牛雙國，劉玉賓

（黃河水利職業(yè)技術學院，河南 開封 475004）

0 引言

目前，高校電工實驗室各設備功能基本上都是專項、單一的，如要滿足多門課程進行試驗、實訓的要求，就需要購置大量的電氣設備、儀器、儀表，從而花掉大量的經(jīng)費，并且試驗、實訓消耗也較大。 多用途電工綜合試驗臺是以輸入交流恒壓電源為基準，通過調整電壓的變化，對有電壓信號、電流信號反映的電氣設備、儀器、儀表進行多功能測試、檢修。 它不僅適用于10 kV 的高壓電氣設備， 也適用于500 V以下的低壓電氣設備， 還適用于一次系統(tǒng)的大電流電氣設備和二次系統(tǒng)的小電流電氣設備[1~2]。 該試驗臺可以使電氣自動化、 機電一體化等專業(yè)的工廠供電、電機學、工廠電氣控制設備、電氣安裝施工技術、電工儀表等課程實現(xiàn)教學、試驗課堂化，從而提高實訓教學質量。 研究開發(fā)適合高校教學特點的試驗設備，是解決實訓設備偏少問題的最佳途徑。 本文擬對10 kV、500 V 的常用電氣設備、 儀表進行多用途電工綜合試驗臺的設計方案進行探討。

1 多功能電工綜合試驗臺的設計方案

1.1 設計基本功能

1.1.1 檢測電壓、電流信號

反映電壓信號的電氣設備、儀器和儀表實驗范圍是各種電壓互感器，時間繼電器，信號繼電器，欠電壓、過電壓繼電器，交流接觸器，中間繼電器和各類電磁吸盤，電磁抱閘，制動電磁鐵，電壓表，電度表，功率表等的始動電壓值、動作電壓值、返回電壓值的測試、校驗。反映電流信號的電氣設備、儀器和儀表實驗范圍是各種電流互感器、 電磁式電流繼電器、自動開關、斷路器和熱繼電器、電流脫扣器、電流表、電度表、功率表等的分斷電流、始動電流值、動作電流值、返回電流值的測試、校驗。

1.1.2 檢測電氣設備的動作值和返回值

以DL-10 系列電流繼電器為例，說明檢驗反映電流信號的電氣儀表的動作值和返回值的原理。 其接線如圖1 所示。 首先調節(jié)變阻器R，均勻地增加電流，直到繼電器動作，指示燈HL 發(fā)亮，此時電流表讀數(shù)即為動作電流。然后逐步減小電流，使繼電器返回至原始位置，指示燈熄滅，此時的電流值為返回電流。

以DJ-100 系列電壓繼電器為例，檢驗反映電壓信號的電氣儀表的動作值和返回值的接線如圖2所示。 檢驗方法及要求與電流繼電器的相同[3]。

圖1 DL-10 系列電流繼電器檢驗電路Fig.1 DL-10 series current relay testing circuit

1.2 多功能電工綜合試驗臺的主要技術參數(shù)

多功能電工綜合試驗臺的電源采用三相感應自動調壓器，輸入交流恒壓電源。

（1）輸入電源。 AC380 V（三相四線），可調AC 24-500 V、50 HZ。

（2）額定電流為15 A。

圖2 DJ-100 系列電壓繼電器檢驗電路Fig.2 DJ-100 series voltage relay testing circuit

1.3 多功能電工綜合試驗臺的主要電路

多功能電工綜合試驗臺的主要電路如圖3 所示[4]。

圖3 多功能電工綜合試驗臺的主要電路Fig.3 Main circuit of multifunction electrical comprehensive test-bed

多功能電工綜合試驗臺電路工作過程如下。

（1）試驗臺啟動過程。 合上電源刀開關QS，LD綠色指示燈亮，將自耦調壓器手柄置于“0”電壓位，并按啟動按鈕SB1后，交流接觸器KM 線圈得電，使KM 輔助常開觸頭閉合，HD 紅色指示燈亮；KM 輔助常開觸頭閉合自鎖、自耦變壓器電源得電。

（2）試驗臺電路試驗過程。 順時針方向操作自耦調壓器手柄，可得到多用途電工綜合試驗臺的試驗輸出電壓。

如果被試電器或電路在試驗中出現(xiàn)擊穿，會造成自耦調壓器二次側對地短接。 此短接電流大于電流繼電器線圈動作整定值，串接于交流接觸器線圈電路的電流繼電器的常閉觸頭動作（斷開），交流接觸器KM 線圈失電，使KM 常開觸頭復位，HD 紅色指示燈熄滅；KM 常閉觸頭復位，LD 綠色指示燈燈亮；給予電源指示；KM 自鎖觸頭復位；KM 主觸頭斷開，自耦調壓器失電，試驗停止。

2 實驗方法分析

2.1 CJ10-20 交流接觸器各測定方法

測定的CJ10-20 交流接觸器電壓值包括： 始動電壓值、吸合電壓值、釋放電壓值。

2.1.1 測定電路

測定電路如圖4 所示。

圖4 CJ10-20 交流接觸器測定電路Fig.4 CJ10-20 alternating current contactor testing circuit

2.1.2 測定方法

（1）選好電流表、電壓表量程并校零，調壓器輸出置于零位置。

（2）合上開關QS1和QS2，均勻調節(jié)調壓變壓器T，使電壓上升到接觸器的鐵心吸合值。 此時電壓表指示值即為接觸器的動作值。 保持此電壓值，分合開關QS2作兩次沖擊合閘試驗， 以校驗動作的可靠性。

（3）均勻地降低調壓變壓器的電壓，直至鐵心分離。 此時電壓表指示值為接觸器的釋放電壓值。

（4）調升電壓到接觸器線圈額定值，注意鐵心振動及噪聲是否正常。 從指示燈亮滅現(xiàn)象，判斷觸頭接觸情況[5]。

2.2 JR16-20/3 熱繼電器的整定電流值測定方法

2.2.1 測定電路

測定電路如圖5 所示。

2.2.2 測定方法

（1）將調壓器輸出置于零位置，合上開關，指示燈亮。

（2）調節(jié)調壓變壓器，使電流升至額定值，應停留相當時間不動作，且指示燈不滅。

（3）繼續(xù)調升至1.2 倍額定電流，應在20 min 內動作，且指示燈滅。

（4）將電流降到零，等熱繼電器復位后，再調升電流至1.5 倍額定值，應在2 min 以內動作。 再降電流至零，待復位并冷卻后，快速調升電流至6 倍額定值，分斷開關后隨即合上，并同時用秒表計時，其動作時間應大于5s[6]。

圖5 JR16-20/3 熱繼電器整定電流值測定電路Fig.5 JR16-20/3 thermal relay current setting testing circuit

3 結語

多用途電工綜合試驗臺集電器設備數(shù)量少、線路簡單，實驗項目靈活、操作方法簡便、使用安全可靠，適用于開展多用途常用電氣設備綜合試驗、實訓，是鞏固大學生所學基礎理論知識、培養(yǎng)專業(yè)技能的有效載體，還能直接應用于生產(chǎn)實際。建議各高校根據(jù)所開專業(yè)的實驗、實訓特點，開發(fā)適合自己特色的實驗、實訓裝置，提高教學質量和設備使用效率[7]。

[1] 楊光臣. 電氣安裝施工與管理[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999：204-218.

[2] 劉介才. 工廠供電[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2000：89-108.

[3] 牛雙國. T68 鏜床模擬仿真實訓教學探討[J]. 黃河水利職業(yè)技術學院學報，2007（1）：82-83，88

[4] 吳麗. 電氣控制與PLC 應用技術[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2008：42-60.

[5] 許翏. 工廠電氣控制設備[M]. 北京： 機械工業(yè)出版社，2001：292-302.

[6] 韓永學. 建筑電氣施工技術[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004：90-95.

[7] 牛雙國. T68 鏜床教學模擬設備電路PLC 控制方法研究[J]. 黃河水利職業(yè)技術學院學報，2005（2）：36-38.