小型断路器检验实验指导.docx
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小型断路器检验实验指导
小型断路器检验
实训项目：
小型断路器检验
一、实训目的
《小型断路器检验实训》是在《电器结构与装配》课程中进行的，是对所学内容的总结与应用。
其主要任务是通过DZ47小型断路器、TZL18漏电断路器的特性试验，提高学生的试验能力、查阅和使用国家标准的能力以及分析问题与解决问题的能力。
学生能够达到以下教学目标：
应知部分：
1、掌握DZ47断路器的两段式保护特性、规格和主要技术参数；
2、掌握TZL18漏电断路器的规格和主要技术参数；
3、熟悉DZ47断路器、TZL18漏电断路器相关的国家标准；
4、了解DZ47断路器、TZL18漏电断路器相关的理论知识；
应会部分：
1、具备DZ47断路器的延时特性和瞬时特性的试验能力；会定性描绘两段式保护特性的曲线；
2、具备TZL18漏电断路器动作值的试验能力；
3、具备应用国家标准GB10963的选用能力；
4、具备对试验设备的使用技能。
5、会对试品给出判断。
二、实训线路及原理
1.GDS-2-63（SGDX-60-2）瞬时特性试验台介绍
1.1设备慨述
GDS-2-63瞬时特性试验台是根据GB10963.1—2005《家用及类似场所用过电流保护断路器》有关标准和用户特殊要求而研制的一种专业为小型断路器瞬时动作特性校验的智能试验台。
它由智能控制器、升流器、稳流器、计时器、显示仪表等组成。
该设备采用高速DSP数据处理器，通用软件PID原理进行调整，‘采用标准通讯接口，可通过电脑传送或接收数据进行分析处理，又可单独进行设定，是对断路器进行瞬时动作特性试验的专用设备。
1.2设备功能
该设备能完成GB10963.1-2005中9.10.2断路器瞬时脱扣和触头正确断开试验；即从冷态开始，对所有极通以等于5IN的电流，断开时间应不小于0.1S；然后再从冷态开始对所有极通以10IN的电流，断开时间应该在不小于0.1S的时间内脱扣。
1.3设备参数
1.3.1输入电能参数
电压：
AC380（1±10%）V;
频率：
50HZ±1HZ;
试验台容量：
3KVA
1.3.2输出电能参数
输出电流：
25A、50A、150A、300A、750A、1500A分档连续可调，直接显示电流有效值。
计时范围：
1-200MS,分辨率1MS，准确度0.1级；
仪表显示精确度等级：
1.0级；
电流互感器等级：
0.2级；
设备绝缘电阻≥5兆欧；
试验台综合误差±5%
2.操作使用说明
2.1接好符合电源要求的电源和保护接地线；
2.2开启总电源开关，检查各个仪表显示是否正常；
试验台将按照预设的电流对试品自动进行测试，试品应该在动作电流和动作时间内动作，在预设不动作电流和不动作时间内不动作。
2.3上限动作特性的测试
2.3.1根据试品的额定电流和校验倍数，确定上限动作电流的大小，选择相应的电流档位,（在面板中间的上方是“峰值电流显示”，通过按键“︽、︾”选择电流档位；）
2.3.2根据动作电流的大小，加上适当的电压（调节大调压器旋钮，SGDX-60-2试验台是调节左边下方的调压器旋钮）;
2.3.3按一次上限点动开关（或脚踏一次上限脚踏开关），试验台会自动对试品进行检测，试品应该在预设的动作电流和时间内可靠分断，如不能分断，再升高电压，如果电流过大，就降低电压，要反复多试几次，确保输出电流的准确稳定。
2.4下限不动作特性的测试
下限不动作特性的设定方法和上限动作特性设定方法相同，不同的是上限是测试试品的动作特性，下限是测试试品的不动作特性，调节小调压器的旋钮（SGDX-60-2试验台是调节右边下方的调压器旋钮），根据试品不动作电流值和不动作时间内不动作。
2.5由于每个试品的内阻存在一定的差别或电压值相对的差异，所以每次校验的结果存在一定的误差属于正常现象，测试时由于环境温度的差异会给断路器动作特性带来一定的误差，可根据实际情况对测试结果进行修正。
图2-1GDS-2-63（SGDX-60-2）瞬时特性试验台
2.SGXD-60-1小型断路器延时智能校验台介绍
2.1设备慨述
断路器延时动作特性试验台是根据GB10963.1—2005《家用及类似场所用过电流保护断路器》有关标准和用户特殊要求而研制的一种专业为小型断路器延时动作特性校验的智能试验台。
它由智能控制器、升流器、稳流器、计时器、显示仪表等组成。
该设备采用高速DSP数据处理器，通用软件PID原理进行调整，‘采用标准通讯接口，可通过电脑传送或接收数据进行分析处理，又可单独进行设定，是对断路器进行延时动作特性试验的专用设备。
2.2设备功能
该设备能够完成GB10963.1-2005中9.10.1.2时间-电流特性的试验；
表2-1GB10963.1-2005内容摘录：
GB10963-2005中动作时间摘录：
序号
型式
试验电流
起始状态
脱扣或不脱扣时间极限
预期效果
a
B.C.D
1.13In
冷态
t≤1h（In≤63A）
t≤2h（In＞63A）
不脱扣
b
B.C.D
1.45In
紧接着
试验
t＜1h（对In≤63A）
t＜2h（对In＞63A）
脱扣
c
B.C.D
2.55In
冷态
1s＜t＜60s（对In≤32A）
1s＜t＜120s（对In＞32A）
脱扣
2.3设备参数
2.3.1输入电能参数
电压：
AC220（1±10%）V;
频率：
50HZ±1HZ;
试验台容量：
2KVA，2工位。
2.3.2输出电能参数
输出电流：
10A、50A、100A、200A自动分档输出，五位LED直接显示电流有效值。
输出波形失真度：
＜3%；
计时范围：
1-9999.9S,准确度0.1级计时由五位LED显示；
智能控制器精确度等级：
1.0级；
电流互感器等级：
0.2级；
设备绝缘电阻≥5兆欧；
试验台综合误差±1.5%
2.4操作使用说明
2.4.1接好符合电源要求的电源和保护接地线；
2.4.2开启总电源开关，检查各个仪表显示是否正常；
2.4.3把被测试的小型断路器夹在试验台的夹具中，处于断开状态；
2.4.4根据试品的额定电流和校验倍数计算所需要的工作电流，可以直接在智能控制器上进行设定，设定步骤为：
第一工位设置：
轻触“电流1”这个按钮，输入延时动作电流数值（按照国家标准选定试验电流），比如需要输入50A，则需要轻触数字键“5”然后在2轻触数字键“0”，最后再轻触一次“电流1”这按钮，设备将输入的数据存入，一工位电流设置完成。
第二工位设置：
轻触“电流2”这个按钮，输入延时动作电流数值（按照国家标准选定试验电流），比如需要输入50A，则需要轻触数字键“5”然后在2轻触数字键“0”，最后再轻触一次“电流2”这按钮，设备将输入的数据存入，一工位电流设置完成。
2.5把被测试的小型断路器夹在试验台的夹具中，将手柄扳到“NO”位置，试品将在设定的电流下进行检测，这时电流下方左侧电流表显示出设定的延时动作电流，而下方的时间显示开始跳动，直到被试断路器脱扣为止，这时测试台显示出试品的延时动作时间。
2.6校验额定电流相同的产品，可以连续进行试验，不需要重新设定电流，只有在更换另一试验电流时，才需要重新设定。
2.7测试时由于外界因素（如温度，电源电压的波动等）所造成断路器动作误差时，应该根据实际情况对测试结果给予修正。
图2-2.SGXD-60-1小型断路器延时智能校验台
（附：
该实验台可同时进行2个小型断路器的延时校验，左边的电压、电流、时间显示和“电流1”按钮对应，而右边的各仪表显示是和“电流2”对应的）
3.TZL18-20漏电断路器试验台介绍
GDB剩余电流动作保护器测试仪是根据GB6829《剩余电流动作保护器的一般要求》，GB16917.1《家用和类似用途的带过电流保护的剩余电流动作保护器（RCBO）第一部分：
一般规则》、GB14048.2《低压开关设备和控制设备低压断路器》等国家标准而设计开发的一种专用仪器，能满足一般剩余电流动作保护器动作特性试验的各种要求，是剩余电流动作保护器的生产厂家、科研部门和使用单位对剩余电流动作保护器动作特性进行测试验证的必备工具。
3.1试验设备使用条件
3.1.1温度
周围空气温度+5-40℃，且24小时日平均温度不超过35℃；
3.1.2大气条件
大气相对湿度在周围空气温度+40℃时不超过50%，在教低温度下可以有较高的相对湿度，如+20℃为90%，并考虑到由于温度的变化有可能会偶然的产生适度的凝雾。
3.1.3污染等级：
三级；
3.1.4海拔：
使用场所海拔不超过2000m；
3.1.5场地：
使用场地不应该与有与工作无关的强电磁场。
3.2主要技术参数
3.2.1输入电源：
AC220V（1±10%）50HZ±2.5HZ
3.2.2输出剩余电流
连续可调剩余电流：
（2-20）mA;（20-200）mA两档；
分档可调电流：
150mA，200mA，250mA，350mA，500mA共5档；
3.2.3输出电压：
50V,127V,220V,242V,420V五档可调；
3.2.4动作时间：
1-9999ms;
3.2.5最小分辨率：
剩余电流：
0.01mA;动作时间1ms;
3.2.6测量误差：
一起综合误差：
±1%；
3.3GDB-500-1剩余电流动作保护测试仪面板说明
3.3.1读数显示屏“1”：
由3位发光数码管组成，课分别显示剩余动作电流及动作时间。
3.3.2剩余电流选择开关“2”：
20mA、100mA、150mA、200mA、250mA、375mA、500mA七档；
3.3.3电压选择开关“3”：
50V、187V、220V、242V、420V五档；
3.3.4试品电源指示灯“4”：
当输出电源开关合上后，指示灯亮，即相线“9”和中线“8”将有电流输出。
3.3.5功能选择开关“5”：
有三个位置：
a电流：
用于测量剩余电流动作值；
b设定：
用于预置所需要的剩余电流值；
c时间：
当预设好剩余电流值后，将开关改变到“时间”位置，便可以测量剩余电流动作保护器的动作时间。
3.3.6试品接线端：
试品测试输出开关“7”；试品电流端中线插孔“8”；试品电流端相线插孔“9”；试品负载端相线插孔“10”；
3.3.7测量按钮“13’：
测量试品动作时间时按下“13”使剩余电流接通，测量试品的分断时间；
3.3.8清零键”14”:
测量试品动作时间前要先清零，使屏幕上时间显示为“0000”。
3.3.9常开常闭按钮“15”：
按下此按钮则直接接上试品，测量试品分断时间。
3.3.10剩余电流调节旋钮“16”、“17”、“18”：
能对“2”相应档位的剩余电流进行连续的细调。
3.3.11其他
电源总开关“6”、电压显示屏“11”、外接短路保险“19”、总电源保险“20”（背面）、电源插座“21”（背面）。
图2-3TZL18-20漏电断路器试验台
三、实训内容
1.延时特性试验
1.1过电流保护特性
图3-1过电流保护特性
abcdef小写特性是三段式保护特性:
ab段长延时特性用于过载保护；
cd段短延时特性用于选择性保护；
ef段瞬时特性用于短路保护。
ABCD大写特性是两段式保护特性：
AB段长延时特性用于过载保护；
CD段瞬时特性用于短路保护。
DZ47-63-C10是两段保护断路器，AB段是延时特性，具有反时限特性，即动作电流越大动作时间越短。
长延时特性用于线路的过载保护。
本试验通过国家标准GB10963.1-2005中2.55IN动作时间的试验，定性描绘出延时动作特性。
1.2试验内容
1.2.1自选2个不同规格的断路器，按照检测条件（国家标准GB/10963.1-2005）2.55IN测定延时动作时间；
将数据填入表一中：
表3-1延时特性动作时间
检测项目：
延时动作特性2.55IN
延时动作电流（A）
延时动作时间（S）
型号1
DZ47-
型号2
DZ47-
1.2.2利用调节螺丝钉调节动作时间在20S左右。
将调节螺丝刀放进调节孔，顺时针调节时双金属片弯曲的位置使得动作时间减少；逆时针调节时双金属片弯曲的位置使得动作时间长；
如果未调节前时间小于20S，则需要将双金属片向外壳的方向调节；
如果未调节前时间大于20S，则将双金属片往里面调节。
将调节后的数据记录在表二中：
表3-2：
延时特性动作时间的调节
检测项目：
延时动作特性2.55IN
延时动作电流（A）
延时动作时间（S）
调节前
DZ47-
调节后
DZ47-
1.2.3按照上面的方法调节动作电流分别为4IN、5IN,观察动作时间，并记录下来,定性做出延时特性的时间-电流曲线的反时限特性段.
表3.3：
延时特性不同电流倍数的动作时间
延时动作特性
2.55IN
4IN
5IN
实际电流读数（A）
动作时间（S）
定性描绘特性曲线：
图3-1特性曲线
1.2.4选作内容
按照上面的方法调节动作电流分别为1.45IN,按照GB10963.1-2005中动作时间应该在1h之内动作，时间允许的时候试验，并记录动作时间。
2.瞬时特性试验
DZ47-63-C10是两段保护断路器，CD段是瞬时特性，具有定时限特性，即动作电流超过6IN后动作时间变化不大。
瞬时特性用于线路的短路保护。
本试验通过国家标准GB10963.1-2005中6IN、8IN、10IN动作时间的试验，定性描绘出瞬时动作特性，并将整个时间-电流特性组合起来。
2.1.试验设备
2.1.1型号DZ47-63-C10、DZ47-63-C20、DZ47-63-C25、DZ47-63-C32、DZ47-63-C40的断路器数个；
2.1.2.2SGXD-60-2小型断路器瞬时智能校验台一台。
2．2试验内容
2.2.1对已知型号断路器的特性试验：
按6IN，8IN，10IN测定瞬时动作时间，其中6IN测量动作时间时，应该在10MS和100MS附近测量2次，即上、下限瞬时动作时间。
所以电流值只能是参考值，将实际电流值填入表一中：
表3-4：
延时动作特性
6IN
6IN
8IN
10IN
实际电流读数（A）
动作时间（S）
2.2.2对未知型号断路器规格的判断：
将6IN所测量时间在100MS附近动作的电流值除以6，则为额定电流。
分别对5A、10A、15A、20A、25A、32A、40A七个未知规格的断路器额定电流给于试验并判断。
记录出实际电流和时间填入表二中：
表3-5：
未知型号断路器规格的判断
5A
10A
15A
20A
25A
32A
40A
动作电流（A）
动作时间（S）
3.TZL18-20漏电断路器试验
3.1漏电断路器动作原理
图3-2漏电断路器动作原理图
图3-3漏电断路器内部结构图
TZL18-20型号的漏电断路器是一种典型的漏电保护断路器，是在电磁式电流动作型断路器，在断路器上加装了零序电流互感器、漏电脱扣器及测试检查部件等构成的。
能够在具备一般断路器的作用下，还能在线路或设备出现漏电或人身触电时，迅速断开线路，以保护设备和人身的安全。
一般动作电流为30~100mA，分段时间小于0.1s。
3.2试验内容
3.2.1测试漏电开关的好坏
（1）先把电压调节到“220V”档，电流档调节到“100mA”档（粗调）,波段开关打到“电流档”,电压调节到220V左右（细调），电流调零。
（2）将仪器的相线“8”和中线“9”分别接到漏电断路器电源线的两个端口，仪器负载线接到漏电断路器负载侧的另一端“10”上端端口，打开电源总开关，闭合输出开关，再闭合漏电断路器，按下漏电断路器上的试验按纽（白色小按钮），这时漏电断路器将跳闸，说明这个漏电断路器是好的。
图3-4漏电断路器接线
3.2.2测试动作电流
（1）将电流调节旋钮和电压调节旋钮“12”“16”“17”“18”全部回到零位（逆时针旋转到头）。
（2）将功能选择开关“5”的波段开关放在“电流”档。
（3）将电压选择开关“3”放到试品所需要的位置，针对TZL18-20型号的漏电断路器，电压调节到“220V”档；调节电压细调开关“12”到220V（细调）；电流档位“2”调节到“100mA”档（粗调）,波段开关“5”打到“电流档”。
（4）按照图示的位置将试品的电源侧接到“8”、“9”，负载侧接到“10”上，合上断路器开关。
（5）闭合电源输出开关“7”，，慢慢旋转15~100mA档旋钮“17”（因为试品动作电流是30mA，“17”旋钮的细调开关调节范围是15~100mA），电流在接近30mA时，漏电断路器应该跳闸，记录动作电流。
（正确情况下电流大小应小于30mA）
3.2.3分断动作时间
（1）将电流调节旋钮和电压调节旋钮“12”“16”“17”“18”全部回到零位（逆时针旋转到头）。
（2）将功能选择开关“5”的波段开关放在“设定”档。
（3）将电压选择开关“3”放到试品所需要的位置，针对TZL18-20型号的漏电断路器，电压调节到“220V”档；调节电压细调开关“12”到220V（细调）；电流档位“2”调节到“100mA”档（粗调）。
（4）闭合电源输出开关“7”，，慢慢旋转15~100mA档旋钮“17”到试品动作电流30mA，然后将“17”改置到“时间档。
（5）按一下清零开关“14”，使得时间显示为“0000”；
（6）按照图示的位置将试品的电源侧接到“8”、“9”，负载侧接到“10”上，合上断路器开关，按下测量开关“13”，正常情况下，试品分断，时间显示屏上显示出的即为试品的分断时间。
（注意：
此时常开常闭按钮“15”应该在常开位置，即凸起状态）
记录分断时间,填入下表：
（正确情况下分断时间应小于0.1s。
）
表3-6漏电断路器特性试验数据
型号规格：
TZL18-20
检测项目：
漏电保护特性
测试数据
漏电动作电流值
漏电动作时间
四、实训设备
1.GDS-2-63（SGDX-60-2）瞬时特性试验台
2.SGXD-60-1小型断路器延时智能校验台
3.TZL18-20漏电断路器试验台
4.型号DZ47-63-C10、DZ47-63-C20、DZ47-63-C25、DZ47-63-C32、DZ47-63-C40的断路器数个
5.TZL18-20型号的漏电断路器一个；
五、实训方法
1.断路器引用的标准：
表5-1断路器引用标准列表：
断路器的引用标准
产品名称
国家标准
国际标准
小型断路器
GB/10963.1-2005
IEC60898-1：
2002
塑壳式断路器
GB/14048.2-2001
IEC60947-2：
1995
万能式断路器
GB/14048.2-2001
IEC60947-2：
1995
漏电断路器
GB/16916.1-2003
IEC61008-1：
1996
GB/16917.1-2003
IEC61009-1：
1996
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