Relaistest Das Relais ist das Schlüsselgerät intelligenter Prepaid-Stromzähler. Die Lebensdauer des Relais bestimmt in gewissem Maße die Lebensdauer des Stromzählers. Die Leistung des Geräts ist für den Betrieb intelligenter Prepaid-Stromzähler sehr wichtig. Es gibt jedoch viele in- und ausländische Relaishersteller, die sich stark in Produktionsumfang, technischem Niveau und Leistungsparametern unterscheiden. Deshalb müssen Hersteller von Stromzählern beim Testen und Auswählen von Relais über perfekte Erkennungsgeräte verfügen, um die Qualität der Stromzähler sicherzustellen. Gleichzeitig hat State Grid die stichprobenartige Erkennung der Relais-Leistungsparameter in intelligenten Stromzählern verstärkt, was auch entsprechende Erkennungsgeräte erfordert, um die Qualität von Stromzählern verschiedener Hersteller zu prüfen. Die Relaiserkennungsgeräte verfügen jedoch nicht nur über ein einzelnes Erkennungselement, der Erkennungsprozess lässt sich nicht automatisieren, die Erkennungsdaten müssen manuell verarbeitet und analysiert werden, und die Erkennungsergebnisse sind zufallsbedingt und künstlich. Darüber hinaus ist die Erkennungseffizienz gering und die Sicherheit kann nicht gewährleistet werden [7]. In den letzten zwei Jahren hat The State Grid die technischen Anforderungen an Stromzähler schrittweise standardisiert und entsprechende Industrienormen und technische Spezifikationen formuliert, wodurch einige technische Schwierigkeiten bei der Erkennung von Relaisparametern, wie beispielsweise Ein- und Ausschaltkapazität von Relais, Prüfung der Schalteigenschaften usw., auftauchen. Deshalb ist es dringend erforderlich, ein Gerät zu entwickeln, mit dem die Leistungsparameter von Relais umfassend erkannt werden können [7]. Entsprechend den Anforderungen an die Prüfung der Leistungsparameter von Relais können die Prüflinge in zwei Kategorien unterteilt werden. Eine Kategorie umfasst Prüflinge ohne Laststrom, wie beispielsweise Ansprechwert, Kontaktwiderstand und mechanische Lebensdauer. Die zweite Kategorie umfasst Prüflinge mit Laststrom, wie beispielsweise Kontaktspannung, elektrische Lebensdauer und Überlastkapazität. Die wichtigsten Prüflinge werden im Folgenden kurz vorgestellt: (1) Ansprechwert. Für den Relaisbetrieb erforderliche Spannung. (2) Kontaktwiderstand. Widerstandswert zwischen zwei Kontakten beim elektrischen Schließen. (3) Mechanische Lebensdauer. Die Anzahl der Schaltvorgänge des Relais im unbeschädigten Zustand mechanischer Teile. (4) Kontaktspannung. Bei geschlossenem Kontakt wird ein bestimmter Laststrom im Kontaktkreis angelegt und die Spannung zwischen den Kontakten erhöht. (5) Elektrische Lebensdauer. Bei Anlegen der Nennspannung an beiden Enden der Relais-Antriebsspule und Anlegen der Nenn-Widerstandslast im Kontaktkreis beträgt der Zyklus weniger als 300 Mal pro Stunde und der Arbeitszyklus 1∶4, was der zuverlässigen Betriebszeit des Relais entspricht. (6) Überlastfähigkeit. Wenn an beiden Enden der Treiberspule des Relais die Nennspannung angelegt wird und im Kontaktkreis das 1,5-Fache der Nennlast anliegt, kann die zuverlässige Betriebszeit des Relais bei einer Betriebsfrequenz von (10±1) Mal/min erreicht werden [7]. Es gibt beispielsweise viele verschiedene Arten von Relais, die nach Eingangsspannung in Geschwindigkeitsrelais, Stromrelais, Zeitrelais, Druckrelais usw. unterteilt werden können. Nach dem Funktionsprinzip können sie in elektromagnetische Relais, Induktionsrelais, elektrische Relais, elektronische Relais usw. unterteilt werden. Nach dem Zweck können sie in Steuerrelais, Schutzrelais usw. unterteilt werden. Nach der Form der Eingangsgröße können sie in Relais und Messrelais unterteilt werden. [8] Unabhängig davon, ob das Relais auf das Vorhandensein oder Fehlen eines Eingangssignals basiert, funktioniert das Relais nicht, wenn kein Eingangssignal vorliegt, und reagiert, wenn ein Eingangssignal vorliegt, beispielsweise als Zwischenrelais, allgemeines Relais, Zeitrelais usw. [8] Messrelais funktionieren auf Grundlage einer Eingangsänderung. Während des Betriebs ist immer ein Eingangssignal vorhanden. Nur wenn das Eingangssignal einen bestimmten Wert erreicht, funktioniert das Relais, beispielsweise als Stromrelais, Spannungsrelais, Thermorelais, Drehzahlrelais, Druckrelais, Flüssigkeitsstandsrelais usw. [8] Elektromagnetisches Relais. Schematische Darstellung des Aufbaus eines elektromagnetischen Relais. Die meisten in Steuerschaltungen verwendeten Relais sind elektromagnetische Relais. Elektromagnetische Relais haben die Eigenschaften eines einfachen Aufbaus, sind niedrig, bequem zu bedienen und zu warten, haben eine geringe Kontaktkapazität (im Allgemeinen unter SA), eine große Anzahl von Kontakten und keine Haupt- und Nebenkontakte, keine Lichtbogenlöscheinrichtung, sind klein, reagieren schnell und genau, sind feinfühlig zu steuern und zuverlässig usw. Sie werden häufig in Niederspannungs-Steuerungssystemen eingesetzt. Zu den häufig verwendeten elektromagnetischen Relais gehören Stromrelais, Spannungsrelais, Zwischenrelais und verschiedene kleine allgemeine Relais. [8] Der Aufbau und das Funktionsprinzip eines elektromagnetischen Relais ähneln denen eines Schützes und bestehen hauptsächlich aus einem elektromagnetischen Mechanismus und einem Kontakt. Elektromagnetische Relais funktionieren sowohl mit Gleich- als auch mit Wechselstrom. An beiden Enden der Spule wird Spannung oder Strom angelegt, um eine elektromagnetische Kraft zu erzeugen. Wenn die elektromagnetische Kraft größer ist als die Reaktionskraft der Feder, wird der Anker angezogen, wodurch die normalerweise offenen und normalerweise geschlossenen Kontakte bewegt werden. Wenn die Spannung oder der Strom der Spule abfällt oder verschwindet, wird der Anker freigegeben und der Kontakt zurückgesetzt. [8] Thermorelais Thermorelais werden hauptsächlich zum Überlastschutz elektrischer Geräte (hauptsächlich Motoren) verwendet. Thermorelais arbeiten nach dem Prinzip der Stromerwärmung in elektrischen Geräten. Sie ähneln denen von Motoren und ermöglichen Überlasteigenschaften mit umgekehrter Zeitcharakteristik. Sie werden hauptsächlich zusammen mit Schützen verwendet und dienen zum Überlast- und Phasenausfallschutz von Drehstrom-Asynchronmotoren. Im tatsächlichen Betrieb treten bei Drehstrom-Asynchronmotoren häufig Probleme auf, die durch elektrische oder mechanische Gründe verursacht werden (z. B. Überstrom, Überlastung und Phasenausfall). Wenn der Überstrom nicht schwerwiegend ist, nur kurz andauert und die Wicklungen den zulässigen Temperaturanstieg nicht überschreiten, ist dieser Überstrom zulässig. Wenn der Überstrom schwerwiegend ist und lange anhält, beschleunigt dies die Alterung der Motorisolation und kann sogar zu einem Motorbrand führen. Deshalb muss im Motorstromkreis eine Motorschutzvorrichtung installiert werden. Es gibt viele Arten von Motorschutzvorrichtungen, die häufig verwendet werden, und die gängigste ist ein Thermorelais mit Metallplatte. Thermorelais mit Metallplatte sind dreiphasig und es gibt zwei Arten mit und ohne Phasenunterbrechungsschutz. [8] Zeitrelais Zeitrelais werden zur Zeitsteuerung in Steuerstromkreisen verwendet. Es gibt viele Arten. Je nach Funktionsprinzip kann man zwischen elektromagnetischen, luftgedämpften, elektrischen und elektronischen Typen unterscheiden und je nach Verzögerungsmodus zwischen leistungsverzögerten und leistungsverzögerten Zeitrelais. Das luftgedämpfte Zeitrelais nutzt das Prinzip der Luftdämpfung zur Erzielung einer Zeitverzögerung. Es besteht aus einem elektromagnetischen Mechanismus, einem Verzögerungsmechanismus und einem Kontaktsystem. Der elektromagnetische Mechanismus ist ein direktwirkender doppelter Eisenkern vom Typ E, das Kontaktsystem verwendet einen I-X5-Mikroschalter und der Verzögerungsmechanismus verfügt über einen Airbag-Dämpfer. [8]Zuverlässigkeit1. Einfluss der Umgebung auf die Relaiszuverlässigkeit: Die durchschnittliche Zeitspanne zwischen Ausfällen von Relais im GB- und SF-Betrieb ist am höchsten und erreicht 820.000 Stunden, während sie in einer NU-Umgebung nur 600.000 Stunden beträgt. [9]2. Einfluss der Qualitätsstufe auf die Relaiszuverlässigkeit: Bei Auswahl von Relais der Qualitätsstufe A1 kann die durchschnittliche Zeitspanne zwischen Ausfällen 3.660.000 Stunden erreichen, während die durchschnittliche Zeitspanne zwischen Ausfällen von Relais der Klasse C 110.000 Stunden beträgt, was einem Unterschied von 33-mal entspricht. Man kann erkennen, dass die Qualitätsstufe von Relais einen großen Einfluss auf ihre Zuverlässigkeitsleistung hat. [9]3. Einfluss der Relaiskontaktform auf die Zuverlässigkeit: Die Relaiskontaktform beeinflusst auch seine Zuverlässigkeit. Die Zuverlässigkeit von Einschalterrelais ist höher als die von Zweischalterrelais desselben Typs mit mehreren Messern. Mit zunehmender Messeranzahl nimmt die Zuverlässigkeit schrittweise ab. Die durchschnittliche Zeitspanne zwischen Ausfällen beträgt bei einpoligen Einschalterrelais 5,5-mal so viel wie bei vierpoligen Zweischalterrelais. [9]4. Einfluss des Strukturtyps auf die Relaiszuverlässigkeit: Es gibt 24 Arten von Relaisstrukturen und jede Art wirkt sich auf ihre Zuverlässigkeit aus. [9]5. Einfluss der Temperatur auf die Relaiszuverlässigkeit: Die Betriebstemperatur von Relais liegt zwischen -25 °C und 70 °C. Mit steigender Temperatur nimmt die durchschnittliche Zeitspanne zwischen Ausfällen von Relais schrittweise ab. [9]6. Einfluss der Schaltfrequenz auf die Relaiszuverlässigkeit: Mit steigender Schaltfrequenz von Relais weist die durchschnittliche Zeitspanne zwischen Ausfällen grundsätzlich einen exponentiellen Abwärtstrend auf. Wenn der entworfene Schaltkreis also eine sehr hohe Betriebsrate des Relais erfordert, muss das Relais bei der Wartung des Schaltkreises sorgfältig geprüft werden, damit es rechtzeitig ausgetauscht werden kann. [9]7. Einfluss des Stromverhältnisses auf die Zuverlässigkeit des Relais: Das sogenannte Stromverhältnis ist das Verhältnis des Arbeitslaststroms des Relais zum Nennlaststrom. Das Stromverhältnis hat großen Einfluss auf die Zuverlässigkeit des Relais. Insbesondere wenn das Stromverhältnis größer als 0,1 ist, verringert sich die durchschnittliche Zeit zwischen Ausfällen schnell, während sie bei einem Stromverhältnis kleiner als 0,1 praktisch gleich bleibt. Deshalb sollte beim Schaltkreisentwurf eine Last mit höherem Nennstrom gewählt werden, um das Stromverhältnis zu verringern. Auf diese Weise wird die Zuverlässigkeit des Relais und sogar des gesamten Schaltkreises nicht durch Schwankungen des Arbeitsstroms verringert.
