接觸器高原環境適應性試驗研究

田 華

（昆明電器科學研究所，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高海拔條件。因此在特有的高原環境條件下，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通過的環境適應性試驗提出了考核評價。

1 高原氣候環境條件對接觸器的影響

1.1 對絕緣介質強度的影響

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境溫度值見表1。

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

海拔升高，環境溫度降低。一般海拔每升高100米，環境溫度降低約0.5℃。

在高海拔地區的用戶及局部特定環境（如冶金、化工、鋼鐵、發電廠等房內），若環境溫度的降低值不能補償由于海拔升高而導致的溫升增加值，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。當試驗地點的海拔高于使用地點時，溫升極限值為相應產品標準規定的溫升值加上修正值。當試驗地點的海拔低于使用地點時，溫升極限值為相應產品標準規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 接觸器環境適應性試驗要求

2.1 范圍

本文規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 常規試驗

——動作及動作范圍的驗證

——介電試驗

2.3 檢驗依據

GB 14048.1-2012 《低壓開關設備和控制設備 第1部分：總則 》；

GB 14048.4-2010 《低壓開關設備和控制設備 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《特殊環境條件 高原電子電工產品 第一部分 通用技術要求》；

GB/T 20645-2006《特殊環境條件 高原用低壓電器技術要求》；

GB/T 14597-2010《電工產品不同海拔的氣候環境條件》；

GB 21518-2008《交流接觸器能效限定值及能效等級》。

2.4 檢驗情況

接觸器環境適應性檢驗情況如表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米以上的高原環境條件下的常規試驗，全部合格。

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

3）兩種試品NDC1-1450～2100和NDC1-1000～1250的常規試驗不僅是在海拔4000米模擬環境條件下，而其環境溫度是在-40℃條件下進行的，試驗條件更加嚴酷，檢驗結果合格。另外還進行了海拔4000米模擬環境條件下額定接通和分斷能力試驗，在試驗過程中，沒有發生持續燃弧、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使用的適應性及可靠性的措施

1）結構要求按照GB/T 20645-2006《特殊環境條件高原用低壓電器技術要求》的規定執行。

2）介電性能和溫升的海拔修正系數按照GB/T 20645-2006《特殊環境條件 高原用低壓電器技術要求》的規定執行。

3）在正常負載下，高原環境條件對接觸器的機械壽命和電壽命略有影響，具體的操作次數和接通分斷次數按照廠家在說明書中規定執行。

4）低溫試驗按照GB/T 20645-2006《特殊環境條件高原用低壓電器技術要求》的規定執行。

5）凝露和污穢的防護要求按照GB/T 20616.3-2006《特殊環境條件 高壓電工電子產品 第3部分 雷電、污穢、凝露的防護要求》的規定執行。

6）進一步加強制造廠家、使用部門和質檢機構之間的聯系，以便我們在工作中儲存數據，為國家標準的修訂做出貢獻。

5 結論

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。這些新型接觸器通過在現有電磁接觸器上增設具有良好抗弧、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的適應性及使用壽命。這些高原電磁接觸器經昆明高海拔電器檢測有限公司試驗證明，完全滿足高原環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使用。

[1]GB 14048.1-2012, 低壓開關設備和控制設備 第1 部分：總則[S].

[2]GB 14048.4-2010, 低壓開關設備和控制設備 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, 特殊環境條件 高原用低壓電器技術要求[S].

[5]GB/T 20626.1-2006, 高原電子電工產品 第一部分 通用技術要求[S].

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

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