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關(guān)于低壓電器幾個電參數(shù)含義的辨證

文章來源: 閱讀:次 2014-09-07

 

       近些年來,隨著社會主義市場經(jīng)濟的深化,產(chǎn)品的競爭也日益激烈。有些電器制造商為了推廣推銷產(chǎn)品,在其樣本或產(chǎn)品使用說明書上任意規(guī)定了一些不符合科學和標準的擬事而非的技術(shù)性能參數(shù),從而引起混亂??计湓颍皇菍δ切﹨?shù)的含義沒有真正的理解;二是參數(shù)含義清楚,但為了讓用戶覺得自己的產(chǎn)品較別家優(yōu)越,有意模糊概念撥高提級,不論是那一種情況,都是不嚴肅、不負責任的。為了澄清問題,我們將按國家、國際現(xiàn)行標準來表述電參數(shù)的含義,以便正本清源。額定工作電壓 《電工術(shù)語 低壓電器》(GB/T2900.18-92)對“額定工作電壓”的定義是:“在規(guī)定條件下,保證電器正常工作的工作電壓值。”我國和世界30多個國家的額定工作電壓是交流50Hz 220/380V,英國、澳大利亞等10多個國家是交流50Hz 240/415V,孟加拉、印度、馬來西亞、巴基斯坦、新加坡、等國是交流50Hz 230/400V。此次還有127/220V等等。IEC出版物38,鑒于電壓種類太多,影響貿(mào)易和交流,建議今后各國統(tǒng)一采用230/400V的標準化電壓(分子為相電壓,分母為線電壓),但這種改革涉及面極大,是一個浩瀚的工程體系,因此目前世界各國仍沿用原來的電壓系統(tǒng)。

         我國既然是220/380V就不可能出現(xiàn)400V的工作電壓。但是有不少廠商的短路器樣本里,它的短路分斷能力欄赫然標志著額定電壓為400V,在短路分斷電流一樣的情況下,讓用戶以為它比380V的高(倘單從數(shù)字看,400V比380V自然高好多)。這種撥高工作電壓的行為如果不是有意混淆,則是一種認識上的誤解。斷路器在進行短路分斷試驗和過載操作性能試驗時,都規(guī)定,其試驗電壓為1.05Ue,有人據(jù)此理解為1.05X380=400V。其實這里的1.05倍Ue是工頻恢復電壓(穩(wěn)態(tài)恢復電壓)。GB/T14048.1對試驗參數(shù)的規(guī)定,電壓Ue的公差是+5%,即電網(wǎng)電壓的波動可以是0~5%的范圍,就是380~400V,而工頻恢復電壓是1.05倍Ue,Ue包括這個波動范圍(最大為上限值)。 另一種誤解是,一般至用戶的變壓器是10/0.4KV的低壓比,即變壓器的原邊電壓是10KV,而副邊(至用戶)是0.4KV,即400V,因此其斷路器產(chǎn)品的額定電壓定為400V。這是謬誤的。副邊的400V是變壓器的空載電壓。計算負載電壓時要考慮副邊繞組內(nèi)部的電壓降,約5%的電壓值。因此0.4的實際負載電壓是380V。對變壓器(或發(fā)電機)而言,可用空載電壓來表示它的額定電壓,而電器設(shè)備(包括開關(guān)電器)的額定電壓,正確的理解和實際上的性能考核只能是負載電壓。 GB156-93《標準電壓》中對三相四線系統(tǒng)或交流系統(tǒng)標準電壓設(shè)及電氣備額定電壓規(guī)定為:220V、380V、660V……。標準對發(fā)電機的額定電壓也作了規(guī)定,它們是:230V、400V、690V……。標準還規(guī)定:“與發(fā)電機出線端配套的電氣設(shè)備,額定電壓可采用發(fā)電機的額定電壓,在產(chǎn)品標準中具體規(guī)定。”而我國的斷路器目前似乎還沒有能與發(fā)電機(或變壓器)出線端配套的。

         綜上所述,所謂產(chǎn)品的額定電壓是400V或690V都是不正確的提法。 關(guān)于額定絕緣電壓 GB/T1900.18對額定絕緣電壓的定義是:“在規(guī)定條件下,用來度量電器及其部件的不同電位部分的絕緣強度,電氣間隙和爬電距離的標準電壓值。除非另有規(guī)定,比值為電器的最大額定工作電壓。” 等效采用IEC947-1(1998年第1版)的GB/T14048.1《低壓開關(guān)設(shè)備與控制設(shè)備總則》強調(diào)系統(tǒng)的絕緣配合,因此電器用于電源系統(tǒng)的條件為: 電器的額定絕緣電壓應(yīng)高于或等于電源系統(tǒng)的額定電壓。 (略) (略) 從標準的規(guī)定衡量,一個電器產(chǎn)品如果有多種工作電壓值,如380V(絕大多數(shù)產(chǎn)品的電壓等級)和660V(常用于礦山),則其額定絕緣電壓可定為660V。額定絕緣電壓標定后,在按產(chǎn)品適用的污染等級(斷路器一般為3級)及其絕緣零部件的CTI值(相比漏電器痕指數(shù))(此CTI值確定了絕緣材料的組別,分為I、II、IIIa、IIIb四種),來確定產(chǎn)品的最小爬電距離。例如,額定絕緣電壓為660V,污染等級3,材料組別為IIIa、IIIb,承受長期電壓的電器的最小爬電距離為10mm。電器產(chǎn)品可以以此值來設(shè)計其各絕緣件的爬電距離,而不需要任意地去提高它的額定絕緣電壓。

         現(xiàn)在有些斷路器生產(chǎn)廠家,為了提高競爭力,就稱自己的額定絕緣電壓是800V,比人家的660V高一個等級,而它的斷路器額定最高也就是660V,完全沒有必要比拔高。而且有兩點是不能忽視的,一是額定絕緣電壓一高,爬電距離就要求加大,如果污染等級,絕緣材料的組別都不變,Ui(額定絕緣電壓)為800V時,最小爬電距離應(yīng)是12.5mm,比Ui=660V時加大2.5mm;二是按斷路器的產(chǎn)品標準要求,在進行過載操作性能實驗和短路分斷能力實驗后,均需進行耐壓(工頻耐壓)驗證,施加的電壓為2倍額定絕緣電壓,對Ui=660V者,耐壓1320V,對Ui=800V者,耐壓值要提高到1600V,實際上是加大了負擔。但最重要的還是定期實驗工頻面壓值,Ui=660V耐壓值為2500V,1min,Ui=800V時,耐壓值為3000V。因此那種毫無意義的炫示,實事求是地說是自己給自己添麻煩。 GB/T14048.1規(guī)定:“對預(yù)期用于因絕緣故障必須重視嚴重后果的場所(如安裝類別VI或用于大容量供電系統(tǒng)或要求具有隔離功能)的電器,應(yīng)采用高于額定絕緣電壓的電壓等級的爬電距離;建議額定絕緣電壓一般提高R10優(yōu)先系數(shù)中二個電壓的等級及以上。”R10優(yōu)先系數(shù)是1.25。660V上面第一個電壓是800V,第二個電壓是1000V。按上面的規(guī)定,應(yīng)取1000V,與660V相同的污染等級及材料組別,它的爬電距離應(yīng)不小于16mm,但是由于塑殼斷路器為非選擇型保護(無三段保護),加上它們的額定電流一般在800A及以下,它們不適合于安裝類別IV(電源水平級)及大容量供電系統(tǒng),可見取Ui大于660V是沒有什么實用意義而是徒增浪費和麻煩而已。

3、關(guān)于輔助觸頭的工作電流 作輔助觸頭(或稱輔助開關(guān))的微動開關(guān),它有兩個電流參數(shù),一是約定發(fā)熱電流,一是工作電流。工作電流有多種,而約定發(fā)熱電源只有一個。GB/T2900.18對約定發(fā)熱電源電流的定義是:“在規(guī)定條件下實驗時,開關(guān)電器在8h工作制下,各部件的溫升不超過極限值時所能承載的最大電流。”而它的工作電流則由它所控制的電磁鐵在閉合狀態(tài)下的負載功能來決定。因此約定發(fā)熱電流和工作電流是兩個不同的概念。 GN14048.5-93《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 控制電路電器和開關(guān)元件第一部分 機電式控制電路電器》的附錄C“某些使用類別的輔助觸頭名義額定值舉例”中,列出目前使用較多的AC-15和DC-13的動作電流,AC-15類別中,輔助觸頭的Ith=2.5A時,控制電磁鐵閉合狀態(tài)下的功率(容量)為180VA;Ith=5A,控制功率為360VA,Ith=10A,控制功率為720VA;DC-13(直流)Ith=1A,控制功率為28W,Ith=2.5A,控制功率為69W,Ith=5A,控制功率為138W,Ith=10A,控制功率為275W。根據(jù)所控制的電磁鐵負載功率,和微動開關(guān)(輔助觸頭)的電壓值,就可算出它的工作電流,例如Ith=3A,可參照Ith=2.5A的控制功率,為AC-15時,控制功率為180VA(符合AC-15用于控制大于72VA的交流電磁鐵負載的規(guī)定),180VA/380V=0.47A,180VA/220V=0.81A,就是輔助觸頭在380V和220V電壓下的動作電流Ie;再如DC-13(控制直流電磁鐵),Ith=2.5A,控制電磁鐵的容量(功率)為69W,69W/220V=0.31A,69W/110V=0.63A,就是輔助觸頭在220V和110V下的工作電流,確定輔助觸頭的工作電流是很重要的,因為輔助觸頭的通電操作性能實驗,非正常接通與分斷能力實驗都與Ie的數(shù)值有關(guān)的Ie取大或取小都不符合產(chǎn)品的要求。

         查閱一下國內(nèi)市場仍占相當比例的某中塑殼式斷路器和另兩種萬能式斷路器的1997年行業(yè)標準修訂版,就發(fā)現(xiàn)對輔助觸頭的額定工作電流的規(guī)定很是混亂,也不符合國家的大類標準。如某斷路器規(guī)定Ith分別為1A、3A、6A。而在AC380V時工作電流Ie分別為0.3A、0.4A和3A(它們都是AC-15類別),控制的交流電磁鐵在閉合狀態(tài)的功率,按計算分別為114VA、152VA和1140VA;在DC220V,Ie分別為0.15A、0.15A和0.2A,則直流電磁鐵的功率分別為33W、33W和66W。顯然是不符合GB14048.5標準的規(guī)定。另兩個萬能式斷路器則通過規(guī)定,交流電磁鐵功率為300VA,直流電磁鐵功率為60W,這是沿用老標準AC-11和DC-11的,但是AC-11和DC-11早在1993年就命令取消,再去套用是沒道理的。 以上3點質(zhì)疑未必完全正確,希望得到專家的指正。

要用相關(guān)的標準及其解釋如下:

      《GB/T3367.9—1984 鐵路機車名詞術(shù)語 牽引電氣設(shè)備術(shù)語》

      “28.31聯(lián)鎖觸頭(locking contact)

      用來防止某電氣在某些條件下動作的電氣觸頭。”

      《GB/T.10—1984 鐵路機車名詞術(shù)語 牽引電氣設(shè)備名稱》

      “10.3.12 輔助觸頭(auxiliary contact)

      10.3.13 聯(lián)鎖觸頭(locking contact)”

      《GB/T2900.18—1992 電工術(shù)語 低壓電器》

      “5.3.1 觸頭系統(tǒng)

    包括動觸頭、靜觸頭及其有關(guān)導體部件以及彈性元件、緊固件合絕緣件等所有的結(jié)構(gòu)零件所組成的電器部件。

      5.4.6 聯(lián)鎖機構(gòu)

    在幾個開關(guān)電器或部件之間,為保證開關(guān)電器或其部件按規(guī)定的次序動作或防止誤動作而設(shè)的機械的聯(lián)鎖機構(gòu)。

      5.3.1.8 輔助觸頭

     接在開關(guān)電器的輔助電路中并由該開關(guān)電器用機械方式操作的觸頭。”

      《GB/T2900.36.—1996 電工術(shù)語 電力牽引》

      “25.13 聯(lián)鎖電路(interlock circuit)

   連接機械、電氣或其他裝置的電路,例如經(jīng)過輔助觸頭使一個裝置的工作狀態(tài)取決于另一個或幾個裝置的工作狀態(tài)和位置。

      30.31 聯(lián)鎖觸頭(cocking contact)

     用以防止一個電器在某些條件下動作的電氣觸頭。”

           綜合上述標準可以看出,除GB/T3367.10的名稱中,聯(lián)鎖觸頭和輔助觸頭同時作為詞條外,其他幾個標準則在兩者中選用一個作為詞條,說明兩者表達的事物是相同的,只是兩者強調(diào)的特征不同。輔助觸頭強調(diào)了它與主觸頭的區(qū)別,沒把輔助觸頭作為詞條的兩個標準中又在其他詞條中用到了“輔助觸頭”這個詞,就是強調(diào)它與主觸頭的區(qū)別。聯(lián)鎖觸頭強調(diào)其作用。輔助聯(lián)鎖未在這幾個標準中作為詞條出現(xiàn)。建議用“聯(lián)鎖觸頭”表示單獨的電氣聯(lián)鎖的觸頭和有觸頭電氣起聯(lián)鎖作用的輔助觸頭,“聯(lián)鎖觸頭系統(tǒng)”表示與聯(lián)鎖觸頭有關(guān)的系統(tǒng)作為主要的術(shù)語,在強調(diào)與主觸頭區(qū)分時使用“輔助觸頭”。沒有必要時不再使用“輔助聯(lián)鎖”。

      5. 耐電壓、工頻耐壓、耐壓、絕緣介電強度、工頻耐受電壓

    這幾個術(shù)語再專業(yè)圖書、技術(shù)文件、規(guī)程等文字資料中均有出現(xiàn),都是表示再規(guī)定的試驗條件下,不造成擊穿的工頻正弦電壓的有效值。

          有關(guān)國家標準、行業(yè)標準的規(guī)定如下:

      《GB/T2900.25—1994 電工術(shù)語 旋轉(zhuǎn)電機》

      “6.2.50 耐電壓試驗(High-volgage test),介電強度試驗(Dielectric test)

     在絕緣上施加高電壓以確定絕緣介質(zhì)強度是否符合要求的試驗。”

      《GB/T755—1987 旋轉(zhuǎn)電機基本技術(shù)條件》

      “6.2 對地絕緣耐電壓試驗”。

     《TB/T2436—1993 鐵路機車動車用旋轉(zhuǎn)電機通用技術(shù)條件》

      “7.2 電機的絕緣介電強度

     電機繞組對機座及繞組相互間應(yīng)能承受歷時1min的絕緣耐電壓試驗。”

      《TB/T1333—1996 機車電器基本技術(shù)條件》

      “5.12.3 工頻耐受電壓

      電器應(yīng)能承受的工頻試驗電壓(有效值)1min無擊穿和閃絡(luò)現(xiàn)象。”

      《GB/T1333—1996 機車電器基本技術(shù)條件》

      “5.12.3 工頻耐受電壓

      電器應(yīng)能承受的工頻試驗電壓(有效值)1min無擊穿和閃絡(luò)現(xiàn)象。”

      《GB/T2900.18—1992 電工術(shù)語 低壓電器》

      “6.1.67 工頻耐壓

      在規(guī)定試驗條件下,不造成擊穿的工頻正弦電壓的有效值。”

      《GB/T163185—1996 旋轉(zhuǎn)牽引電機基本試驗方法》

      “17耐電壓試驗

        電機在熱態(tài)下,按規(guī)定的試驗電壓值進行耐電壓試驗,歷時1min,絕緣應(yīng)不被擊穿。試驗電壓的頻率為50Hz,波形為實際正弦波。”

      《GB/T2900.15—1997 電工術(shù)語 變壓器互感器調(diào)壓器電抗器》

      “2.1.48 額定絕緣水平(rated insulation level)

      變壓器類電器設(shè)備的絕緣,設(shè)計成能承受規(guī)定條件的一組試驗電壓。

      注:這些試驗電壓分別是:

      a)額定雷電沖擊和額定短路時工頻耐受電壓

      b)額定雷電沖擊和額定操作沖擊耐受電壓”。

          標題所提的幾個詞中,“耐壓”是非標準用語,書面用語中已經(jīng)基本不用,其余幾個都可在標準中查到。這些標準多數(shù)是前些年為了與國際接軌而等同采用引進的,也即是直接翻譯過來的。由于不同的國家或組織所用的英文詞匯不同,也有的是不同的人將相同的英文翻譯成了不同的中文。然而在我們的文字資料中,用不同的術(shù)語表示相同的事物是不妥的,因為這不利于技術(shù)交流和文字表述的簡潔、明了。耐電壓有工頻和沖擊兩種,用語特指耐工頻電壓不夠準確。工頻耐壓則有耐氣壓的可能。絕緣介電強度是耐電壓試驗的目的,也不夠直觀明了。工頻耐受電壓中“耐”和“受”有重復之嫌。建議統(tǒng)一用工頻耐電壓來表示在絕緣上施加50Hz正弦波、有效值高于正常工作值的規(guī)定高電壓1min而無閃絡(luò)擊穿的耐電壓試驗以確定絕緣介電強度是否符合要求。

          
      
成名詞術(shù)語使用不規(guī)范行為的原因是標準滯后和標準化意識不強。隨著社會主義市場經(jīng)濟的發(fā)展及于世界經(jīng)濟的融合,名詞術(shù)語規(guī)范化會顯得更加重要和迫切。