在高壓開關設備的操作控制回路中有各種線圈,標準規(guī)定對這些線圈要進行溫升試驗,而線圈的溫升測量一般采用電阻法測量。
1.原理
根據(jù)熱電阻和冷電阻之差來確定溫升。利用這個原理可以測定已知電阻溫度系數(shù)的金屬所制成的線圈的溫度。
2、基本要求
(1)通過線圈的電流應不超過線圈額定電流的115%。對于交流線圈,電阻的測量應以直流進行。線圈的電阻也可以用電橋直接測量,所用儀器儀表精度不得低于0.2級,且熱態(tài)和冷態(tài)電阻測量應用相同的儀表和方法。
(2)試品要求。在測量線圈的冷態(tài)電阻錢,線圈應在實驗室放置8h以上。熱態(tài)或冷態(tài)測量時,導線連接點均應固定不變(最好焊上),且保證接觸可靠。
(3)試驗方法
1)撐起載流元件的發(fā)熱試驗。試驗時,對電磁鐵和欠壓脫扣器線圈施以110%額定電壓;對過流脫扣器線圈施以110%額定電流。長期通電,直至線圈溫升穩(wěn)定。在試驗前后測量線圈的冷態(tài)和熱態(tài)的直流電阻,然后計算出線圈溫升。
2)短時載流元件的發(fā)熱試驗。對具有自動切換回路裝置的線圈在額定電壓下連續(xù)操作10次,每次間隔2s;對不具有自動切換回路裝置的線圈在額定電壓下通電10次,每次通電時間為1s,兩次通電時間間隔為2s,在此之后待被試回路冷卻后再通15s的附加試驗。
在上述實驗前后測量線圈的冷態(tài)和熱態(tài)的直流電阻,然后計算出線圈溫升。
3、線圈溫升計算方法
用電阻法測量線圈溫度時,線圈的溫升τ有下式確定。
τ=θ2-θ3=(R2-R1)/R1(1/α+θ1)+θ1-θ3 (4-6)
式中θ2——線圈在熱態(tài)下的溫度,℃;
θ3——測量線圈熱態(tài)電阻時的周圍空氣溫度,℃;
R2——溫度為θ2時線圈的電阻,Ω;
R1——溫度為θ1時線圈的電阻,Ω;
θ1——與周圍空氣溫度相同時的線圈冷態(tài)溫度,℃;
α——0℃時線圈導線的電阻溫度系數(shù)(銅為1/234.5;鋁為1/245)。
【例】 用電阻法測得某斷路器操作機構合閘線圈的冷態(tài)電阻為146Ω,熱態(tài)電阻為128Ω;分閘線圈的冷態(tài)電阻為156Ω,熱態(tài)電阻為140Ω。冷、熱態(tài)測量時的環(huán)境溫度均為21℃。線圈導線均為銅導線。計算合閘線圈和分閘線圈的溫升。
解:已知:θ1和θ3=21℃,R2=128Ω(合)、140Ω(分),R1=146Ω(合)、156Ω(分),α=1/234.5
根據(jù)式(4-6),合閘線圈的溫升τ1和分閘線圈的溫升τ2為
τ1=(146-128)/128×(1/234.5+21)+21-21=36(℃)
τ2=(156-140)/140×(1/234.5+21)+21-21=29.3(℃)
答:合閘線圈的溫升為36℃,分閘線圈的溫升為29.3℃。
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