摘 要：小型斷路器廣泛應(yīng)用在低壓配電系統(tǒng)中，其產(chǎn)品質(zhì)量和性能影響著整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。本文主要從測(cè)試目的、試驗(yàn)條件、操作循環(huán)次數(shù)、主要測(cè)試過(guò)程、測(cè)試結(jié)果判定等方面對(duì)小型斷路器電氣壽命測(cè)試進(jìn)行了分析，希望討論結(jié)果能對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)試活動(dòng)提供一定的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：小型斷路器；電氣壽命；觸頭；電磨損

中圖分類(lèi)號(hào)：TM561 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）36-0065-02

引 言

小型斷路器又稱微型斷路器，主要用于交流50/60Hz額定電壓230/400V，額定電流至63A線路的過(guò)載和短路保護(hù)，也可用于正常情況下線路的不頻繁操作轉(zhuǎn)換。小型斷路器電氣壽命是指斷路器在接通電源，主回路有電流通過(guò)的條件下，按照要求接通和分?jǐn)?，斷路器所能承受的最大有載操作循環(huán)次數(shù)，在此過(guò)程中斷路器不需要修理也不能更換任何零部件。

電氣壽命測(cè)試的目的是為了確定斷路器在接通和斷開(kāi)過(guò)程中觸頭的電氣耐磨損性能。和斷路器的其他部件相比，斷路器觸頭連接部分在觸頭開(kāi)啟閉合的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生擠壓和塑性變形，這些變形會(huì)對(duì)斷路器觸頭造成機(jī)械磨損，同時(shí)還存在電弧引起的電磨損所導(dǎo)致的觸頭變薄、熔焊或接觸不良等問(wèn)題。觸頭的金屬觸點(diǎn)會(huì)因電磨損而逐漸變薄，觸頭過(guò)薄會(huì)導(dǎo)致觸頭的超程及動(dòng)靜觸頭間接觸壓力減小，從而使觸頭溫升逐漸增高。一旦觸頭磨損到一定程度，觸頭溫升無(wú)法滿足繼續(xù)使用的條件或是觸頭超程減小到接近于零，斷路器將無(wú)法繼續(xù)使用。

1 通斷條件與測(cè)試要求

1.1 接通和分?jǐn)鄺l件

GB14048.2-2008規(guī)定：斷路器電氣壽命試驗(yàn)（帶電操作性能能力試驗(yàn)）的試驗(yàn)條件為在其最高額定工作電壓下（由制造商制定）接通和分?jǐn)囝~定電流。如果開(kāi)關(guān)使用時(shí)允許電源電壓波動(dòng)，則試驗(yàn)電壓取波動(dòng)的上限值，以嚴(yán)格考核條件。在試驗(yàn)過(guò)程中，允許按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)觸頭的超程和接觸壓力進(jìn)行調(diào)整；在進(jìn)行電氣壽命試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)電路應(yīng)滿足對(duì)功率因數(shù)（對(duì)交流線路）或時(shí)間常數(shù)（對(duì)直流線路）的測(cè)試條件規(guī)定。

1.2 操作循環(huán)次數(shù)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，小型斷路器試品在進(jìn)行電氣壽命試驗(yàn)時(shí)，每小時(shí)操作循環(huán)次數(shù)是120次（最小操作頻率，如果經(jīng)制造商同意，可提高該操作頻率，在這種情況下，所用的操作頻率應(yīng)該在試驗(yàn)報(bào)告中說(shuō)明），總操作循環(huán)次數(shù)是1500次，在每個(gè)操作循環(huán)期間，斷路器應(yīng)保持閉合足夠的時(shí)間，以保證通以全電流，但不操過(guò)2s。

1.3 對(duì)試品及測(cè)試環(huán)境的要求

在進(jìn)行電氣壽命試驗(yàn)時(shí)，試品及測(cè)試環(huán)境應(yīng)滿足如下要求：

（1）斷路器外觀及零件應(yīng)保持完好，如有明顯破損，及時(shí)更換試品。

（2）斷路器測(cè)試應(yīng)盡量模擬實(shí)際使用情況，試品周?chē)沫h(huán)境應(yīng)模擬現(xiàn)實(shí)使用環(huán)境，其固定方式等也應(yīng)符合實(shí)際使用情況。為了提高準(zhǔn)確性，斷路器可安裝在金屬框架上，防止受過(guò)熱或過(guò)冷的影響。

（3）可使用電源變壓器或發(fā)電機(jī)作為測(cè)試電源，二者電壓波形可以認(rèn)為是正弦；測(cè)試電源的頻率應(yīng)與試品的標(biāo)稱頻率一致，其波動(dòng)應(yīng)保持在±5%范圍內(nèi)，即45～62Hz。

2 電氣壽命測(cè)試過(guò)程

2.1 一般規(guī)定

（1）試驗(yàn)前，可以在試品摩擦部分添加潤(rùn)滑油。除非另有規(guī)定，在進(jìn)行壽命試驗(yàn)時(shí)每進(jìn)行1/10～1/5總操作次數(shù)的動(dòng)作后，可在規(guī)定允許的條件下對(duì)試品進(jìn)行正常維護(hù)?？梢越o斷路器加潤(rùn)滑油，也可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行清潔，但除了滅弧罩，不能拆卸產(chǎn)品的任何零件。

（2）試驗(yàn)允許手動(dòng)操作電器，也允許用電動(dòng)或氣動(dòng)裝置模擬手動(dòng)操作，但后者應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確再現(xiàn)手動(dòng)操作的條件。

（3）實(shí)驗(yàn)中所有電器元件的溫升都不可超過(guò)國(guó)家測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的限值。

2.2 測(cè)試電路及試品連接方式

（1）測(cè)試電路

在進(jìn)行電氣壽命時(shí)，斷路器的接通與斷開(kāi)條件相同。根據(jù)國(guó)標(biāo)《低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》（GB14048.1-2006）規(guī)定，測(cè)試電路采用三極電器的三相交流試驗(yàn)電路。

（2）試品連接方式

試驗(yàn)時(shí)，需要將模擬負(fù)載阻抗接到試品后面，用來(lái)模擬正常使用的條件。在試驗(yàn)過(guò)程中，觸頭間因分?jǐn)喽a(chǎn)生電弧時(shí)，試品各極間的電壓幾乎等于該電路額定電壓，這樣相間很可能產(chǎn)生飛弧，與現(xiàn)實(shí)情況相似。如把模擬負(fù)載阻抗接到試品之前，試品各極間的電壓遠(yuǎn)小于額定電壓，相間幾乎無(wú)飛弧產(chǎn)生，無(wú)法模擬現(xiàn)實(shí)情況。

2.3 測(cè)試控制時(shí)序

斷路器壽命試驗(yàn)，測(cè)試控制時(shí)序如圖1所示。

圖1中，QF1是高壓側(cè)斷路器，QF2是低壓側(cè)斷路器，D是試品，S是陪試開(kāi)關(guān)，t1為試品通電時(shí)間，t2為試品要求的燃弧時(shí)間。當(dāng)燃弧時(shí)間超長(zhǎng)，不滿測(cè)試要求時(shí)，陪試開(kāi)關(guān)S動(dòng)作，切斷主電路，保護(hù)人員設(shè)備安全。試驗(yàn)過(guò)程中，一旦出現(xiàn)故障，如試品分?jǐn)鄷r(shí)發(fā)生短路、試品熔焊或機(jī)械卡死，原本一直處于閉合狀態(tài)的高低壓側(cè)保護(hù)開(kāi)關(guān)QF1和QF2會(huì)跳閘，起到保護(hù)作用。

2.4 測(cè)試終止及結(jié)果判定

（1）測(cè)試終止

壽命試驗(yàn)開(kāi)始前，應(yīng)確定允許故障次數(shù)和操作循環(huán)次數(shù)。試驗(yàn)過(guò)程中，系統(tǒng)記錄每次故障，一旦故障次數(shù)超過(guò)設(shè)定值，試驗(yàn)中止，試品為不合格，同時(shí)結(jié)束本次測(cè)試。如故障記錄次數(shù)小于允許故障次數(shù)，則達(dá)到操作循環(huán)次數(shù)，測(cè)試終止。

（2）測(cè)試結(jié)果判定

電氣壽命試驗(yàn)結(jié)果可從4個(gè)方面判定：

①斷路器部件應(yīng)無(wú)破壞性損傷，導(dǎo)線的連接以及各部件的接合不能出現(xiàn)松動(dòng)。

②在最高周?chē)諝鉁囟群蜔釕B(tài)條件下，用最低控制電壓進(jìn)行吸合操作，應(yīng)能可靠閉合，在常溫和規(guī)定的釋放電壓下進(jìn)行斷開(kāi)操作應(yīng)能可靠釋放。

③具有正常的耐壓水平。

④能可靠地分?jǐn)囝~定電流。

3 結(jié) 語(yǔ)

小型斷路器在低壓配電系統(tǒng)中被廣泛使用，保證斷路器的可靠性，在實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中具有重要意義。為了檢驗(yàn)斷路器的電氣性能和質(zhì)量，為對(duì)廠家生產(chǎn)的改進(jìn)提供可靠依據(jù)，為避免不同的廠商使用不同的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢測(cè)自己的產(chǎn)品，缺乏公眾認(rèn)可度，電氣壽命測(cè)試應(yīng)統(tǒng)一使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

[1]陸儉國(guó)，李文華.低壓電器的可靠性試驗(yàn)與型式試驗(yàn)技術(shù)[N].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，33（2）：1～8.

[2]陳榮輝，李淑儀.低壓斷路器機(jī)械壽命探討[J].機(jī)電工程技術(shù)，2015（7）：151～153.

收稿日期：2018-11-16