低压断路器短路通断试验装置设计开题报告

1. 研究目的与意义

近些年以来，我国电网容量不断增大，进而使得低压配电以及控制系统变得越来越复杂，与此同时对相关电器产品的性能要求也更为严苛。低压断路器是低压配电支路的主开关，是电力系统中的重要开关电器设备。低压断路器非常重要性能就是接通和分断过载或者短路电流，短路通断能力试验是考核其用于主电路保护的脱扣器性能的试验项目，试验合格与否是判断此短路脱扣器是否可靠工作的重要依据。我国第三代塑壳断路器短路分析能力为35~50ka，第四代塑壳断路器采用了双触点触头灭弧系统和快速动作的操作机构，分断能力实现了重大突破。

相对于不断攀升的试验室检测能力，目前，国内低压电器的短路通断能力多在31.5ka~80ka之间，大于100ka的产品非常有限，且由于高分断产品在实际使用中并不具备很高的经济性，因而在实际的输配电系统中，通常采用高压侧分断的方式以避免低压断路器承受过高的短路电流，生产企业对高分断能力断路器的研发投入也非常有限。如此一来，试验室短路能力的扩建与提高，在相当程度上是出于宣传而非实用目的，至少就低压电器发展趋势而言，大部分试验室闲置的短路能力可谓过度建设的结果。

相比国有与股份制检测试验室的大量投入与建设，大型跨国公司在国内的低压电器试验室建设更为理智与使用。苏州西门子电器有限公司试验室，短路试验能力120ka，与其国产的断路器分断能力一致，可谓毫不浪费，而出于研发需要，西门子把更多的建设放在小容量通断以及寿命测试系统上，以便可以同时、大批量进行测试。施耐德上海研发中心试验室的设计与建设，亦有类似考虑。

2. 研究内容和预期目标

2.1主要研究内容

本课题主要的研究内容包含下述四个方面：

1）分析国内外低压断路器短路通断试验装置结构基础上，明确试验装置的模块组成，主要包含硬件主回路和测控系统，从而完成系统的总体硬件设计；

3. 研究的方法与步骤

本课题主要采用的研究方法包含下述两个方面：

1） 试验法。根据试验的条件和要求，采用图1所示的控制原理图。图中开关电源负责给plc和模拟量模块供电；外部输入开关负责整个系统的启停操作和控制短路电流的通断；主电路的数据通过模拟量采集模块采集到plc中，实时地将数据传输到labview中存储和显示；继电保护装置可以切除整个试验主电路系统，从而达到保护电网安全的目的。

4. 参考文献

[1] 何瑞华. 我国新一代低压电器发展中值得探讨的几个问题[j].低压电器，2005( 1) : 1-6

[2] 郎建才. 关于低压断路器短路分断能力检测的验证方法的探讨[j]. 低压电器，2009（17）

[3] 低压开关设备和控制设备 第2部分：断路器：gb14048.2—2008［s］

5. 计划与进度安排

（1）2022-03-05～2022-03-18 查阅技术资料，确定研究内容和系统架构，撰写开题报告；

（2）2022-03-19～2022-04-01 结合总体架构，完成传感器选型、系统硬件功能分析和设计；

（3）2022-04-02～2022-04-22 设计系统硬件电路，编写系统软件程序；