新型高精度大电流选相合闸装置的应用

许家峰

（福建省产品质量检验研究院，福建 福州 350002）

新型高精度大电流选相合闸装置的应用

许家峰

（福建省产品质量检验研究院，福建 福州 350002）

文中介绍了新型高精度大电流选相合闸装置在低压电器产品检测试验中的应用，阐述了试验中对选相合闸装置的要求，讨论了大电流选相合闸装置提升的必要性和需达到的技术指标，并实际验证了选相合闸装置的控制效果。

选相合闸装置；合闸角度；低压电器检测

在低压电器检测试验中，很多标准对电源合闸相位角度提出明确要求。例如国家标准GB l6917.1-2014中，在验证RCBO在IT系统的适用性的短路试验、在1500A电流下试验和大于1500A电流的试验中［1］，均对合闸角度有明确要求；在国家标准GB 10963.1-2005中，在对断路器验证是否适用于在IT系统的适用性的短路试验、在1500A电流下试验、运行短路能力试验和额定短路能力试验［2］时，也对合闸角度有明确要求。而随着低压电器行业的不断发展，低压电器产品短路能力的不断提升，检验技术标准的不断更新，大电流、高精度的检测设备应运而生，对低压电器的检测要求逐渐朝可靠性高、精度高、响应快速等方向发展。

1　大电流选相合闸装置提升的必要性

目前，从各个低压电器检测机构了解到，随着检测要求的变化，传统的选相合闸装置技术状况与国内外现有的先进技术存在较大的差距，精度和容量已经逐渐无法满足测试要求。大电流选相合闸装置提升的必要性体现在以下四点：

（1）各低压电器检测机构试验室能力提升的需要；

（2）确保试验数据的准确可靠性，使检验更加严谨、公正、科学；

（3）低压电器的检测标准不断发展，要求选项合闸装置更新换代；

（4）传统选相合闸装置的控制系统采用数字逻辑控制技术，可操作性不强，有时存在触头弹跳问题，可靠性不高，且合闸电源系统采用高压电容充放电方式，容易出现故障。

2　选相合闸装置的要求和特点

为提高试验数据的准确性、可靠性，为试验提供有力保证，新型高精度大电流选相合闸装置采用了永磁技术和智能控制技术，可实现就地分合闸和远方操作功能。具有如下优点：可靠性高、寿命长、抗电磁干扰能力强、控制技术先进、精度高，装置每个极柱均配有独立的永磁操动机构，装置由智能控制器控制，可实现在交流电整周期的任意角度的合闸操作，达到国内领先水平。其主要技术指标如下：

（1）寿命长：采用长寿命真空灭弧室及专门设计的永磁操动机构，能够确保合闸装置的寿命为3万次以上；

（2）可靠性高：采用单稳态永磁操动机构，机构与灭弧室直线布置，在合、分闸状态分别靠永磁、分闸弹簧保持，大大提高了选相开关的可靠性；

（3）选相合闸精度高：采用高性能永磁材料，合闸时间分散性小，控制软件功能强大，相位角选择误差小，确保选相合闸精度±3.6°，实现装置在0°～360°范围的任意选相合闸，步长0.5°；

（4）控制技术先进：采用微机控制方式，调节分、合闸速度，满足国家相关标准规定的要求，而且彻底消除弹跳，大幅度提高开关寿命。

3　新型高精度大电流选相合闸装置的实际应用

3.1新型高精度大电流选相合闸装置精度验证

根据国家标准GB 14048.1-2012中规定，单相交流短路接通和分断的试验电路如图1所示［3］，图中D用阻抗可忽略的连接电缆连接，试验前将线路阻抗值调整到预期短路值（Ua=380V，Ia=50kA）。

图1　单相交流短路接通和分断能力的试验电路图S-电源；Ur1，Ur2-电压传感器；V-电压测量器；F-熔断元件；Z-负载电路；RL-限制故障电流的电阻器；D-被测电器（包括连接电缆）；B-整定用临时连接线；I1-电流传感器；T-接地点。

国家标准中对选相合闸开关合闸角度误差一般规定为±5°，文中选取了0°、30°、60°、90°、120°、150°共6个相位角度验证其精确性，试验过程记录示波图，结果如图2至图7所示。

图2　0°选相合闸

图3　30°选相合闸

图4　60°选相合闸

图5　90°选相合闸

图6　120°选相合闸

图7　150°选相合闸

3.2结果分析

对6次选相合闸验证结果如表1所示，由表1可见，合闸角度误差范围为（-0.94°～+2.05°），符合国家标准中对选相合闸装置合闸角度误差的要求。

表1　选相合闸验证结果

4　结论

随着低压电器技术的不断发展，选相合闸装置在低压电器检测中的应用会越来越广泛，而各种选相断路器、接触器的不断涌现，对选相合闸装置的要求也越来越高。而随着同步关合技术、微电子技术和永磁机构技术的不断发展，选相合闸装置的发展特点也变为高精度、可靠性高、使用寿命长和控制技术先进。选相合闸装置在低压电器检测中的作用将越来越明显，只有解决了试验过程中的这一关键环节，才能在检测过程中减少检测误差，获得较为精准的测试数据，并做出准确的判定结论，更好地满足标准要求。

［1］ GB l6917.1-2014 家用和类似用途的带过电流保护的剩余电流动作断路器（RCBO）［S］.2014.

［2］ GB 10963.1-2005家用及类似场所用过电流保护动作断路器［S］.2005.

［3］ GB 14048.1-2012低压开关设备和控制设备［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

许家峰，男，国家低压开关电器产品质量监督检验中心/福建省产品质量检验研究院，检验员，助理工程师