引言
小型中間繼電器對電力系統自動化裝置的現場運行可靠性至關重要。如何恰當選擇、合理使用小型中間繼電器,如何強化“小型中間繼電器”設計、制造、篩選工作,切實提高小型中間繼電器固有可靠性,是擺在電力系統自動化裝置制造、運行單位及小型中間繼電器制造廠商面前的緊迫課題。為此,按照電力系統自動化裝置制造單位意見,力求盡可能模擬自動化裝置實際運行情況要求,對部分小型中間繼電器進行了一系列對比摸底試驗研究。
1 系列產品對比摸底試驗
1.1 被試繼電器的分組及編號
第一組 1~6號 國產 金屬罩密封類繼電器(型號 JHX-1M/A-2Z 024,可代表JRX-31M,JZX-29M,JMX-13M)
第二組 1~6號 進口 塑料封裝類繼電器
第三組 1~6號 進口 塑料封裝類繼電器
第四組 1~6號 進口 塑料封裝類繼電器
第五組 1~6號 進口 塑料封裝類繼電器
1.2 試驗情況與基本結果
全部被試樣品進行了外觀檢查、線圈電阻、功能試驗、觸點接觸電阻、時間試驗(①是按額定激勵值激勵;②是按80%額定激勵值激勵)、介質耐壓、絕緣電阻、線圈溫升、高溫、低溫、高低溫循環、穩態濕熱、負載能力(AC 220 V時3 A,5 A,8 A)共13項對比試驗,基本結果介紹如下。
1.2.1 高溫對比試驗
溫度70±2 ℃,線圈加DC 24 V激勵,保持2 h后箱內測試吸合、釋放值時:
第五組 6號產品動作值為20.5 V,大于最大值19.2 V,不合格。
其余樣品均合格通過。
1.2.2 穩態濕熱對比試驗
溫度40±2 ℃,相對濕度(95±3)%,保持96 h,箱外測試介質耐壓與絕緣電阻試驗中:
第五組 2號產品樣品絕緣電阻<25 MΩ,介質耐壓擊穿,不合格。
其他樣品均合格通過。
1.2.3 負載能力對比試驗
溫度40±2 ℃,相對濕度(95±3)%,觸點切換負載電壓AC 220 V,電流由低到高依次做3 A,5 A,8 A各1 000次切換試驗,切換頻率為30次/min,試驗中:
第四組 產品只通過3 A,1 000次試驗,做5 A負載時4號、5號產品觸點開路失效,且4號產品外觀變形,3號產品耐壓試驗擊穿。8 A負載試驗未進行。
第五組 3A,1 000次試驗通過,5 A,1 000次試驗中,1號、2號觸點粘死失效且外觀變形,4號、5號、6號耐壓擊穿失效。
其它樣品均合格通過。
1.2.4 結論
第一、二組被試繼電器全部順利通過13項對比摸底試驗,且在時間試驗中,按80%額定值激勵時的動作、復歸時間均在原產品標準所規定的正常值范圍之內合格通過;在負載能力試驗中,全部通過惡劣環境條件(40±2 ℃,(95±3)%相對濕度環境)下AC 220 V的3 A,5 A,8 A各1 000次接通、斷開爬高試驗。
第一組(國產)和第二組(進口)被試繼電器性能優良,可推薦為優先選用產品。
2 繼電器承受DC 220 V阻性負載能力試驗
鑒于電力系統自動化裝置多數選用小型中間繼電器觸點直接切換DC 220 V負載。因此,試驗認證各種小型中間繼電器實際切換DC 220 V負載的能力,對提高小型中間繼電器現場實用可靠性尤為重要。為此,對各類繼電器產品統一按下列規范進行一系列對比摸底試驗。
2.1 試驗技術要求
環境條件:正常試驗室環境條件;
負載性質:阻性;
觸點開路電壓:DC 220 V;
觸點負載電流:即從0.4 A,104次開始做起,如順利通過,再依次按0.5 A,104次;0.6 A,104次;0.7 A,104次;……,逐一進行爬高試驗,直至失效終止。
2.2 基本結果
JAG-5舌簧繼電器承受DC 220 V負載的能力最強。
JHX-1M(含JRX-31M,JZX-29M,JMX-13M),JHX-2F,JHX-3F與改進后的JZX-39F均可承受DC 220 V,0.5 A以上的負載,對產品標準所規定的DC 220 V,50 W負載而言,具有超過2倍規定負載的過負載能力。
3 合理選用小型中間繼電器
面對紛繁復雜的現代繼電器產品,如何合理選擇、正確使用,是直接影響整機性能與實用可靠性的至關重要的課題,當然也是整機設計、研制人員密切關注并且必須優先解決的實際問題。
鑒于電力系統自動化裝置在運行過程中的特殊性,以及萬一發生事故后果特別嚴重,要做到合理選擇,正確使用,就必須充分研究分析整機“相應”的實際使用條件與實際技術參數要求,按照“價值工程原則”,恰如其分地提出入選繼電器產品必須達到的技術性能要求。具體說來,大致可按下列要素逐條分析研究,確認所要求的等級以及量值范圍。
3.1 氣候應力作用要素
主要指溫度、濕度、大氣壓力(海拔高度)、沿海大氣(鹽霧腐蝕)、砂塵污染、化學氣氛和電磁干擾等要素。
考慮電力系統自動化裝置對全國各地自然環境的普遍適用性,兼顧必須長年累月可靠運行的特殊性,裝置關鍵部位必須選用具有高絕緣、強抗電性能的全密封型(金屬罩密封或塑封型,金屬罩密封產品優于塑封產品)小型中間繼電器產品。因為只有全密封繼電器才具有優良的長期耐受惡劣環境性能、良好的電接觸穩定、可靠性和穩定的切換負載能力(不受外部氣候環境影響)。
3.2 機械應力作用要素
主要指振動、沖擊、碰撞等應力作用要素。對電力系統自動化裝置主要考慮的是抗地震應力作用。為提高抵抗機械應力作用能力,宜選用采用平衡銜鐵機構的小型中間繼電器,如JHX-1M, JHX-3M,JHX-2F等產品。
3.3 激勵線圈輸入參量要素
主要是指過激勵、欠激勵、低壓激勵與高壓(220 V)輸出隔離、溫度變化影響、遠距離有線激勵、電磁干擾激勵等參量要素,這些都是確保電力系統自動化裝置可靠運行必須認真考慮的因素。按小型中間繼電器所規定的激勵量激勵是確保它可靠、穩定工作的必要條件。
3.4 觸點輸出(換接電路)參量要素
主要是指觸點負載性質,如燈負載,容性負載,電機負載,電感器、螺線、接觸器(繼電器)線圈、扼流圈負載,阻性負載等;觸點負載量值(開路電壓量值、閉路電流量值),如低電平負載、干電路負載、小電流負載、大電流負載等。
任何自動化設備都必須切實認定實際所需要的負載性質、負載量值的大小,選用合適的繼電器產品尤為重要。繼電器的失效或可靠不可靠,主要指觸點能否完成所規定的切換電路功能。如切換的實際負載與所選用繼電器規定的切換負載不一致,可靠性將無從談起。
4 使用小型中間繼電器應注意的特殊問題
4.1 使用出口中間繼電器時的關鍵問題
靜態繼電保護裝置運行中失效的某型號繼電器5只,介質耐壓試驗全部
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