断路器检测知识.docx
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断路器检测知识
低压电器检验测试
检查：
是指用某种方法对产品（或零件）进行测量，并将其结果同判定标准相比较，然后判定产品（或零件）是合格还是不合格。
试验的目的低压电器试验是鉴定低压电器产品质量的一个重要环节。
就是验证产品性能是否符合相关标准的规定；检查产品在制造上是否存在影响运行的各种缺陷；另外，通过对试验结果的分析，可以找出改进设计、提高工艺性的途径。
所以产品的试验不是一种消极的措施，而是设计、生产出优质产品的积极手段。
低压电器产品试验分为：
型式试验、常规试验、特殊试验、抽样试验
型式试验：
是新产品研制单位或新产品的试制和投产单位必须进行的试验。
除非产品标准另有规定，通常型式试验只需进行一次。
另外，当产品设计上的更改或制造工艺、使用的原材料及零部件结构的更改可能影响其工作性能时，需要重新进行有关项目的型式试验。
低压电器产品型式试验的项目一般有：
（1）绝缘件的着火危险试验。
电器的载流部件在过载或故障条件下，会产生过量的发热，可能使附近的绝缘部件受到热应力，并且绝缘恶化可能损害电器的安全，这些部件在遭受非正常热和着为作用时不应使其失效或危及安全和。
灼热丝的试验等级（550℃、650℃、750℃、850℃、960℃）一般情况下支持或固定截流部件的绝缘材料制成的部件，应采用灼热丝顶端试验温度960℃或850℃。
不支持载流部件和接地部件的绝缘材料制成的部件（包括与它们接触的绝缘部件），优先采用灼热丝顶端试试验温度为650℃。
（2）绝缘材料的相比漏电起痕指数（CTI）的测定试验。
电器的固体绝缘材料表面在电场和电解液的共同作用下，会逐渐形成导电通路产生漏电痕迹。
电器的固体绝缘材料，要求在潮湿条件下测定其相对漏电特性，这一特性指标称做绝缘材料的“相比漏电起痕指数”或CTI，其定义是材料表面能经受住50滴电解液而没有形成漏电痕迹的最高电压值。
绝缘材料的CTI值是确定爬电距离所必需的数据。
（3）接线端子的机械性能试验。
电器接线端子的结构应保证良好的电接触和预期的载流能力。
其所有电接触和载流部件都应由导电金属制成，并应足够的机械强度。
（4）外壳防护等级的验证试验。
电器的外壳防护等级是指按标准规定的检验要求，对外壳能防止外界固体异物进入壳内触及带电部分或运动部件以及防止水进入壳内防护程度。
表示防护等级的代号由表征字母“IP”和附加在后的两个表征数字及补充字母组成。
（5）动作范围的验证试验。
电器应按规定的要求正确、可靠地动作。
电器动作范围试验，就是验证电器在控制参数的极限范围内能否正确、可靠地动作。
（6）温升试验。
电器的温升试验，就是测量器电器的一些部件在规定的工作条件下的温升值。
“温升”定义：
是指电器部件的工作温度与周围空气温度之差。
将温升加上电器的最高环境温度就是它的最高工作温度，为保证电器工作的可靠性和使用寿命，这个最高工作温度不应超过材料的允许极限值。
（7）介电性能试验。
绝缘介电性能试验是检查电器绝缘结构的绝缘性能，验证其对工作电压、操作过电压和雷击过电压的耐受能力。
（8）接通和分断能力试验。
接通和分断能力试验的是用来考核开关电器在非正常工作条件下接通和分断电路的能力。
这是一种模拟性试验，主要模拟电路中发生各种过载和短路故障时，电路中的开关电器是否能可靠地接通和分断此故障电流。
（9）过载电流试验。
（10）操作性能试验。
（11）机械寿命试验。
电器的机械寿命：
是指机械开关电器在需要修理或更换机械零件前所能承受的无载操作循环次数。
所谓无载是指电器的主触头电路不通电。
所谓操作循环是指电器的可动部分人起始位置转换到终点位置再返回到起始位置的连续操作。
（12）电寿命试验。
电器的电寿命是指在规定的接通和分断条件下，电器不需修理和不更换任何零部件所能承受的有载操作次数。
电器的电寿命试验的目的就是为了考核电器在规定的试验条件下能否达到规定的电寿命次数。
（13）短路接通和分断能力试验。
（14）额定短时耐受电流试验。
是用来考核开关电器在发生过载和短路故障的情况下，并不分断电路但应能承受短时间、大电流所形成的电动力和热效应的作用而不致破坏的能力。
分为1.额定短时耐受电流的承载能力试验；2.耐受过载电流能力试验（是考核控制电动机的电器）。
（15）额定限制短路电流试验。
在产品有关标准规定的试验的条件下，由制造厂指定短路保护电器进行保护的电器，在短路保护电器动作期间内能够良好的承受的预期电流。
该值由制造厂规定。
（16）额定熔断短路电流试验。
（17）和短路保护电器（SCPD）的协调配合试验。
是用分断短路电流来保护电路部件免受短路电流损坏的电器。
一般指断路器或熔断器。
（18）电磁兼容试验。
电磁兼容性：
简称EMC，一般称为抗干扰，是指干扰可以在不损害信息的前提下与有用信号共存。
（19）湿热试验。
电器产品应具有适应在正常工作条件中可能发生的湿热作用的能力。
验证电器湿热性能的试验方法有两种可供选择：
1.试验Ca：
恒定湿热试验（GB2423.3）；2.试验Db：
交变湿热试验（GB2423.4）
（20）低温和（或）高温试验。
（21）其他（运输、储存等）试验。
常规试验：
是出厂试验中的一种，常规试验项目是指产品出厂前制造厂必须在每台产品上进行的试验项目和检查项目，其目的是检验材料、装配上的缺陷，以判断其是否符合相关标准的规定。
常规试验可以在与型式试验相同的条件下或经过验证认为是等效的条件下进行。
换言之，常规试验可以采用等效试验或快速试验方法进行，常规试验的项目（或顺序）应在产品标准中规定清楚。
对于低压电器来说，常规试验的项目一般有：
（1）动作范围的验证试验。
（2）介电能力试验。
特殊试验：
是指除型式试验和常规试验外由制造厂确定的或根据制造厂和用户的协议所确定的试验。
例如，根据国家标准GB14048.4-2003的规定，接触器和电动机起动器的特殊试验包括下列项目：
（1）机械寿命试验。
（2）电寿命试验。
（3）起动器和短路保护电器（SCPD）在交点电流处的协调配合试验。
抽样试验：
某些试验项目（如工作量很大、或有破坏性）要采用抽样试验，如交流接触器的抽样试验项目：
（1）动作条件及动作范围的验证
（2）介电性能试验
（3）特殊试验中的机械寿命试验和电寿命试验
过电流是个值，而过载由过电流引起的条件。
二、低压电器抽样检查的理论与方法（简介）
所谓检查是指用某种方法对产品（或零件）进行测量，并将其结果同判定标准相比较，然后判定产品（或零件）是合格还是不合格。
为了保证产品（或零件）的质量，最理想的方法是对产品（或零件）的各项指标逐个进行检查（有时也称为全数检查），对于某些关键零件（如低压电器的触头弹簧），逐个检查是必要的，在具有自动检验装置的情况下，零件的逐个检查也是可行的。
但对于低压电器产品中的大多数零件来说，如果都进行逐个检查，则工作量太大，会影响生产效率，同时也是不必要的。
此外，对低压电器产品来说，某些检查项目（如产品的寿命试验、通断能力试验等）是具有破坏性的，也不可能进行逐个检查，因此，对于大多数零件以及当检查具有破坏性时，常采用抽样检查的方法。
抽样检查：
是指从一批产品中抽取少量产品（称为样品）进行测试，并将其测试结果同判定标准相比较，以判定该批产品合格或不合格的检查方法。
抽样检查的前提必须是产品的生产过程中质量是稳定的。
只有这样，从整批产品中抽取一定数量的样品，才具有代表性，才能在一定程度上反映整批产品的质量。
抽样的基本原则是应用数理统计工具，要涉及到高等数学知识，如正态分布，一线性回归中的方差分析等等。
这里不去分析。
目前各企业基本上是应用：
GB/T2828.1-2003计数抽样检验程序
第1部分：
按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划
我在这不讲,直接查表就可以了。
一、一般检查
电器在常规试验和型式试验时都要进行一般检查。
一般检查的项目包括：
1、外观检查；
2、安装检查；
3、外形尺寸和安装尺寸检查；
4、操动力检查；
5、电气间隙和爬电距离检查；
6、触头参数及要求部件接触良好的检查等。
1、外观检查
外观检查：
是通过目力观察和手动的方法来检查电器零件及产品装配质量。
外观检查包括：
外观和装配质量；
铭牌、标志；
零部件镀层处理及正确性；
接地要求；
开关电器触头位置分合情况及指示的正确可靠性等检查。
2、安装检查
安装检查：
是按实际工作条件对电器产品进行试安装。
如DZ47-63是否能方便嵌入卡轨，并能自由地在卡轨内移动，装置式的交流接触器能否方便紧、松安装螺钉。
3、外形尺寸和安装尺寸检查
外形尺寸：
是表示电器大小的轮廓尺寸，如长、宽、高。
安装尺寸：
是确定电器安装位置的尺寸，如底座的大小、安装孔的直径和距离及导轨的尺寸等。
电器产品的外形尺寸和安装尺寸应符合图纸或有关标准的规定。
一般使用游标卡尺、螺纹塞规，也可以做一些专用测量器具直接测量。
4、操动力检查
操动力：
是指为完成预定操作而需施加到操动器上的力（或力矩）。
如施加于电器手柄、手轮、杠杆、踏板和按钮上的力等。
一般使用测量工具有：
弹簧测力计、力矩测量仪、数字式电子测力仪和砝码悬挂法等。
如：
塑壳断路器的触头压力可以用弹簧测力计直接测量。
5、电气间隙和爬电距离检查
为使电器具有可靠的绝缘能力，在电器的绝缘结构中任何带电部件的电气间隙和爬电距离，均应符合有关标准的规定。
（这两个指标在电器中是很重要的）
电气间隙：
是指具有电位差的两个导电部件间的最短直线距离。
在电器的绝缘结构中，电气间隙指如下三种。
（1）极间电气间隙。
相邻极间的任何导电部件间的电气间隙。
（2）对地电气间隙。
任何导电部件与任何接地部件或用作接地的部件之间的电气间隙。
（3）断开触头间的电气间隙（开距）。
开关电器在断开位置时，一个极的触头间或与这些触头相连的任何导电部件间的电气间隙。
爬电距离：
是指具有电位差的两个导电部件间沿绝缘材料表面的最短距离。
两个绝缘材料部件之间的接缝应认为是表面的一部分。
最小电气间隙与额定冲击耐受电压、电场条件及污染等级有关。
GB10963.1-2005小型断路器标准中定义：
电气间隙：
两个导电部件之间以最短的方式张紧绳子在空气中的最短距离。
爬电距离：
两个导电部件之间的沿绝缘材料表面的最短距离。
电气间隙和爬电距离的确定在相关标准的附录说明得很清楚，如GB10963.1-2005附录BGB14048.4-2003附录C
这里给出了电器在空气中的最小电气间隙，爬电距离（未列完整，供大家参考）。
表1电器在空气中的最小电气间隙
额定冲击耐受电压Uimp（kV）
最小电气间隙（mm）
情况A非均匀电场条件
情况B均匀电场条件
污染等级
污染等级
1
2
3
4
1
2
3
4
0.33
0.01
0.2
0.8
1.6
0.01
0.2
0.8
1.6
0.5
0.04
0.04
0.8
0.1
0.1
1.5
0.5
0.5
0.3
0.3
2.5
1.5
1.5
1.5
0.6
0.6
4
3
3
3
3
1.2
1.2
1.2
6
5.5
5.5
5.5
5.5
2
2
2
2
8
8
8
8
8
3
3
3
3
12
14
14
14
14
4.5
4.5
4.5
4.5
注：
空气中最小电气间隙是以1.2μs/50μs冲击电压为基础，其气压为80kPa，相当于2000m海拔处正常在气压。
表2爬电距离
电器的额定绝缘电压或实际工作电压，交流有效值或直流④
（V）
承受长期电压的电器的最小爬电距离（mm）
污染等级
污染等级
污染等级
污染等级
1⑤
2⑤
1
2
3
4
材料组别
材料组别
材料组别
材料组别
①
②
①
I
II
IIIaIIIb
I
II
IIIaIIIb
I
II
IIIa
IIIb
200
0.4
0.63
0.56
1
1.4
2
2.5
2.8
3.2
4
5
6
③
250
0.56
1
0.75
1.25
1.8
2.5
3.2
3.6
4
5
6.3
6.3
320
0.75
1.6
1
1.6
2.2
3.2
4
4.5
5
6.3
8
8
400
1
2
1.3
2
2.8
4
5
5.6
6.3
8
10
10
500
1.3
2.5
1.8
2.5
3.6
5
6.3
7.1
8
10
12.5
12.5
630
1.8
3.2
2.4
3.2
4.5
6.3
8
9
10
12.5
16
16
注1绝缘在实际工作电压32V及以下不会产生漏电起痕，但必须考虑电解腐蚀的可能性，因此规定最小爬电距离。
2表中电压值按R10数系选定。
①材料组别I、II、IIIa、IIIb。
②材料组别I、II、IIIa。
③该区域的爬电距离尚未确定，因此材料组别IIIb一般不推荐用在污染等级3、电压630V以上和污染等级4。
④作为例外，额定绝缘电压127、208、415/440、660/690V和830V的爬电距离可采用相应的较低的电压值125、200、400、630V和800V的爬电距离。
⑤印刷线路材料专用的最小爬电距离可以在此两列数值中选定。
表1规定的最小电气间隙是以冲击电压为基础，适用海拔小于等于2000m。
由表2可见，最小爬电距离与电器的额定绝缘电压（或实际工作电压）、污染等级及绝缘材料组别有关。
绝缘材料按其相比漏电起痕指数（CTI值）划分为4个组别。
测量方法
在测量电气间隙和爬电距离时，关键是要了解测量的部位，应测量电器极与极之间、不同电压的电路导体之间及带电导体部件与外露电部件之间的最小电气间隙和爬电距离。
测量时采用的工具一般是分度值和0.02mm的游标卡尺。
电器按规定的方法测得的电气间隙和爬电距离的最小值应满足有关标准规定的要求。
电气间隙和爬电距离的测量及计算方法按GB/T14048.1附录G进行。
请大家回去查看相关标准，由于时间关系不多讲。
举两个例子说明：
例1：
爬电距离路径包括宽度大于Xmm的V形槽，电气间隙是“虚线”的距离。
例2：
爬电距离路径包括一条筯，电气间隙是通过筯顶的最短直接空气路径。
图1[例1]图图2[例2]图
6、触头参数检查
触头的主要参数包括：
触头开距；
超程；
初压力；
终压力；
这些参数直接影响电器使用的可靠性，如果这些参数不符合要求，轻则会使电器寿命降低、触头温度过高，重则会引起触头熔焊、烧毁等，因此要对触头参数进行严格检查。
电器产品触头参数技术要求指标一般由制造厂根据产品具体情况自行确定并在技术文件中予以规定。
6.1、触头开距和超程的测量
触头开距：
是指触头在处于完全断开位置时，动、静触头之间的最短距离。
开距的大小应保证触头能可靠分断电弧，并能保证动、静触头之间的绝缘间隙。
触头超程：
是指触头处于完全闭合状态后，将静触头移去时动触头在接触处发生的位移。
超程的大小应保证在寿命期内触头磨损后仍能可靠接触。
触头开距和超程的测量，可用卡尺、内卡钳或标准板块等量具测量，也可制作专用的触头开距超程测试仪器进行测量。
目前已研制成功的测试仪一般都为屏幕数字显示，具有打印记录等多功能式样，根据产品规格大小的不同，制成不同尺寸的专用夹具来满足各类产品不同参数的检查要求。
6.2触头初压力和终压力的测量
触头初压力：
是指动触头与静触头刚接触时，每个触头（对双断点是指每个触头）上的压力。
在触头闭合时，由于机械冲击而发生弹跳，此时触头间会产生短弧，从而引起触头磨损加剧甚至发生熔焊，触头具有一定的初压力可使触头的弹跳时间减少，减小触头的磨损并提高抗熔焊能力，大大提高产品使用寿命。
触头终压力：
是指动触头与静触头完全闭合时，每个触头上的压力。
触头具有一定的终压力可限制触头间的接触电阻，降低触头接触下降，避免触头过分发热，并保证触头在通过最大短路电流时不致因电动力的作用而斥开。
如何测量，可采用悬重拉力法、弹簧秤法，也可用弹簧拉压试验机进行测量。
二、动作范围试验
电器动作范围试验：
包括电器电磁机构动作特性试验和保护元件保护特性试验，其目的就是检查这些特性是否符合有关标准的要求。
一、动作特性
电器的动作特性试验：
就是指这些电器动作值的测定。
对带电压线圈的电磁机构而言，其动作值就是吸合动作电压和释放动作电压。
吸合动作电压是指能使其电磁系统的衔铁可靠吸合到最终位置的最小电压，亦即是指使衔铁恰能吸合而不致在中途停留的电器线圈所加电压的最小值。
而释放动作电压是指能使其电磁系统的衔铁可靠释放至起始位置的最高电压，亦即是指使衔铁恰能释放而不致在中途停留的电器线圈所加电压的最大值。
本节以直流接触器为例来说明吸合电压和释放电压的基本概念。
电磁系统依靠电磁吸力使衔铁吸合，依靠反作用力使衔铁释放，电磁吸力Fx与衔铁行程δ之间的关系Fx=f（δ）称为吸力特性；而反作用力Ff与衔铁行程δ之间的关系Ff
=f（δ），称为反力特性。
图3示出了直流接触器吸力一反力特性及其配合情况，图中曲线4为其反力特性，当接触器线圈加额定控制电源电压Us时，其吸力特性如曲线3所示。
从图3中可以看出在衔铁打开位置（气隙δ=δk）的电磁吸力Fx大于反力Ff1，因而可以使衔铁吸合。
接触器线圈所加电压减小时吸力特性下移，当线圈所加电压减小至Ux时，其吸力特性如图3中曲线2所示，在衔铁打开位置的电磁吸力Fx正好与反力Ff1相等，则可使衔铁完全吸合，显然这个电压Ux即是能使衔铁恰能吸合的最小电压值，即接触器的吸合电压。
图3直流接触器的特性配合
1—U=Uf时的Fx=f（δ）；2—U=Ux时的Fx=f（δ）；3—U=Us时的Fx=f（δ）；4—Ff=f（δ）
接触器衔铁吸合后，如逐渐减小线圈所加电压，则吸力特性也逐渐下移，当线圈所加电压减小至Uf时，其吸力特性如图3中曲线1所示，在衔铁闭合位置的电磁吸力Fx正好和反力Ff0相等，这时衔铁可释放至完全打开位置，显然这个电压Uf即是能使衔铁恰能释放的最大电压，即接触器的释放电压。
进行动作值测定的试验是为了保证电器的正常工作，例如对于接触器来说，其线圈接通电源时衔铁应吸合，但由于电源电压有波动，有时电源电压会低于额定电压UN，如果接触器的吸合电压Ux过高的话，就不能保证线圈通电时衔铁可靠地吸合，这是不允许的。
此外，在线圈断电时虽然线圈的电流减小至零，电磁系统的励磁磁通势也减小为零，但是铁心中的磁感应强度不会减小至零，而是沿着铁心材料的去磁曲线减小至一定数值，因此当线圈电流减小至零后，磁系统气隙中还存在一定的剩余磁通Φ0，这就是通常所说的剩磁现象，如果衔铁完全闭合后的气隙δ0越小或铁心材料的剩磁感应强度Br及矫顽力Hc越大，则气隙中剩余磁通Φ0就越大，如果这个Φ0所产生的电磁吸力大于衔铁闭合位置的反力Ff0，就会产生线圈断电后不能释放的现象，这也是不允许的，有时甚至会造成很严重的事故。
因此，动作值的测定是一个比较简单但又十分重要的试验。
动作特性试验
一、试验依据
国家标准对动力操作电器、欠电压继电器和脱扣器及分励脱扣器等的动作范围分别提出了要求。
现以接触器产品为例说明。
在接触器产品标准中对接触器的动作范围要求为：
单独使用或装在起动器中使用的电磁式接触器，在其额定控制电源电压Us的85%～110%（交、直流）范围内均应在可靠地闭合。
此范围的85%Us适用于下限值，110%Us适用于上限值。
接触器释放和完全断开的极限值是其额定控制电源电压Us的20%～75%（交流）和10%～75%（直流）。
此范围的20%Us（交流）或10%Us（直流）适用于完全断开的上限值，75%Us（交、直流）适用于保持闭合的下限值。
闭合的极限值是在周围空气温度+40℃、线圈在100%Us下持续通电达到稳定温升后确定的。
释放的极限值是在周围空气温度-5℃时确定的，此值可由在正常室温下获得的数值换算求得。
二、试验条件
进行电器动作值测定时，被试电器、试验电源及测试时的周围空气温度等应满足如下要求。
（一）被试电器
（1）试验应在完好的电器上进行。
（2）被试电器按正常工作条件和位置安装在其固有支架或等效的支架上。
若电器可在各种位置下工作，则应在最不利的位置下测定动作值（此位置可在试验时分析确定，应考虑可动部分质量、导轨摩擦等因素动作值的影响）。
例如，CJ10系列交流接触器在测定吸合电压时应前倾5°，而在测定释放电压时应后倾5°。
（3）允许不带外壳测定电器动作值。
如已经试验证明取去外壳并不影响动作值，则在测定动作值时为便于观察允许不带外壳。
（4）调整参数。
在型式试验时，对实际运行中需要调整参数（这些参数可导致动作值有明显变化）的电器，则应将这些参数调至产品标准中所规定的极限值（这些极限值必须使动作值的考核为最严）进行试验。
被试电器的极数、动合辅助触头数或动断辅助触头数等的选择必须使动作值的考核为最严。
例如，在测定带动合主触头接触器的吸合电压时，触头压力和超程如可调，则应调至产品标准规定之最大允许值，同时被试电器应选本类型中极数和动合辅助触头数最多、动断辅助触头数最少之产品。
（二）试验电源
（1）直流电源应采用直流发电机电源或三相全波整流电源，要求电源电压在接入被试电器的负载条件下，纹波系数不大于5%。
（2）交流电源的电压波形为正弦波形，失真度不大于5%。
应避免使用感应调压器，一般用接触式自耦调压器，因为感应调压器输出的电压波形常有畸变，且内阻抗也较大，而这些情况都将影响试品动作的正确性。
（3）电源电压值应足够稳定，即电源的容量足够大或电源的内阻抗尽量小，以保证在测定吸合电压的过程中线圈端电压的波动对电源空载电压而言不大于5%。
（三）周围空气温度和试品状态
电器的吸合电压应在产品标准中所规定的最高周围空气温度下于热态时进行测定，释放电压应在产品标准中所规定的最低周围空气温度下于冷态时进行测定。
如果不具备这种条件，则可用接入附加电阻的等效方法测定相当于最高周围空气温度及热态下的吸合电压值，并可用电阻换算的方法推算最低周围空气温度及冷态下的释放电压值。
当试品在测量室内放置的时间不少于8h时，或用电阻法测量线圈的温度，每1h测一次，前后两次测得的线圈温度之差不大于1℃，则可认为已处于冷态（冷态是指在不通电的情况下，当电器或电器零部件的温度与周围空气温度之差不超过3℃时的状态）。
热态是指被试电器线圈按额定工作制通以规定的电压发热至稳态。
对于不间断工作制或8h工作制的电器线圈，热态是指通以规定电压发热至稳态即在1h内温升的变化不超过1℃。
三、试验方法
（一）动作值测定试验方法的一般规定
（1）测定吸合电压时，应先调到电磁圈的预期动作值，再瞬时接通电路进行试验，并以空载电源电压值作为吸合电压值。
测定释放电压时，应将电压从额定值起连续降低，以开始释放时的电压值作为释放电压值。
这个规定是以电器正常使用的实际情况出发而提出来的。
因为实际上线圈的电压是突然加上的，如在测定吸合电压时慢慢增加电压使电器吸合，可能会产生逐步动作现象（即电器的可动部分产生一些预行程），这样会影
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