A，分别采用单相电源的两种接线方式以及三相电源开展实验，测试结果见表1。

从表1可见，按照图1的接线方式进行检测时，过载保护器的动作特性曲线与功能实验结果存在略微差异，具体表现在电流额定值为常规电流额定值的1.05倍时，动作过快。按照图2的接线方式进行检测，过载保护动作器的动作特性曲线与实验结果完全不符合，各点均不动作。按照图3的接线方式进行检测时，发现过载保护动作取先与实验结果符合。

经过检测实验说明，单相电源检测与三相电源检测的实验结果存在差异，对电子式过载保护器进行检测的过程中，需要采用三相电源检测的方式开展检测。

结束语

检测传统的继电器时，可以采用相互串联的方式，利用单相电源进行检测，具有检测结果准确，易于检测的优势。但是检测电子式过载保护器时，为了确保检测结果的准确性，必须采用三相电源实验的方式进行检测，检测过程中严格控制室内温度，按照检测程序开展检测，从而确保实验数据的准确性。

参考文献：

[1]汤继东.低压熔断器的选择[J].电气工程应用，2018（01）：42-45.

[2]赵大伟，杨修岭.过载保护用低压电器检测低压电器故障诊断及其检测方法研究[J].电子制作，2016（02）：9.

[3]沈嘉，蔡益州，冯丽萍.过载保护用低压电器检测与试验方法应用研究[J].科技创新导报，2015，12（16）：24.