接觸器高原環(huán)境適應(yīng)性試驗研究

田 華

（昆明電器科學(xué)研究所，昆明高海拔電器檢測有限公司，昆明 650221）

在高原氣候環(huán)境條件下，空氣壓力和空氣密度下降、空氣溫度降低、日溫差大、空氣絕對濕度相應(yīng)減少等因素，均對接觸器的正常使用帶來了影響。一般的接觸器并不能完全適應(yīng)高海拔條件。因此在特有的高原環(huán)境條件下，接觸器要滿足其使用要求，提高接觸器的高原適應(yīng)性和防護能力十分重要。昆明高海拔電器檢測有限公司通過試驗研究對接觸器應(yīng)通過的環(huán)境適應(yīng)性試驗提出了考核評價。

1 高原氣候環(huán)境條件對接觸器的影響

1.1 對絕緣介質(zhì)強度的影響

海拔升高，空氣密度降低，造成絕緣強度降低。一般海拔每升高100米，絕緣強度約降低1%。

1.2 對溫升的影響

高原不同海拔高度處的平均環(huán)境溫度值見表1。

海拔增高，空氣密度降低，使以空氣介質(zhì)為散熱方式的產(chǎn)品散熱困難。一般，海拔每升高100米，產(chǎn)品溫升增加約0.4K。

海拔升高，環(huán)境溫度降低。一般海拔每升高100米，環(huán)境溫度降低約0.5℃。

在高海拔地區(qū)的用戶及局部特定環(huán)境（如冶金、化工、鋼鐵、發(fā)電廠等房內(nèi)），若環(huán)境溫度的降低值不能補償由于海拔升高而導(dǎo)致的溫升增加值，此時不允許對溫升限值進行海拔修正。

在高海拔地區(qū)的戶外使用及無人值守的小型配電站等場所使用的接觸器，由于環(huán)境溫度降低的補償作用明顯，允許對溫升極限值按表2進行海拔修正。

當(dāng)試驗地點的海拔與使用地點的海拔不同時，溫升極限值按兩者的海拔差進行修正。當(dāng)試驗地點的海拔高于使用地點時，溫升極限值為相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫升值加上修正值。當(dāng)試驗地點的海拔低于使用地點時，溫升極限值為相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫升值減去修正值。計算海拔差時，低于2000米的海拔均算作0米。

1.3 對滅弧能力的影響

海拔升高，空氣密度降低，使以自由空氣為滅弧介質(zhì)的接觸器滅弧困難，通斷能力下降和電壽命縮短。

表1 不同海拔高度的平均溫度值

1）直流電弧燃弧時間隨海拔的升高即氣壓降低而延長。

2）直流電弧和交流電弧的飛弧距離隨海拔的升高即氣壓降低而增加。

2 接觸器環(huán)境適應(yīng)性試驗要求

2.1 范圍

本文規(guī)定的交流接觸器用于額定電壓不超過1000V或直流不超過1500V的電路。

表2 溫升極限值的海拔修正值

表3 檢驗情況

2.2 常規(guī)試驗

——動作及動作范圍的驗證

——介電試驗

2.3 檢驗依據(jù)

GB 14048.1-2012 《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第1部分：總則 》；

GB 14048.4-2010 《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第4-1部分：接觸器和電動機起動器機電式接觸器和電動機起動器（含電動機保護器）》；

GB/T 20626.1-2006《特殊環(huán)境條件 高原電子電工產(chǎn)品 第一部分 通用技術(shù)要求》；

GB/T 20645-2006《特殊環(huán)境條件 高原用低壓電器技術(shù)要求》；

GB/T 14597-2010《電工產(chǎn)品不同海拔的氣候環(huán)境條件》；

GB 21518-2008《交流接觸器能效限定值及能效等級》。

2.4 檢驗情況

接觸器環(huán)境適應(yīng)性檢驗情況如表3所示。

3 接觸器試驗情況分析

1）以上試品全都進行了海拔2000米以上的高原環(huán)境條件下的常規(guī)試驗，全部合格。

2）兩種試品NDC1-1450～2100和NDC1-1000～1250首先在海拔4000米模擬環(huán)境條件下做了低溫貯存試驗，就是在環(huán)境溫度-60℃條件下放置16h，試驗后試品在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下恢復(fù)后，試品的外觀完好，沒有損壞，能正常接通和分?jǐn)囝~定電流，沒有影響其使用功能。

3）兩種試品NDC1-1450～2100和NDC1-1000～1250的常規(guī)試驗不僅是在海拔4000米模擬環(huán)境條件下，而其環(huán)境溫度是在-40℃條件下進行的，試驗條件更加嚴(yán)酷，檢驗結(jié)果合格。另外還進行了海拔4000米模擬環(huán)境條件下額定接通和分?jǐn)嗄芰υ囼灒谠囼炦^程中，沒有發(fā)生持續(xù)燃弧、相間飛弧、接地回路中的熔斷體熔斷或觸頭熔焊；用適用的控制方法進行操作，觸頭能夠動作。

4）低溫試驗對兩種試品NDC1-1450～2100和NDC1-1000～1250的材料進行了考核，合格。

4 提高接觸器在高原地區(qū)使用的適應(yīng)性及可靠性的措施

1）結(jié)構(gòu)要求按照GB/T 20645-2006《特殊環(huán)境條件高原用低壓電器技術(shù)要求》的規(guī)定執(zhí)行。

2）介電性能和溫升的海拔修正系數(shù)按照GB/T 20645-2006《特殊環(huán)境條件 高原用低壓電器技術(shù)要求》的規(guī)定執(zhí)行。

3）在正常負(fù)載下，高原環(huán)境條件對接觸器的機械壽命和電壽命略有影響，具體的操作次數(shù)和接通分?jǐn)啻螖?shù)按照廠家在說明書中規(guī)定執(zhí)行。

4）低溫試驗按照GB/T 20645-2006《特殊環(huán)境條件高原用低壓電器技術(shù)要求》的規(guī)定執(zhí)行。

5）凝露和污穢的防護要求按照GB/T 20616.3-2006《特殊環(huán)境條件 高壓電工電子產(chǎn)品 第3部分 雷電、污穢、凝露的防護要求》的規(guī)定執(zhí)行。

6）進一步加強制造廠家、使用部門和質(zhì)檢機構(gòu)之間的聯(lián)系，以便我們在工作中儲存數(shù)據(jù)，為國家標(biāo)準(zhǔn)的修訂做出貢獻。

5 結(jié)論

本試驗采用接觸器均為新型高原電磁接觸器，主要適用于高海拔地區(qū)。這些新型接觸器通過在現(xiàn)有電磁接觸器上增設(shè)具有良好抗弧、滅弧性能的主觸頭模塊，同時還采取了接觸器在高原地區(qū)使用的可靠性措施，從而保護了輔助觸頭，因此大大提高了整個電磁接觸器在高海拔地區(qū)的適應(yīng)性及使用壽命。這些高原電磁接觸器經(jīng)昆明高海拔電器檢測有限公司試驗證明，完全滿足高原環(huán)境條件下的工況要求。這些高原電磁接觸器特別適合于我國高海拔地區(qū)使用。

[1]GB 14048.1-2012, 低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第1 部分：總則[S].

[2]GB 14048.4-2010, 低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第4-1 部分：接觸器和電動機起動器 機電式接觸器和電動機起動器（含電動機保護器）[S].

[3]GB 21518-2008, 交流接觸器能效限定值及能效等級[S].

[4]GB/T 20645-2006, 特殊環(huán)境條件 高原用低壓電器技術(shù)要求[S].

[5]GB/T 20626.1-2006, 高原電子電工產(chǎn)品 第一部分 通用技術(shù)要求[S].

[6]GB/T 14597-2010, 電工產(chǎn)品不同海拔的氣候環(huán)境條件[S].

[7]GB/T 20616.3-2006, 特殊環(huán)境條件 高壓電工電子產(chǎn)品 第3 部分 雷電、污穢、凝露的防護要求[S].