引言

溫升試驗主要考察低壓開關電器的4 個方面:檢驗電器是否能夠達到國家標準要求;研究電器材料或部件是否受熱污染的影響;根據溫升試驗結果*估其所產生的影響;對于低壓開關電器周邊設備的熱影響。為了考察電器觸頭的電性能，溫升試驗是實驗室常用的試驗。

過去，實驗室溫升試驗通常采用熱電偶與MX-100 數據采集設備相結合的方法。由于每次溫升試驗測試的次數較多，通斷電完全通過人工操作，耗時且低效。為此，引入TRS-1000 溫升試驗系統，提高了溫升試驗的測試效率和檢測精度。

1 溫升系統功能及其結構

1. 1 系統功能

通過觸摸屏設定試驗電流值、線圈電壓等參數，然后將接觸器接通，試驗即可自動按照設定的模式運行。試驗過程監視可視化，可以直觀地查看各種波形和回路狀態;故障時自動切除電源，停止試驗，并發出報警，記錄故障形式;自動記錄波形，并可形成固定格式的試驗報告;試驗波形以數據庫的方式存放，方便調閱。

1. 2 系統結構

溫升系統由小電流(5 ～ 120 A) 試品柜、大電流(100 ～ 1 000 A) 試品柜和控制柜3 部分組成，電源柜示意圖如圖1 所示。

圖1 電源柜示意圖。

測控系統安裝在控制柜內，采用PXI 主機，工控機顯示器作為人機界面，可設定試驗電流、通電時間、試驗周期等參數，可顯示試驗狀態信息、故障信息以及進行數據儲存。界面采用中、英雙語菜單。控制面板具有必要的上電按鈕、選擇開關、急停按鈕。測控系統計算機采用LabView 開發平臺開發監控系統，實現試驗波形的采集、分析。測控系統架構如圖2 所示。

圖2 測控系統架構。

為了實現穩流功能，該系統采用伺服電機配合NI 主機來完成，通過伺服電機調節調壓器的輸出，從而調節輸出電流。伺服電機能夠準確調節調壓器的位置，并與控制命令比較，不斷地修正誤差，達到快速、準確調節電流的目的。穩流系統示意圖如圖3 所示。

圖3 穩流系統示意圖。

2 觸頭溫升檢測方法

2. 1 電器安裝與接線

首先，被試電器應如正常使用情況時一樣，接線和完整安裝在其固有支架或等效的支架上，施加到電器接線端子螺釘上的擰緊力矩應按照SEAL 產品說明書的規定，預期使用在單獨外殼中的電器，應在SEAL 規定的最小外殼中進行試驗;然后，將熱電偶與接線端子相連，其連接方法主要有3 種:對于多股導線，將熱電偶插入導線終端后用螺絲緊固;對于單股導線，將熱電偶焊接在導線終端;而對于橫截面積較粗的導線，可在導線接線片上鉆孔，隨后將熱電偶纏繞在鉆孔中固定;最后，將中性極與鄰近極串聯起來通以單相電流進行試驗，試驗值按照中性極的約定發熱電流來確定。該電流分為約定封閉發熱電流和約定自由空氣發熱電流:約定封閉發熱電流值應至少等于封閉電器在8 h 工作制下最大額定工作電流值。

如果電器一般不用于規定的外殼中且約定自由空氣發熱電流(Ith) 試驗已通過，則約定封閉發熱電流試驗可以不必進行。

2. 2 參數設定

在人機界面(軟件) 輸入試驗設定，包括試驗電流值，通電時間，斷電時間，循環次數，配置電流、電壓、溫度測量通道。通常情況下，如果是新試品，循環次數設為10 次;如果試品做過電壽命試驗或者短路試驗，則循環次數應設為15 次。通電時間第一次要達到熱平衡狀態，通常設為3 h，以后每次設為1 h。參數設定界面如圖4 所示。

圖4 參數設定界面。

2. 3 數據檢測及處理

參數設定后先接通試品，然后接通主回路，目的是防止電弧的產生。

系統開始記錄溫升( 包括觸頭溫升、觸橋溫升、環境溫度等)、電流、觸頭電壓的數據。測量觸頭電壓目的在于考察觸頭的接觸電阻，如果系統顯示溫升過高，而該觸頭的壓降正常，則可判斷是系統的問題，從而達到系統糾錯的目的。系統將數據通過數據采集卡顯示在人機界面上。數據測量框圖如圖5 所示。

圖5 數據測量框圖。

系統能夠自動生成試品的Excel 報告，在窗口右邊是數據觀測區域，所有數據在此顯示，它包含一個通道選擇、一個圖表數據顯示和一個表格顯示。

(1) 通道選擇。包含21 個選擇框，每一個對應圖表上一條曲線及表格上一行數據。當選中或者取消選中時，圖表或者表格對應地顯示或隱藏該行數據/曲線;選中或取消選中All Select 將所有曲線數據顯示或者隱藏。

(2) 圖表數據顯示。曲線方式顯示通道選擇中選中的通道數據，不同顏色對應不同通道，通過右邊的通道顏色表查詢。

(3) 表格數據顯示。以表格方式顯示通道選擇中選中的通道數據，并且利用圖表上Start 和Stop 2 個光標選中有效區域，將該段區域內的平均值、最大值、最小值、方差等統計數據算出并顯示。系統生成溫升曲線圖如圖6 所示。

圖6 溫升曲線圖。

3 結語

TRS-1000 溫升試驗系統大大提高了實驗室人員的檢測效率，結合內部的溫升測試方法及其企業內部標準，提高了溫升試驗的檢測精度。通過內部的數據統計方法，使得試驗數據能夠反應溫升的實際情況，且更加有說服力。