基于TRS-1000温升试验系统提高检测精度与效率的触头温升检测方法

引言

温升试验主要考察低压开关电器的4 个方面:检验电器是否能够达到国家标准要求;研究电器材料或部件是否受热污染的影响;根据温升试验结果*估其所产生的影响;对于低压开关电器周边设备的热影响。为了考察电器触头的电性能，温升试验是实验室常用的试验。

过去，实验室温升试验通常采用热电偶与MX-100 数据采集设备相结合的方法。由于每次温升试验测试的次数较多，通断电完全通过人工操作，耗时且低效。为此，引入TRS-1000 温升试验系统，提高了温升试验的测试效率和检测精度。

1 温升系统功能及其结构

1. 1 系统功能

通过触摸屏设定试验电流值、线圈电压等参数，然后将接触器接通，试验即可自动按照设定的模式运行。试验过程监视可视化，可以直观地查看各种波形和回路状态;故障时自动切除电源，停止试验，并发出报警，记录故障形式;自动记录波形，并可形成固定格式的试验报告;试验波形以数据库的方式存放，方便调阅。

1. 2 系统结构

温升系统由小电流(5 ～ 120 A) 试品柜、大电流(100 ～ 1 000 A) 试品柜和控制柜3 部分组成，电源柜示意图如图1 所示。

图1 电源柜示意图。

测控系统安装在控制柜内，采用PXI 主机，工控机显示器作为人机界面，可设定试验电流、通电时间、试验周期等参数，可显示试验状态信息、故障信息以及进行数据储存。界面采用中、英双语菜单。控制面板具有必要的上电按钮、选择开关、急停按钮。测控系统计算机采用LabView 开发平台开发监控系统，实现试验波形的采集、分析。测控系统架构如图2 所示。

图2 测控系统架构。

为了实现稳流功能，该系统采用伺服电机配合NI 主机来完成，通过伺服电机调节调压器的输出，从而调节输出电流。伺服电机能够准确调节调压器的位置，并与控制命令比较，不断地修正误差，达到快速、准确调节电流的目的。稳流系统示意图如图3 所示。

图3 稳流系统示意图。

2 触头温升检测方法

2. 1 电器安装与接线

首先，被试电器应如正常使用情况时一样，接线和完整安装在其固有支架或等效的支架上，施加到电器接线端子螺钉上的拧紧力矩应按照SEAL 产品说明书的规定，预期使用在单独外壳中的电器，应在SEAL 规定的最小外壳中进行试验;然后，将热电偶与接线端子相连，其连接方法主要有3 种:对于多股导线，将热电偶插入导线终端后用螺丝紧固;对于单股导线，将热电偶焊接在导线终端;而对于横截面积较粗的导线，可在导线接线片上钻孔，随后将热电偶缠绕在钻孔中固定;最后，将中性极与邻近极串联起来通以单相电流进行试验，试验值按照中性极的约定发热电流来确定。该电流分为约定封闭发热电流和约定自由空气发热电流:约定封闭发热电流值应至少等于封闭电器在8 h 工作制下最大额定工作电流值。

如果电器一般不用于规定的外壳中且约定自由空气发热电流(Ith) 试验已通过，则约定封闭发热电流试验可以不必进行。

2. 2 参数设定

在人机界面(软件) 输入试验设定，包括试验电流值，通电时间，断电时间，循环次数，配置电流、电压、温度测量通道。通常情况下，如果是新试品，循环次数设为10 次;如果试品做过电寿命试验或者短路试验，则循环次数应设为15 次。通电时间第一次要达到热平衡状态，通常设为3 h，以后每次设为1 h。参数设定界面如图4 所示。

图4 参数设定界面。

2. 3 数据检测及处理

参数设定后先接通试品，然后接通主回路，目的是防止电弧的产生。

系统开始记录温升( 包括触头温升、触桥温升、环境温度等)、电流、触头电压的数据。测量触头电压目的在于考察触头的接触电阻，如果系统显示温升过高，而该触头的压降正常，则可判断是系统的问题，从而达到系统纠错的目的。系统将数据通过数据采集卡显示在人机界面上。数据测量框图如图5 所示。

图5 数据测量框图。

系统能够自动生成试品的Excel 报告，在窗口右边是数据观测区域，所有数据在此显示，它包含一个通道选择、一个图表数据显示和一个表格显示。

(1) 通道选择。包含21 个选择框，每一个对应图表上一条曲线及表格上一行数据。当选中或者取消选中时，图表或者表格对应地显示或隐藏该行数据/曲线;选中或取消选中All Select 将所有曲线数据显示或者隐藏。

(2) 图表数据显示。曲线方式显示通道选择中选中的通道数据，不同颜色对应不同通道，通过右边的通道颜色表查询。

(3) 表格数据显示。以表格方式显示通道选择中选中的通道数据，并且利用图表上Start 和Stop 2 个光标选中有效区域，将该段区域内的平均值、最大值、最小值、方差等统计数据算出并显示。系统生成温升曲线图如图6 所示。

图6 温升曲线图。

3 结语

TRS-1000 温升试验系统大大提高了实验室人员的检测效率，结合内部的温升测试方法及其企业内部标准，提高了温升试验的检测精度。通过内部的数据统计方法，使得试验数据能够反应温升的实际情况，且更加有说服力。