GB140484交流接触器温升试验.docx
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GB140484交流接触器温升试验
交流接触器温升试验浅析之杨若古兰创作
电器在工作时，因为电流通过导体和线圈而发生电阻损耗，而这些损耗几乎全部改变成热能.这些热能将影响电器工作的可靠性和使用寿命.
电器产品中的金属材料在温度高达必定数值当前，其机械强度会明显降低.另外电器的触头材料，除考虑机械强度外还要考虑它的氧化成绩.普通金属材料的氧化物（银除外）都是电阻率很高的半导体，如铜触头氧化后的接触电阻将增大几十至几百倍，而且氧化的速度与触头的温度有关，当触头温度高于70～80℃时，氧化便会开始剧烈起来.还有电器产品绝缘材料的绝缘强度随温度的升高也会逐步降低，当绝缘材料的温度超出极限温度时，材料急剧老化.温度越高则老化越快，寿命也就越短.
因为电器产品的材料在温度超出必定数值后其上述功能要变坏，是以为包管电器工作的可靠性和使用寿命，根据材料的机械和绝缘等功能的条件，对电器发热部件的温升答应极限值有明确的规定.温升试验就是测量电器的一些部件在规定的工作条件下的温升值.是以温升试验是试验中一个次要的平安检验项目.本文将根据GB14048.4-2010的规定，讨论交流接触器温升试验的请求和方法，和测量过程中的有关影响身分.
交流接触器工作时的热源包含主回路和电磁零碎两部分，主回路发热包含电流流过回路导体时的损耗、动静触头接触电阻的损耗和连接导线和接线端的损耗；电磁零碎发热包含线圈和分磁环的损耗和铁磁体的损耗.是以根据尺度规定交流接触器的温升试验次要涉及以下几个方面：
接线端子的温升，易接近部件的温升，线圈和电磁铁绕组的温升.
一、交流接触器的温升试验请求
在GB14048.4-2010中，对交流接触器的发热部件规定了温升答应极限值.根据规定的试验方法进行试验，所测得的电器各部件温升应不超出以下有关规定值.
1、接线端子的温升
接线端子是用来与内部电路进行连接的电器部件，对于交流接触器来说次要包含主电路的接线端子和辅助电路的接线端子.两种接线端子的温升不该超出GB14048.1-2006表2的规定值.
2、易接近部件的温升
易接近部件是指产品安装后在日常运转工作时人体易接近的电器部件，易接近部件的温升不该超出GB14048.1-2006表3的规定值.
3、线圈和电磁铁绕组的温升
根据工作制的分歧，在进行线圈和电磁铁绕组温升试验时请求如下：
工作制
主电路温升的试验电流
（9.3.3.3.4）
线圈和电磁铁绕组的温升
（9.3.3.3.6）
8h工作制
Ith
与主电路温升同时进行
不间断工作制
Ie
断续周期工作制
Ie
除了与主电路温升同时进行试验外，还应根据其工作制的级别进行试验，试验时主电路欠亨电.
短时工作制或周期工作制
Ie
在主电路欠亨电时进行试验
备注：
Ith：
商定自在空气发热电流（见5.3.2.1）
Ie：
额定工作电流（见5.3.2.5）
在试验过程中线圈和电磁铁绕组的温升不该危及电器的载流部件和邻近部件.特别是对绝缘材料，应符合绝缘材料耐热分级，应不超出GB14048.4-2010表5的规定值.
表5线圈和电磁铁绕组的温升极限
绝缘材料等级（根据GB/T11021-2007）
电阻法测得的温升极限/K
线圈在空气中
线圈在油中
A
85
60
E
100
60
B
110
60
F
135
-
H
160
-
二、交流接触器的温升试验方法
温升试验的基本方法有以下几种：
热电偶法、电阻法、接触式温度计法、非接触式温度计法.交流接触器的温升试验过程中我们要根据分歧的测量请求，采取呼应的测量方法.
1、接线端子和易接近部件概况温度的测量
交流接触器的接线端子和易接近部件的温升试验是测量它们的概况温度，应采取合适的温度检测器测量其可能达到最高温度部位的温度.温度检测可以采取热电偶法，必定条件下也能够采取温度计.
（1）用温度计测量
温度计的长处是构造简单、价格廉价；缺点是读数方便，热惯性大且易损坏.因为温度计必须放置在电器部件上，以测量该点的最高温度，是以只能在被测部位有足够大的触及面积且可以紧密接触，同时其温度也不会因温度计的存在而发生明显变更，而且不会损坏电器的外壳或破坏其正常工作地位的情况下使用.然而，因为接触器接线端子和易接近部件的跟温度计的触及面积太小，所以在接触器的温升试验中不采取温度计进行测量.
（2）用热电偶测量
热电偶具有尺寸小、便于放置，热惯性小、对被测点温升影响小、制作和使用方便等长处，在电器温升试验中广泛用来测量温度.热电偶用于测量温度是利用了导体的热电效应.所谓热点效应就是：
当导体两端温度不服衡时就会在导体两端发生必定的电势，分歧导体发生的电势是分歧的，如果把两种分歧导体（分别暗示热电偶的阳极和阴极）.的一端焊接到一路作为探测端，而将另一端（不焊在一路）作为采取端，如许在采样端就构成必定的电位差，这个电位差的大小是随探测端的温度变更而变更的.
热电偶的固定.固定热电偶的工作端时，应使其与被测部件概况之间有良好地热传导，且尽可能不影响被测点的温升.通经常使用以下3种方法固定：
A.钻孔埋入法.先在被测点上钻一个小孔，孔的深度和直径略大于热电偶的工作端，然后将焊好的热电偶工作端放入孔中，四周用冲子冲挤固定或用导热性好的材料填充塞紧.
B.锡焊固定法.用锡将热电偶工作端焊在被测点上，焊点不宜太大，概况要光滑，以盖住热电偶工作端免受气流影响为限.
C.胶粘固定法.将热电偶的工作端用薄薄一层快干胶（目前普遍采取502胶）压在被测点上，待其固化后即可.
以上三种固定方法的测温有必定的测温极限.目前502胶的耐热性较差，极限使用温度在80～100℃摆布，是以胶粘固定法的测温范围普通在80℃以下；锡焊固定法可用在焊锡的软化温度（160℃）以下；钻孔埋入法可用到200℃.是以根据以往的试验数据，对于交流接触的接线端子和易接近部件概况温度的测量用热电偶进行胶粘固定法测量可以精确的测量它们的概况温度.
2、线圈和电磁铁绕组温度的测量
线圈内部的温度分布是不均匀的，国家尺度规定线圈的温度测量普通用电阻法.电阻法测得的是线圈平均温度，故只能间接反映线圈内部发热情况.用电阻法测量线圈平均温度，是利用金属导体电阻随温度变更的景象，线圈电阻与四周空气温度的关系如公式
（1）所示：
…………………………
（1）
=线圈绕组温升，K；
R1=测量开始时线圈冷态电阻，Ω；
R2=测量结束时线圈热态电阻，Ω；
T1=测量开始时四周空气温度，℃；
T2=测量结束时四周空气温度，℃；
线圈的电阻经常使用电桥来测量，线圈冷态电阻在温升试验开始前测量，线圈温度与四周空气温度的差别不该超出3K，线圈热态电阻应在温升试验结束后立即测量.
二、交流接触器温升试验的影响身分
1、易接近部件温升试验的影响身分
易接近部件温升试验的影响身分，次要在于测量点的确定.易接近部件温升的测量点，首先要考虑该部件是否与较热的部件接触，如果有，则接触点是一个测量点；其次要考虑该部件是否受到直接发热体或间接发热体的热辐射感化，如果是，受辐射的面也是一个测量点.对地位绝对固定的塑料件、绝缘材料等也能够按上述方法考虑外，还要留意这些绝缘材料在正常工作中是否会接触到较高温度的部件，如果会，则具有较高温度部件的可接触处就是这些绝缘材料的测量点.对于器具外概况、四周环境的温升测量点，可以通过对热源地位的分析、通电发热后用手触摸感觉和经验积累确定最热点，作为测量点.就交流接触器而言次要指的是接触器的上面面板，和两侧最接近线圈的地位，因为这两个部位最接近交流接触器的两大发热源.
在确定了测量点以后，就要将热电偶紧贴在被测点上，接触良好，使热电偶能充分感受到被测点的温度，真实地反映被测点的温度；同时，又要防止热电偶的固定方法使被测点的散热条件或受热条件发生变更，改变被测件的温度.是以固定热电偶的测量端时，即要使其与被测概况之间有良好地热传导性，又要尽可能不影响被测点的温升.
2、线圈和电磁铁绕组温升试验的影响身分
从公式1可以看出，影响
的身分来自R1、R2、T1、T2的测量，控制好试验条件，改进测量手段，控制好这四个量的误差，就能减少
的误差.以下就从几个次要方面分析如何减少这些影响身分对线圈和电磁铁绕组温升试验结果的影响.
（1）、环境温度的测量
在公式1中T1和T2对
有直接的影响，环境温度测量的误差直接反应到
上.在温升试验中对四周空气的温度请求比较严酷，在9.3.3.3.1条款（援用尺度GB14048.1-2006中的8.3.3.3.1条款）中请求对四周空气温度进行测量是在试验周期的最初1/4时间内应记录四周空气温度.测量时至多用两个温度检测器（如温度计或热电偶），均匀分布在被试电器的四周，放置在被试电器高度的1/2处离开被试电器的距离约为1m.温度检测器应包管免受气流，热辐射影响和因为温度敏捷变更发生的显示误差.试验中，四周空气温度应在+10℃～+40℃之间，其变更应不超出10K.如果四周空气温度的变更超出3K，应按电器的热时间常数用适当的批改系数对测得的部件温升予以批改.这是因为电器中导体的电阻和发热功率随四周空气温度的分歧而改变，四周空气温度的变更对电器的温度是有影响的，所以在四周空气温度变更较大时，必须用批改系数清除其对温度测量结果的影响.
（2）、R1和T1的分歧性
在公式1中T1是试验开始时的室温，R1应当是对应室温T1温度下的电阻.这里R1和T1应严酷对应.但是实际试验过程中，线圈绕组中铜的温度和室温T1存在呼应时间，R1和室温T1也就不克不及严酷对应.是以，刚刚测得的R1可能不是对应同时测得的室温T1的绕组冷态电阻，而是室温T1之前某一室温的冷态电阻，即R1对应T1存在误差.清除这类误差的法子是做好样品的筹办，应将样品在温度波动，无强对流的环境中放置必定时间，这就请求测量前，放置样品实验室不克不及有大的室温动摇.实际测量中，样品放置时间太长也不实际，普通在恒温环境中4-5小时为好.
（3）、对热波动形态的判断
对同一的产品，分歧的测量周期，每次达到热波动的时间可能都分歧，掌控好测量周期很有好处，这直接关系到R2的读取，从而影响
.产品运转时间太短，产品未充分发热，会导致测量结果偏小；试验时间太长，稳压电源也会受到电网周期性的动摇影响，导致样品的供电发生明显动摇.是以要严酷采纳同一测量周期中，按每隔一小时的时间间隔进行多点测量.若相邻的两个测量点求的的
不超出1K，就认为产品已达到热波动形态.根据以往试验过程中的记录，大多数的样品普通在试验开始3-4小时后就开始趋向于热波动形态，对于一些线圈绕组的电阻值比较小，如只要几十欧姆的交流接触器线圈，它的线圈普通至多须要5个小时才干达到热波动形态.
通过以上几个方面对交流接触器温升试验的请求、方法和试验过程中影响身分的分析和讨论.在温升试验过程中为了减少这些影响身分对测量结果形成的误差，我们首先在样品开始试验时，对样品要有一个预处理程序如许才干使样品和四周空气温度达到必定的平衡形态；在试验过程中，我们要精确的判断出样品是否达到热波动形态，而且及时地测量出该形态下线圈绕组的阻值，从而能精确地反映出样品线圈的实际温升值.如许才干使我们试验的数据能够客观和真实地反映样品的功能.
【参考文献】
[1]GB14048.1-2006《低压开关设备和控制设备第1部分：
总则》
[2]GB14048.4-2010《低压开关设备和控制设备第4-1部分：
接触器和电动机起动器机电式接触器和电动机起动器（含电动机呵护器）》
[3]《低压电器的试验与检测》作者：
陆俭国
[4]《机床电器检验测试手册》作者：
陆俭国
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