Testen van relais: Het relais is het belangrijkste onderdeel van een slimme prepaid elektriciteitsmeter. De levensduur van het relais bepaalt in zekere mate de levensduur van de elektriciteitsmeter. De prestaties van het relais zijn cruciaal voor de werking van de slimme prepaid elektriciteitsmeter. Er zijn echter veel binnenlandse en buitenlandse fabrikanten van relais, die sterk verschillen in productieomvang, technisch niveau en prestatieparameters. Daarom moeten fabrikanten van energiemeters beschikken over een set perfecte testapparatuur voor het testen en selecteren van relais om de kwaliteit van de elektriciteitsmeters te garanderen. Tegelijkertijd heeft State Grid de steekproefsgewijze controle van de prestatieparameters van relais in slimme elektriciteitsmeters aangescherpt, wat ook de noodzaak van bijbehorende testapparatuur vereist om de kwaliteit van elektriciteitsmeters van verschillende fabrikanten te controleren. Testapparatuur voor relais kan echter niet slechts één item tegelijk detecteren, het detectieproces kan niet worden geautomatiseerd, de detectiegegevens moeten handmatig worden verwerkt en geanalyseerd, en de detectieresultaten vertonen een zekere mate van willekeurigheid en kunstmatigheid. Bovendien is de detectie-efficiëntie laag en kan de veiligheid niet worden gegarandeerd [7]. In de afgelopen twee jaar heeft State Grid de technische eisen voor elektriciteitsmeters geleidelijk gestandaardiseerd en relevante industrienormen en technische specificaties opgesteld. Dit brengt enkele technische moeilijkheden met zich mee voor de detectie van relaisparameters, zoals de aan- en uitschakelcapaciteit van het relais, de test van de schakelkarakteristieken, enzovoort. Daarom is het dringend noodzakelijk om een apparaat te ontwikkelen dat een alomvattende detectie van de prestatieparameters van het relais mogelijk maakt [7]. Volgens de eisen voor het testen van de prestatieparameters van het relais kunnen de testonderdelen in twee categorieën worden verdeeld. De eerste categorie omvat testonderdelen zonder belastingsstroom, zoals de actiewaarde, de contactweerstand en de mechanische levensduur. De tweede categorie omvat testonderdelen met belastingsstroom, zoals de contactspanning, de elektrische levensduur en de overbelastingscapaciteit. De belangrijkste testonderdelen worden hieronder kort beschreven: (1) Actiewaarde. De spanning die nodig is voor de werking van het relais. (2) Contactweerstand. De weerstandswaarde tussen twee contacten bij elektrische sluiting. (3) Mechanische levensduur. Het aantal keren dat de mechanische onderdelen in onbeschadigde toestand het relais kunnen schakelen. (4) Contactspanning. Wanneer het elektrische contact gesloten is, wordt een bepaalde belastingsstroom toegevoerd aan het elektrische contactcircuit en de spanning tussen de contacten. (5) Elektrische levensduur. Wanneer de nominale spanning wordt toegevoerd aan beide uiteinden van de aanstuurspoel van het relais en de nominale ohmse belasting wordt toegepast in de contactlus, de cyclus minder dan 300 keer per uur bedraagt en de duty cycle 1:4 is, zijn de betrouwbare bedrijfstijden van het relais. (6) Overbelastingscapaciteit. Wanneer de nominale spanning aan beide uiteinden van de stuurspoel van het relais wordt aangelegd en 1,5 keer de nominale belasting in de contactlus wordt toegepast, kunnen de betrouwbare schakeltijden van het relais worden bereikt bij een schakelfrequentie van (10±1) keer/min [7]. Er bestaan bijvoorbeeld veel verschillende soorten relais, die kunnen worden onderverdeeld op basis van de ingangsspanning, snelheid, stroom, tijd, druk, enz. Op basis van het werkingsprincipe kunnen ze worden onderverdeeld in elektromagnetische relais, inductierelais, elektrische relais, elektronische relais, enz. Op basis van het doel kunnen ze worden onderverdeeld in stuurrelais, beveiligingsrelais, enz. Op basis van de vorm van de ingangsvariabele kunnen ze worden onderverdeeld in relais en meetrelais. [8]Of het relais nu gebaseerd is op de aanwezigheid of afwezigheid van een ingangssignaal, een relais werkt niet wanneer er geen ingangssignaal is en wel wanneer er een ingangssignaal is, zoals een tussenrelais, een algemeen relais, een tijdrelais, enzovoort. [8]Een meetrelais is gebaseerd op de verandering van het ingangssignaal; het ingangssignaal is altijd aanwezig tijdens de werking. Het relais werkt alleen wanneer het ingangssignaal een bepaalde waarde bereikt, zoals een stroomrelais, een spanningsrelais, een thermisch relais, een snelheidsrelais, een drukrelais, een vloeistofniveaurelais, enzovoort. [8]Elektromagnetisch relais Schematisch diagram van de structuur van een elektromagnetisch relais. De meeste relais die in besturingscircuits worden gebruikt, zijn elektromagnetische relais. Een elektromagnetisch relais heeft de kenmerken van een eenvoudige structuur, een lage prijs, gemakkelijke bediening en onderhoud, een kleine contactcapaciteit (doorgaans kleiner dan SA), een groot aantal contacten en geen hoofd- en hulppunten, geen vlamboogdovingsinrichting, een klein formaat, snelle en nauwkeurige werking, gevoelige besturing, betrouwbaarheid, enzovoort. Het wordt veel gebruikt in laagspanningsbesturingssystemen. Veelgebruikte elektromagnetische relais zijn onder andere stroomrelais, spanningsrelais, tussenrelais en diverse kleine algemene relais. [8] De structuur en het werkingsprincipe van een elektromagnetisch relais lijken op die van een contactor en bestaan hoofdzakelijk uit een elektromagnetisch mechanisme en contacten. Elektromagnetische relais werken zowel met gelijkstroom (DC) als wisselstroom (AC). Aan beide uiteinden van de spoel wordt een spanning of stroom aangelegd om een elektromagnetische kracht op te wekken. Wanneer de elektromagnetische kracht groter is dan de reactiekracht van de veer, wordt het anker aangetrokken, waardoor de normaal open en normaal gesloten contacten bewegen. Wanneer de spanning of stroom in de spoel daalt of wegvalt, wordt het anker losgelaten en worden de contacten gereset. [8] Thermische relais worden voornamelijk gebruikt voor de overbelastingsbeveiliging van elektrische apparatuur (vooral motoren). Een thermisch relais werkt op basis van het principe van elektrische apparatuur die door oververhitting wordt verwarmd. Het heeft een inverse tijdkarakteristiek die dicht bij de overbelastingsbeveiliging van een motor ligt. Het wordt voornamelijk gebruikt in combinatie met een contactor voor de overbelastings- en faseuitvalbeveiliging van driefasige asynchrone motoren. In de praktijk worden driefasige asynchrone motoren vaak geconfronteerd met elektrische of mechanische oorzaken zoals overstroom, overbelasting en faseuitval. Als de overstroom niet ernstig is, de duur kort is en de temperatuurstijging van de wikkelingen de toelaatbare limiet niet overschrijdt, is deze overstroom toegestaan. Als de overstroom echter ernstig is en lang aanhoudt, zal dit de veroudering van de isolatie van de motor versnellen en zelfs de motor doen doorbranden. Daarom moet er een motorbeveiliging in het motorcircuit worden geïnstalleerd. Er zijn veel soorten motorbeveiligingen in gebruik, waarvan het metalen plaat-thermische relais de meest voorkomende is. Het metalen plaat-thermische relais is driefasig en er zijn twee soorten: met en zonder fase-uitschakelingsbeveiliging. [8] Tijdrelais Een tijdrelais wordt gebruikt voor tijdregeling in een regelcircuit. Er zijn veel soorten, afhankelijk van het werkingsprincipe kunnen ze worden onderverdeeld in elektromagnetische, luchtgedempte, elektrische en elektronische typen. Afhankelijk van de vertragingsmodus kunnen ze worden onderverdeeld in vermogensvertraging en vermogensvertraging. Het luchtgedempte tijdrelais maakt gebruik van het principe van luchtdemping om de tijdvertraging te verkrijgen en bestaat uit een elektromagnetisch mechanisme, een vertragingsmechanisme en een contactsysteem. Het elektromagnetische mechanisme is een direct werkende dubbele E-type ijzerkern, het contactsysteem maakt gebruik van I-X5 microschakelaars en het vertragingsmechanisme gebruikt een airbagdemper. [8] betrouwbaarheid 1. Invloed van de omgeving op de betrouwbaarheid van het relais: de gemiddelde tijd tussen storingen van relais die in GB en SF werken is het hoogst, namelijk 820.000 uur, terwijl deze in de NU-omgeving slechts 600.000 uur bedraagt. [9] 2. Invloed van de kwaliteitsklasse op de betrouwbaarheid van het relais: wanneer relais van kwaliteitsklasse A1 worden geselecteerd, kan de gemiddelde tijd tussen storingen 3.660.000 uur bereiken, terwijl de gemiddelde tijd tussen storingen van relais van kwaliteitsklasse C 110.000 uur bedraagt, een verschil van 33 keer. Hieruit blijkt dat de kwaliteitsklasse van relais een grote invloed heeft op hun betrouwbaarheidsprestaties. [9]3. De invloed van de contactvorm van het relais op de betrouwbaarheid: de contactvorm van het relais heeft ook invloed op de betrouwbaarheid. De betrouwbaarheid van een enkelpolig relais is hoger dan die van een dubbelpolig relais met hetzelfde aantal pinnen. De betrouwbaarheid neemt geleidelijk af naarmate het aantal pinnen toeneemt. De gemiddelde tijd tussen storingen is 5,5 keer zo lang voor een enkelpolig enkelpolig relais als voor een dubbelpolig relais met vier pinnen. [9]4. Invloed van het structuurtype op de betrouwbaarheid van het relais: er zijn 24 typen relaisstructuren, en elk type heeft invloed op de betrouwbaarheid. [9]5. De invloed van de temperatuur op de betrouwbaarheid van het relais: de bedrijfstemperatuur van een relais ligt tussen -25 ℃ en 70 ℃. Met de stijging van de temperatuur neemt de gemiddelde tijd tussen storingen van de relais geleidelijk af. [9]6. Invloed van de schakelfrequentie op de betrouwbaarheid van het relais: met de toename van de schakelfrequentie van het relais vertoont de gemiddelde tijd tussen storingen in principe een exponentiële dalende trend. Daarom is het, als het ontworpen circuit vereist dat het relais met een zeer hoge frequentie werkt, noodzakelijk om het relais tijdens circuitonderhoud zorgvuldig te controleren, zodat het tijdig kan worden vervangen. [9]7. Invloed van de stroomverhouding op de betrouwbaarheid van het relais: de zogenaamde stroomverhouding is de verhouding tussen de werkstroom van het relais en de nominale stroom. De stroomverhouding heeft een grote invloed op de betrouwbaarheid van het relais, vooral wanneer de stroomverhouding groter is dan 0,1, neemt de gemiddelde tijd tussen storingen snel af, terwijl wanneer de stroomverhouding kleiner is dan 0,1, de gemiddelde tijd tussen storingen in principe gelijk blijft. Daarom moet bij het circuitontwerp een belasting met een hogere nominale stroom worden gekozen om de stroomverhouding te verlagen. Op deze manier zal de betrouwbaarheid van het relais en zelfs van het hele circuit niet afnemen door de fluctuatie van de werkstroom.
