CN108089121B - 小型断路器过载保护特性温度等效检验方法 - Google Patents

小型断路器过载保护特性温度等效检验方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种小型断路器过载保护特性温度等效检验方法，一、建立小型断路器中双金属片的热平衡方程，二、从冷态开始对小型断路器通约定不脱扣电流，获取此时的温升，在通电时间等于约定不脱扣电流的约定时间时，获取此时的双金属片的温升，并立即通约定脱扣电流，获取此时的双金属片的温升；三、由步骤二中获取双金属片的稳定温升，四、获取通等效试验电流I等效时的等效约定时间t′1和t′2，五、获取温度修正系数，六、依据获取的温度修正系数，检测小型断路器是否符合过载保护特性，能够在几秒内验证小型断路器是否符合过载保护特性，有效降低了试验时间，而且在不同的环境温度下能够校验，解决了实际生产过程中存在的校验时间长、效率低的劣势。

Description

小型断路器过载保护特性温度等效检验方法
技术领域
本发明涉及一种小型断路器过载保护特性温度等效检验方法。
背景技术
过载保护特性是小型断路器的主要功能，在用电线路或设备发生过载故障时能及时切断故障电流，保障用电安全。为了保证小型断路器的产品质量，必须对小型断路器的过载保护特性进行校验。
根据GB10963.1—2005《电气附件———家用或类似场所用过电流保护器第一部分:用于交流的断路器》国家标准规定,小型断路器63A及以下过载保护特性必须同时满足:在基准温度下,冷态时给小型断路器通以约定不脱扣电流(1.13In),在小于约定时间内不脱扣；约定时间结束后，立即将电流升至约定脱扣电流(1.45In)，小型断路器应在小于约定时间内脱扣。这种检测方式耗费时间长、效率低，不适应大批量生产。
发明内容
为了解决以上的不足，本发明提供了一种小型断路器过载保护特性温度等效检验方法。
本发明提供一种小型断路器过载保护特性温度等效检验方法，其包括以下步骤：
一、建立小型断路器中双金属片的热平衡方程，
Pdt＝cmdτ+KTAdt，并由该热平衡方程分别获取
Figure BDA0001497679700000011
其中Pdt为在dt时间内双金属片总的发热量，cmdτ为双金属片的蓄热量，c为比热容，m为双金属片的质量，dτ为dt时间内温升的变化值，KTAdt为在dt时间内双金属总的散热量，KT为综合散热系数；A为散热表面积，τ为温升，τw为双金属片的稳定温升，τ0为初始温升，t为通电时间，T为双金属片发热的时间常数；
二、从冷态开始对小型断路器通约定不脱扣电流，获取此时的双金属片的温升τ1＝τw1(1-e-t/T)，其中τw1为通约定不脱扣电流时双金属片的稳定温升，
在通电时间等于约定不脱扣电流的约定时间时，获取此时的双金属片的温升
Figure BDA0001497679700000023
t1为约定不脱扣电流的约定时间，
并立即通约定脱扣电流，获取此时的双金属片的温升τ2＝τw2(1-e-t/T)+τ′1e-t/T，τw2为通约定脱扣电流时双金属片的稳定温升；
三、由步骤二中获取双金属片的稳定温升
Figure BDA0001497679700000021
为约定不脱扣电流，I2为约定脱 扣电流；
四、将步骤二中立即通约定脱扣电流替换为等效试验电流I等效，并由此获得双金属片总的发热量等于双金属片的蓄热量，
Figure BDA0001497679700000022
并通过步骤三中获取的稳定温升获取通等效试验电流I等效时的等效约定时间t′1和t′2，
Figure BDA0001497679700000031
五、获取温度修正系数
Figure BDA0001497679700000032
θd为通等效试验电流时双金属片的动作温度，θ1为环境温度，θ0为环境基准温度；
六、依据获取的温度修正系数，获取考虑环境温度变化时的小型断路器过载保护特性的等效约定时间：
Figure BDA0001497679700000033
七、根据步骤六获取的等效检验公式，检测小型断路器是否符合过载保护特性。
步骤二中，获取立即通入约定脱扣电流的温升曲线，并由该温升曲线判断此时双金属片总的发热量等于双金属片的蓄热量。
步骤五中，先获取基准环境θ0下的双金属片的动作温升τd0＝θd-θ0，然后获取环境温度θ1下的双金属片的动作温升τd1＝θd-θ1，并由两者获取温度修正系数
Figure BDA0001497679700000034
步骤七中，若小型断路器在小于或等于固定的等效约定时间t′1内不脱扣，而在大于或等于固定的等效约定时间t′2内脱扣，则认定该小型断路器为合格品，符合过载保护特性。
本发明通过以上对小型断路器过载保护特性的分析，得到环境温度与小型断路器过载保护特性等效校验的关系，采用通高倍试验电流下过载特性试验替代标准过载特性试验的等效方法，这种方法能够在几秒内验证小型断路器是否符合过载保护特性，有效降低了试验时间，而且在不同的环境温度下能够校验，解决了实际生产过程中存在的校验时间长、效率低的劣势。
附图说明
图1为本发明的双金属片温度变化曲线。
图2为本发明的通试验电流时双金属片的温升曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：
根据能量守恒定律，小型断路器中双金属片的热平衡方程为：
Pdt＝cmdτ+KTAdt
其中
Pdt为在dt时间内双金属片总的发热量，
cmdτ为双金属片的蓄热量，
c为比热容，
m为双金属片的质量，
dτ为dt时间内温升的变化值，
KTAdt为在dt时间内双金属总的散热量，
KT为综合散热系数，
A为散热表面积，
τ为温升；
并由该热平衡方程分别获取
τ＝τw(1-e-t/T)+τ0e-t/T，
Figure BDA0001497679700000041
Figure BDA0001497679700000042
其中，τw为双金属片的稳定温升，
τ0为初始温升，
t为通电时间，
T为双金属片发热的时间常数。
设小型断路器的约定不脱扣电流为I1，约定不脱扣电流的约定时间为t1，约定脱扣电流为I2，约定脱扣电流的约定时间为t2。那么从冷态开始小型断路器通约定不脱扣电流时双金属片的温升为
τ1＝τw1(1-e-t/T)
其中τw1为通约定不脱扣电流时双金属片的稳定温升；
在通电时间等于约定不脱扣电流的约定时间时，获取此时的双金属片的温升
Figure BDA0001497679700000053
并立即通约定脱扣电流，获取此时的双金属片的温升
τ2＝τw2(1-e-t/T)+τ′1e-t/T，
τw2为通约定脱扣电流时双金属片的稳定温升；
双金属片的稳定温升如下：
Figure BDA0001497679700000051
Figure BDA0001497679700000052
从冷态开始，小型断路器通约定不脱扣电流的温升曲线如图1中的曲线Ⅰ所示，立即通入约定脱扣电流的温升曲线如图1中的曲线Ⅱ所示。
对小型断路器进行过载保护等效校验，对于规定范围(τw1，τw2)内，存在一个等效试验电流动作时间与一个过载延时动作时间一一对应。设小型断路器的等效试验电流为I等效，当小型断路器通试验电流I等效时双金属片的温升曲线如图2所示。从图2中可以看出，由于通电流大、时间短，基本可以忽略双金属片的散热问题，曲线近似是一条斜线，即此时双金属片总的发热量等于双金属片的蓄热量，用公式表示为
Figure BDA0001497679700000061
由通约定不脱扣电流时双金属片的稳定温升τw1和通约定脱扣电流时双金属片的稳定温升τw2可以求出通试验电流时的等效约定时间t′1和t′2，
Figure BDA0001497679700000062
Figure BDA0001497679700000063
按照现行的国家标准规定，在基准温度下对小型断路器过载保护特性进行校验，而实际校验时一般在室温下进行，这就产生一个问题，即如何使得在其他温度下校验出来结果与基准环境等效，所以要求出一个温度修正系数。
设环境基准温度为θ0，双金属片的动作温度为θd，则双金属片的动作温升为：
τd0＝θd-θ0
设环境温度为θ1，由于双金属片最终弯曲位置只与温度有关，双金属片受热弯曲使脱扣器脱扣的位置也不变，则双金属片的动作温度θd也应不变。此时双金属片的动作温升为：
τd1＝θd-θ1
并由此获取温度修正系数
Figure BDA0001497679700000071
获取考虑环境温度变化时的小型断路器过载保护特性的等效约定时间：
Figure BDA0001497679700000072
判定条件如下，若小型断路器在小于或等于固定的等效约定时间t′1内不脱扣，而在大于或等于固定的等效约定时间t′2内脱扣，则认定该小型断路器为合格品，符合过载保护特性。
实施例：
国家现行标准规定的环境基准温度为30℃，规定的约定不脱扣电流I1为1.13In，约定脱扣电流I2为1.45In，则小型断路器通等效试验电流时的等效约定时间t′1和t′2为：
Figure BDA0001497679700000073
Figure BDA0001497679700000074
Figure BDA0001497679700000075
这就是小型断路器通等效试验电流时，考虑环境温度影响时的等效约定时间公式，只要测出小型断路器的热时间常数T和通等效试验电流时双金属片的动作温度θd，便可得到等效约定时间t′1和t′2与等效试验电流I等效和环境温度θ1的关系。
通过以上对小型断路器过载保护特性的分析，得到环境温度与小型断路器过载保护特性等效校验的关系，采用通高倍试验电流下过载特性试验替代标准过载特性试验的等效方法，这种方法能够在几秒内验证小型断路器是否符合过载保护特性，有效降低了试验时间，而且在不同的环境温度下能够校验，解决了实际生产过程中存在的校验时间长、效率低的劣势。
实施例不应视为对本发明的限制，但任何基于本发明的精神所作的改进，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种小型断路器过载保护等效检验方法，其特征在于：其包括以下步骤：
一、建立小型断路器中双金属片的热平衡方程，
Pdt＝cmdτ+KTAdt，并由该热平衡方程分别获取τ＝τw(1-e-t/T)+τ0e-t/T，
Figure FDA0002258689670000011
其中Pdt为在dt时间内双金属片总的发热量，cmdτ为双金属片的蓄热量，c为比热容，m为双金属片的质量，dτ为dt时间内温升的变化值，KTAdt为在dt时间内双金属片总的散热量，KT为综合散热系数；A为散热表面积，τ为温升，τw为双金属片的稳定温升，τ0为初始温升，t为通电时间，T为双金属片发热的时间常数；
二、从冷态开始对小型断路器通约定不脱扣电流，获取此时的双金属片的温升τ1＝τw1(1-e-t/T)，其中τw1为通约定不脱扣电流时双金属片的稳定温升，
在通电时间等于约定不脱扣电流的约定时间时，获取此时的双金属片的温升
Figure FDA0002258689670000012
t1为约定不脱扣电流的约定时间，
并立即通约定脱扣电流，获取此时的双金属片的温升τ2＝τw2(1-e-t/T)+τ′1e-t/T，τw2为通约定脱扣电流时双金属片的稳定温升；
三、由步骤二中获取双金属片的稳定温升
Figure FDA0002258689670000021
I1为约定不脱扣电流，I2为约定脱扣电流；
四、将步骤二中立即通约定脱扣电流替换为等效试验电流I等效，并由此获得双金属片总的发热量等于双金属片的蓄热量，I2 等效Rt＝cmτ，并通过步骤三中获取的稳定温升获取通等效试验电流I等效时的等效约定时间t′1和t′2，
Figure FDA0002258689670000022
五、获取温度修正系数
Figure FDA0002258689670000023
θd为通等效试验电流时双金属片的动作温度，θ1为环境温度，θ0为环境基准温度；
六、依据获取的温度修正系数，获取考虑环境温度变化时的小型断路器过载保护特性的等效约定时间：
Figure FDA0002258689670000024
七、根据步骤六获取的等效检验公式，检测小型断路器是否符合过载保护特性。
2.根据权利要求1所述的小型断路器过载保护等效检验方法，其特征在于：步骤二中，获取立即通入约定脱扣电流的温升曲线，并由该温升曲线判断此时双金属片总的发热量等于双金属片的蓄热量。
3.根据权利要求1所述的小型断路器过载保护等效检验方法，其特征在于：步骤五中，先获取基准环境θ0下的双金属片的动作温升τd0＝θd-θ0，然后获取环境温度θ1下的双金属片的动作温升τd1＝θd-θ1，并由两者获取温度修正系数
Figure FDA0002258689670000031
4.根据权利要求1所述的小型断路器过载保护等效检验方法，其特征在于：步骤七中，若小型断路器在小于或等于固定的等效约定时间t′1内不脱扣，而在大于或等于固定的等效约定时间t′2内脱扣，则认定该小型断路器为合格品，符合过载保护特性。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108089121B (zh) * 2017-12-07 2020-04-24 温州大学苍南研究院 小型断路器过载保护特性温度等效检验方法
CN112763903B (zh) * 2020-12-28 2022-03-25 温州大学 一种电流作用下触点温升校核方法
CN113125950B (zh) * 2021-04-29 2023-04-14 上海西门子线路保护系统有限公司 断路器双金属片的调节测试方法和装置
CN115184786B (zh) * 2022-06-23 2023-06-20 上海西门子线路保护系统有限公司 断路器的双金属片的调节测试方法及装置

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02171554A (ja) * 1988-12-23 1990-07-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 空気調和機の暖房過負荷制御装置
JPH07105810A (ja) * 1993-09-30 1995-04-21 Toshiba Corp 過負荷保護スイッチ
CN1744405A (zh) * 2005-09-16 2006-03-08 广东珠江开关有限公司 智能自学习型电机保护断路器
CN201130238Y (zh) * 2007-11-27 2008-10-08 天津市百利电气有限公司 微型断路器过载特性检测装置
CN101436494A (zh) * 2007-11-15 2009-05-20 富士电机机器制御株式会社 断路器
CN202025689U (zh) * 2011-05-13 2011-11-02 朱天兵 复合型过流、过热保护器
KR101372557B1 (ko) * 2012-09-26 2014-03-07 김광열 히팅 케이블 제어함의 과부하 보호기의 단락을 알리는 경보 시스템
CN203491203U (zh) * 2013-08-13 2014-03-19 德力西电气有限公司 一种塑壳断路器过载脱扣特性的温度自动调节装置
CN204927215U (zh) * 2015-09-18 2015-12-30 乐清市乐翔电气有限公司 一种低压断路器
CN106570289A (zh) * 2016-11-10 2017-04-19 河北工业大学 基于有限元分析的低压电器大电流下触头温升测量方法
CN206422029U (zh) * 2017-01-11 2017-08-18 浙江正泰电器股份有限公司 继电器温度补偿结构
CN108089121A (zh) * 2017-12-07 2018-05-29 温州大学苍南研究院 小型断路器过载保护特性温度等效检验方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9703306B2 (en) * 2014-09-10 2017-07-11 Analog Devices, Inc. Self-heating trim techniques for improved LDO accuracy over load and temperature

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02171554A (ja) * 1988-12-23 1990-07-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 空気調和機の暖房過負荷制御装置
JPH07105810A (ja) * 1993-09-30 1995-04-21 Toshiba Corp 過負荷保護スイッチ
CN1744405A (zh) * 2005-09-16 2006-03-08 广东珠江开关有限公司 智能自学习型电机保护断路器
CN101436494A (zh) * 2007-11-15 2009-05-20 富士电机机器制御株式会社 断路器
CN201130238Y (zh) * 2007-11-27 2008-10-08 天津市百利电气有限公司 微型断路器过载特性检测装置
CN202025689U (zh) * 2011-05-13 2011-11-02 朱天兵 复合型过流、过热保护器
KR101372557B1 (ko) * 2012-09-26 2014-03-07 김광열 히팅 케이블 제어함의 과부하 보호기의 단락을 알리는 경보 시스템
CN203491203U (zh) * 2013-08-13 2014-03-19 德力西电气有限公司 一种塑壳断路器过载脱扣特性的温度自动调节装置
CN204927215U (zh) * 2015-09-18 2015-12-30 乐清市乐翔电气有限公司 一种低压断路器
CN106570289A (zh) * 2016-11-10 2017-04-19 河北工业大学 基于有限元分析的低压电器大电流下触头温升测量方法
CN206422029U (zh) * 2017-01-11 2017-08-18 浙江正泰电器股份有限公司 继电器温度补偿结构
CN108089121A (zh) * 2017-12-07 2018-05-29 温州大学苍南研究院 小型断路器过载保护特性温度等效检验方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
火灾条件下消防负载断路器性能研究;蒋永清 等;《中国安全科学学报》;20080430;第18卷(第4期);全文 *
热双金属温度变化对延时特性的影响;杨宇 等;《电器与能效管理技术》;20150423(第4期);全文 *

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