Résumé: pour réaliser le test automatique de la performance électrique du limiteur de courant électrique ignifuge, un ensemble de dispositifs de test automatique de la performance électrique du limiteur de courant électrique ignifuge basé sur LabVIEW a été développé. L'unité peut réaliser un test automatique de la performance électrique du limiteur de courant électrique ignifuge pour de nombreuses spécifications telles que 0 - 40A, 0 - 63A, 160 - 250A, etc. Le contenu du test comprend un test de limitation de court - circuit, un test de protection contre les surcharges et un test de fluctuation de tension. L'unité de test peut capturer automatiquement la forme d'onde de test de limitation de court - circuit et la forme d'onde de test de protection contre les surcharges, calculer avec précision le temps de limitation de court - circuit et le temps de protection contre les surcharges, et stocker la forme d'onde, les données et générer des Rapports de test. La tension de fonctionnement nominale de 220 V et le courant de 10 a du limiteur de courant électrique ignifuge ont été choisis comme échantillons testés, les résultats des tests ont montré que le dispositif de test développé a amélioré l'efficacité des tests et les performances de sécurité, réduit le coût des tests, réalisé l'automatisation et l'intelligence des tests de performance électrique et gazière du limiteur de courant électrique ignifuge.

Mots clés: protecteurs électriques Coupe - feu; Limitation de court - circuit

I. Introduction

Au cours des dernières années, les incendies électriques causés par des circuits courts, des surcharges et des pannes d'équipements électriques sont devenus l'un des types d'incendies les plus fréquents et les plus coûteux de tous les incendies, selon l'Annuaire de lutte contre l'incendie de Chine, le nombre d'incendies électriques dans le nombre total d'incendies de 2014 à 2017 a augmenté d'année en année, atteignant 35,7% en 2017, ce qui représente une grande menace pour la vie et la sécurité des biens des personnes. Lorsque la ligne électrique est court - circuitée, en raison du disjoncteur mécanique existant a une vitesse de fermeture lente, ne peut pas limiter le courant de court - circuit, lorsqu'il est ouvert, il produira un arc électrique et d'autres problèmes, souvent provoquer l'expansion de l'accident, provoquer un incendie électrique, par exemple Harbin "8 · 25" et Beijing Daxing "11 · 18" deux accidents d'incendie causant des pertes de vies importantes sont causés par le court - circuit de la ligne électrique, le disjoncteur mécanique ne parvient pas à protéger de manière fiable, pilote le combustible autour. Afin de réduire les risques d'incendie, le Comité technique national de normalisation de la lutte contre l'incendie sous - Comité technique de détection et d'alarme d'incendie conjointement avec les entreprises concernées a développé la norme nationale correspondante, système électrique de surveillance d'incendie partie 6: protecteur électrique de limitation de courant ignifuge, exigeant que le protecteur électrique de limitation de courant ignifuge complète le temps de limitation de court - circuit ne doit pas dépasser 150 μs. Capable d'atteindre une protection de limitation de courant de l'ordre de la microseconde pour les défauts de court - circuit électrique, il peut réduire considérablement les accidents d'incendie causés par des courts - circuits électriques. Actuellement, la norme est en phase de lot.

Afin de réaliser la recherche et le développement de l'unité de test se déroule en synchronisation avec le lot de la norme de test, jetant les bases d'une mise en œuvre en douceur après l'introduction officielle de la norme. À cette fin, sur la base de la méthode de test pour répondre aux exigences des normes de test, améliorer encore l'efficacité des tests et réduire les coûts de test, la conception a développé un ensemble de dispositifs de test automatique de performance électrique de limiteur de courant électrique ignifuge basé sur LabVIEW, en utilisant ce dispositif de test peut réaliser un test automatique de performance électrique de limiteur de courant électrique ignifuge pour de nombreuses spécifications, le contenu de test comprend un test de limitation de court - circuit, un test de protection contre les surcharges et un test de fluctuation de tension. Les rapports de test sont générés automatiquement après la fin des tests, ce qui permet d'automatiser et d'intelligemment les tests de performance électrique des protecteurs électriques Coupe - feu.

II. Conception globale du programme

2.1 fondements de la conception du programme

Conformément aux dispositions pertinentes de la norme pour le test de performance électrique des protecteurs électriques Coupe - feu, le circuit de test de limitation de court - circuit est représenté sur la figure 1 et le circuit de test de protection contre les surcharges est représenté sur la figure 2. Gr dans les figures 1 et 2 est la source de tension, tr est l'échantillon testé, S est un commutateur simple lame, R est une résistance d'échantillonnage insensible de 0,01 Ω, CR est un oscilloscope, t est un commutateur à bouton - poussoir, z1 est une charge résistive de 3 ~ 6a, a dans la Figure 2 est un ampèremètre à pince, Z2 est une charge résistive de 25 ~ 50A.

Étape de test de limitation de court - circuit: connectez l'échantillon testé à l'appareil comme indiqué sur la figure 1, fermez l'interrupteur s, le protecteur fonctionne normalement, appuyez sur le bouton - poussoir T, enregistrez et observez la forme d'onde de tension aux bornes de R affichée par l'oscilloscope à l'instant de la fermeture, enregistrez le temps de limitation de court - circuit de l'échantillon testé.

Figure 1 circuit de test de limitation de court - circuit

Étape de test de protection contre les surcharges: l'échantillon à tester sera connecté à l'appareil comme indiqué sur la figure 2, le fil est enfilé dans un ampèremètre à pince a, après avoir allumé l'interrupteur s, enregistrez le temps de protection contre les surcharges de l'échantillon.

Étape de test de fluctuation de tension: les échantillons testés seront disposés selon les exigences de fonctionnement normales, alimentant les échantillons à 110% et 85% de la tension nominale, respectivement, en répétant le test de limitation de court - circuit et le test de protection contre les surcharges ci - dessus.

Figure 2 circuit de test de protection contre les surcharges

2.2 schéma de conception global

Conformément aux méthodes d'essai spécifiées dans la norme, un ensemble de dispositifs d'essai automatique des performances électriques des limiteurs de courant électriques ignifugés basés sur LabVIEW a été conçu, et le schéma bloc de conception du schéma global de l'unité est illustré à la figure 3. Le logiciel de test basé sur LabVIEW est installé sur la machine de commande et le logiciel de test acquiert la tension à la sortie du régulateur de tension et le courant dans la ligne via un module de détection de tension, un module d'acquisition de courant à grande vitesse, respectivement, contrôlant automatiquement la tension de sortie du régulateur de tension, la valeur de la résistance de commutation de charge réglable, l'état de commutation km du contacteur et si la branche de court - circuit est en court - circuit en fonction du contenu du test.

Figure 3 Schéma bloc de conception du schéma global

Iii. Conception du matériel

La conception matérielle comprend principalement la sélection et la conception de machines de commande, d'unités d'alimentation, de charges réglables, de modules d'acquisition de courant à grande vitesse, de branches de court - circuit et de modules de détection de tension. La machine de commande sélectionne IPC - 610l de la société adventing; Le modèle de charge réglable est rxf - AC220V 1 - 64A AC load, un relais dc24v est installé sur la charge réglable, la commutation de résistance peut être effectuée par le relais de commande; Le module d'acquisition de courant à grande vitesse sélectionne l'oscilloscope Multi - fonctions à domaine mixte MDO - 2000e à trame solide, avec une bande passante de fréquence de 200 MHz et un taux d'échantillonnage en temps réel plus élevé pouvant atteindre 1 GSa / S.

3.1 conception de l'unité d'alimentation

Lors de l'essai de performance électrique d'un limiteur de courant électrique coupe - feu, un essai de fluctuation de tension est nécessaire pour alimenter le limiteur de courant électrique testé à 110% (environ 242 v) et 85% (environ 187 v) de la tension nominale, respectivement. Par conséquent, l'unité d'alimentation doit répondre aux exigences d'une tension d'entrée de 220v AC et d'une tension de sortie de 0 ~ 250V pour alimenter l'échantillon testé ainsi que l'ensemble de l'unité. Le circuit matériel de l'unité d'alimentation est représenté sur la figure 4.

Figure 4 schéma du circuit matériel de l'unité d'alimentation

L'unité d'alimentation se compose d'un régulateur de tension, d'un moteur pas à pas et d'un pilote de moteur pas à pas. Le modèle de régulateur de tension choisi est teggc2j - 30kva, la tension d'entrée est monophasée 220V, la tension de sortie 0 ~ 250V, le courant de fonctionnement nominal de sortie est de 120 A; le modèle de pilote de moteur pas à pas choisi est hst884a, alimenté par DC 24 ~ 50V. La machine de commande peut ajuster la tension de sortie du régulateur de tension en contrôlant le moteur pas à pas, ce qui évite le fonctionnement manuel.

3.2 conception de la branche de court - circuit

Lors d'un test de limitation de court - circuit, le contacteur et le silicium bidirectionnel constituent une branche de court - circuit. Lorsque vous choisissez le silicium bidirectionnel comme branche de court - circuit, vous pouvez contrôler avec précision l'angle de phase du court - circuit, mais parce que le silicium conduit, il y a une chute de tension à l'état passant, dans une certaine mesure, cela limitera la croissance du courant de court - circuit. Le contacteur a une faible résistance à la conduction et n'affecte pas la taille du courant de court - circuit à cause du contacteur, mais ne peut pas contrôler l'angle de phase dans lequel le court - circuit se produit. Le silicium bidirectionnel est choisi comme branche de court - circuit lorsqu'il y a une exigence sur l'angle de phase dans lequel le court - circuit se produit; Lorsqu'il n'y a aucune exigence quant à l'angle de phase dans lequel le court - circuit se produit, le contacteur est choisi comme branche de court - circuit. Circuit matériel de branche de court - circuit comme le montre la figure 5, le modèle triac de silicium bidirectionnel choisi est mtc1000a, courant nominal 1000a, tension nominale 1600v; le modèle de gâchette de silicium contrôlable est SCR - y, grande puissance de déclenchement, peut directement déclencher le silicium contrôlable à moins de 3000a. Lors d'un test de protection contre les surcharges, le Contrôleur contrôle la gâchette silicone pour bloquer le signal impulsionnel, le silicium bidirectionnel ne conduit pas, ou déconnecter le contacteur, la branche de court - circuit est ouverte; Lors de l'exécution d'un test de limitation de court - circuit, le Contrôleur commande la gâchette silicone pour émettre un signal impulsionnel qui met le silicone bidirectionnel à l'état passant ou ferme le contacteur, court - circuitant la charge.

Figure 5 circuit de branche de court - circuit

3.3 choix et conception des modules de détection de tension

Utilisez le module de détection de tension pour détecter la tension alternative à la sortie de l'unité d'alimentation, le modèle de module de détection de tension choisi est le transmetteur d'isolation de tension alternative kbm - 44, ce transmetteur d'isolation de tension alternative a une plage de détection de tension de 0 ~ 250 V, prend en Charge le Protocole de communication Modbus, peut communiquer directement avec la machine de mise à niveau, télécharger la valeur effective de la tension alternative détectée sur le logiciel de test de la machine de mise à niveau.

1. Conception de logiciels

Afin de tirer le meilleur parti des caractéristiques de programmation graphiques de LabVIEW et de la manière flexible et efficace de contrôler les instruments pour une plus grande fiabilité du logiciel de test développé, le logiciel de test de l'unité a été développé sur la base de LabVIEW 2018. Développé et développé par National Instruments (ni) Inc., LabVIEW est basé sur le langage de programmation G, idéal pour le développement de tests, de mesures et de contrôles d'instruments, adaptés à l'acquisition de données, au contrôle, à l'analyse de données et à l'affichage d'images, etc., et est maintenant largement utilisé dans divers domaines de test.

Le logiciel de test se compose de deux parties: une interface de test et un programme de test. L'interface de test est utilisée pour définir les paramètres de test et le contenu du test; Le programme de test effectue alors les opérations correspondantes en fonction des paramètres de test définis et du contenu du test, y compris principalement le Programme d'alimentation, le programme de test de limitation de court - circuit, le programme de test de protection contre les surcharges et le Sous - programme de calcul du temps.

4.1 tester la conception de l'interface logicielle

L'interface du logiciel de test est comme le montre la figure 6, le côté gauche est équipé d'un bouton radio de tension d'alimentation, d'une touche de confirmation de paramètre et d'une touche de confirmation de tension d'alimentation, pour le test de fluctuation de tension, trois tensions 187, 220, 242 V sont définies Dans le bouton radio de tension d'alimentation, qui peut être sélectionné en fonction du contenu du test. Le côté droit est réglé avec le bouton d'énumération de courant de fonctionnement nominal, la touche de test de limitation de court - circuit, la touche de test de protection contre les surcharges et la touche de rapport de génération, 10, 20, 32, 63A quatre spécifications sont définies dans le bouton d'énumération de courant de fonctionnement nominal, le courant de travail nominal correspondant peut être sélectionné en fonction des spécifications de l'échantillon testé.

Figure 6 test de l'interface logicielle

4.2 conception du Programme d'alimentation

L'organigramme de la procédure d'alimentation du dispositif d'essai est représenté à la figure 7. Lors de l'essai de fluctuation de tension sur les protecteurs électriques de limitation de courant ignifuge, une tension de 187v et 242v doit être fournie à la sortie du régulateur de tension; Lors des tests de limitation de court - circuit et des tests de protection contre les surcharges, une tension de 220V doit être fournie à la sortie du régulateur. Après avoir testé la tension d'alimentation sélectionnée par l'interface logicielle, le logiciel lit en temps réel, via le module de détection de tension, la valeur effective de la tension en sortie du régulateur de tension et détermine si elle se trouve dans la plage de tension définie et si elle se trouve dans la plage, la régulation se termine; Au lieu de cela, continuez à faire des ajustements pour savoir si elle est supérieure à la plus grande valeur de la plage définie. Si plus grand, puis faire le moteur pas à pas inverser, réduire la tension côté sortie du régulateur; Inversement, faites tourner le moteur pas à pas en positif et augmentez la tension en sortie du régulateur de tension. Répétez les opérations ci - dessus jusqu'à ce que la tension de sortie du régulateur de tension soit réglée dans la plage de réglage, garantissant ainsi la précision de la tension d'alimentation.

Figure 7 organigramme du Programme d'alimentation du dispositif d'essai

4.3 conception du Programme d'essai de limitation de court - circuit et de protection contre les surcharges

Le flux de la procédure d'essai de limitation de court - circuit et le flux de la procédure d'essai de protection contre les surcharges sont illustrés respectivement sur les figures 8 et 9. Après confirmation de l'ajustement de la tension d'alimentation de l'unité de test, après que l'interface du logiciel de test clique sur la touche de test de limitation de court - circuit ou la touche de test de protection contre les surcharges, vous pouvez effectuer un test de limitation de court - circuit ou un test de protection contre les surcharges, exécuter le processus correspondant, obtenir la forme d'onde de courant de court - circuit, la forme d'onde de courant de surcharge, le temps de limitation de court - circuit et le temps de protection contre les surcharges, et sauvegarder la forme d'onde et les données pour la génération ultérieure du rapport de test.

Figure 8 organigramme de la procédure d'essai de limitation de court - circuit

Figure 9 organigramme de la procédure d'essai de protection contre les surcharges

4.4 conception de sous - programmes de calcul du temps

Le temps de limitation de court - circuit d'achèvement d'un protecteur électrique coupe - feu est l'intervalle de temps entre le moment où la valeur du courant de défaut de court - circuit traversant le protecteur dépasse la valeur d'alarme de courant constante de protection contre le court - circuit et le moment où le courant de défaut de court - circuit chute à 5% de sa valeur. Le Sous - programme de calcul du temps limite de court - circuit est représenté sur la figure 10.

Figure 10 diagramme de flux du sous - programme de calcul du temps de limitation de court - circuit

Le temps de protection contre les surcharges est l'intervalle de temps entre le moment où la valeur du courant de charge traversant le protecteur dépasse la valeur d'alarme de courant constant de protection contre les surcharges et le moment où le courant de charge chute à 5% de sa valeur. Le processus de sous - programme de calcul du temps de protection contre les surcharges et le programme de calcul du temps de limitation de court - circuit sont similaires, sauf que le taux d'échantillonnage du module d'acquisition de courant à grande vitesse en cas de surcharge et le réglage en cas de court - circuit sont différents.

V. protecteur électrique ignifuge de limite de courant d'ankory

5.1 Généralités

Les protecteurs électriques Coupe - feu de type limiteur de courant de la série ascp peuvent efficacement surmonter les inconvénients tels que le courant de court - circuit élevé, le long temps d'action, l'Arc de court - circuit important et la courte durée de vie des disjoncteurs traditionnels. En cas de panne de court - circuit, le courant de court - circuit peut être rapidement limité à une vitesse de l'ordre de la microseconde pour obtenir une protection contre l'arc, ce qui peut réduire considérablement les accidents d'incendie électrique et garantir la sécurité des personnes et des biens dans les lieux d'utilisation.

5.2 caractéristiques fonctionnelles

1) Limitation de court - circuit: lorsque la ligne a un défaut de court - circuit, peut réaliser une protection de limitation de courant rapide dans les 150us, en raison de l'accident d'incendie électrique causé par un courant de court - circuit excessif.

2) limite de surcharge: lorsque le courant de la ligne protégée dépasse le courant nominal, que la ligne est surchargée et que la durée de la surcharge dépasse le temps défini (3 à 60 secondes), le protecteur est protégé par une limitation de courant.

3) limite de surchauffe: lorsque la température des composants internes du protecteur dépasse la valeur de consigne, le produit active la fonction de protection contre la limite de surchauffe pour éviter les dommages causés au produit par une température trop élevée.

4) Protection contre les surtensions / sous - tensions: lorsque le protecteur détecte une sous - tension ou une surtension de la tension de ligne, le protecteur émet un signal d'alarme acoustique et optique qui peut être prédéfini pour activer ou non la protection de limitation de courant.

5) surveillance de la température du câble: lorsque la température du câble surveillé dépasse la valeur de consigne d'alarme, le protecteur émet un signal d'alarme acoustique et optique qui peut être prédéfini pour activer ou non la protection de limitation de courant.

6) surveillance du courant de fuite: lorsque la ligne surveillée fuit au - delà de la valeur de consigne d'alarme, le protecteur émet un signal d'alarme acoustique et optique qui peut être prédéfini pour démarrer ou non la protection de limitation de courant.

7) fonction de communication: avec 1 interface RS485, 1 communication sans fil 2G, peut envoyer des données au système de surveillance en arrière - plan pour réaliser la surveillance à distance. Le back - Office de surveillance peut être l'hôte de surveillance d'incendie électrique ancory acrel - 6000 / B, la plate - forme Cloud sécurisée ancory acrel - 6000 ou un logiciel ou une plate - forme de surveillance tiers.

5.3 choix de l'équipement

Vi. Mot de fin

Cet ensemble de dispositifs de test automatique de performance électrique de limiteur de courant électrique ignifuge basé sur LabVIEW peut réaliser un test automatique de performance électrique de limiteur de courant électrique ignifuge pour de nombreuses spécifications telles que 0 - 40A, 0 - 63A, 160 - 250A, peut capturer automatiquement la forme d'onde de test de limitation de court - circuit et la forme d'onde de test de protection contre les surcharges, calculer avec précision pour obtenir le temps de limitation de court - circuit et le temps de protection contre les surcharges, et peut générer un rapport de test. Les tests ont montré que cette unité de test améliore l'efficacité des tests et les performances en matière de sécurité, réduit les coûts de test et automatise et intelligemment les tests de performance électrique.

[Références]

1. Lukiwe, Lu Tao, Ye zeryu, Cheng jinpei, développement d'un dispositif de test automatique des performances électriques du protecteur de limitation de courant ignifuge électrique;

2. Liu yixiang, TONGHAO, Jinjing, etc., statistiques sur les incendies urbains typiques basées sur l'analyse des causes

3. Plate - forme Cloud ankory pour la gestion sécurisée de l'électricité. Version 2020.04;

4. Ancory Enterprise Microgrid Design & Application manual version 2020.06.