試驗電路應有一個點,而且只有一個點直接接地,這個點可以是試驗電路的短路連接點,也可是電源的中性點或者其他任何合適的點,但是接地方式應在試驗報告中注明。
R2是一個可調電阻,能使電路中流過的剩余電流調節到10I△n,以便各種不同型式的剩余電流保護器能在表4或表5規定的最小動作時間內分斷。
Sw1是輔助開關。
輔助電源接線端子上,施加輔助電源額定電壓(如果有的話)。
剩余電流保護器所有正常工作時接地的導電部件,包括外殼和安裝剩余電流保護器的金屬底板,都應接到電源中性點或一個人為的中性點上,這個人為的中性點至少應允許通過100A的預期故障電流。在這個電路中應包括一個可靠的檢測故障電流的裝置D1(例如用直徑0.1mm,長度至少為50mm的銅絲組成的熔斷器),如果必要時,還應有一個限制上預期故障電流在100A左右的電阻器R1。
示波器振子O1連接在剩余電流保護順的負載側,另一個振子O2并聯在剩余電流保護器每極的兩個接線端子之間。除非試驗報告中另有說明,測量電路的阻抗至少應為每伏工頻恢復電壓100Ω。
8.10.2.2 試驗參數的允許誤差
除非另有規定,驗證接通分斷能力以及剩余電流保護器和短路保護電器配合的全部試驗,都應在本標準規定的試驗條件下進行。
如果試驗報告的試驗參數值在下列允許誤差范圍內,認為試驗是有效的。
8.10.2.3 試驗電路的功率因數
多相試驗電路的功率因數為各相功率因數的平均值。在試驗報告中應標出試驗電路功率因數平均值。功率因數平均值與各相功率因數的最大值和最小值之間的差不超過平均值的25%。
8.10.2.4 功頻恢復電壓
工頻恢復電壓的平均值應等于被試剩余電流保護器額定電壓的105%。
8.10.2.5 試驗電路的調節
被試剩余電流保護器D和短路保護電器P(如果有的話),用臨時連接B代替,連接的阻抗與試驗電路相比可以忽略不計。對于8.10.3.3的試驗(驗證在額定限制短路電流時和短路保護電器配合)時,剩余電流保護器負載端用阻抗可以忽略不計的連接C短接。調節電阻R和電感L使電路在試驗電壓及規定的功率因數下流過的電流等于額定限制短路電流Inc。試驗電路各極同時通電,用示波器振子O1記錄電流曲線。
對8.10.3.1、8.10.3.2、8.10.3.4和8.10.3.5試驗,必要時在剩余電流保護器的負載側連接附加電阻R3,以便調節到所要求的電流值。
8.10.2.6 被試剩余電流保護器的條件
被試剩余電流保護器安裝在一塊金屬底板上,裝在外殼里的剩余電流保護器應在與使用時同樣型號的外殼里進行試驗。
剩余電流保護器的控制機構應在規定條件下運行。如果剩余電流保護器是電氣控制的,其電壓應是控制電路規定的電壓的最小值。
進行試驗時,要有金屬屏蔽層,金屬屏蔽層應放置在帶電部件附近,并和這些部件隔開制造廠所規定的飛弧距離。屏蔽層必須對地絕緣,并和剩余電流保護器的外露導電部件連接在一起,也可以用一個剩余電流保護器能在里面使用的最小尺寸的金屬外殼來代替金屬屏蔽層。
8.10.2.7 被試短路保護電器P的條件(如果有的話)
短路保護電器應符合有關標準的規定。
8.10.2.8 試驗過程中剩余電流保護器的工作情況
試驗過程中,剩余電流保護器不應危及操作者,不能持續燃弧,各極之間及各極與外露可導電部件之間不能擊穿和閃絡,接地回路的熔斷器D1,也不能熔斷。
8.10.2.9 試驗后剩余電流保護器的狀況
進行完每一項試驗后,剩余電流保護器不應有妨礙其繼續使用的損壞現象,不經維修應能承受兩倍額定電壓1min的耐壓試驗,并能在額定電壓下接通和分斷額定電流兩次。
按8.3.2.3的要求對剩余電流保護器的一極突然通以1.25I△n的剩余電流,剩余電流保護器應能斷開,試驗時不測分斷時間,但對延時型剩余電流保護器要測量分斷時間,并應在規定的延時時間加0.2s內分斷。
帶過電流保護的剩余電流保護器,還應進行過電流特性試驗,試驗電流和試驗方法應根據有關標準的相應要求由具體產品標準規定。在進行這項試驗時應使剩余電流脫扣器不能動作。
8.10.3 不帶短路保護的剩余電流保護器的短路試驗
8.10.3.1 驗證額定接通分斷能力(Im)
本試驗是驗證剩余電流保護器承受額定短路電流的能力。在短路電流流過時,由剩余電流脫扣器導致剩余電流保護器動作。
剩余電流保護器在8.10.2.1規定的一個電路中進行試驗,短路保護電器P用阻抗近似的連接線代替。輔助開關Sw1處于閉合位置。用剩余電流保護器閉合回路3次,由于通過w1和電阻R2有10I△n的剩余電流流過,剩余電流保護器應自動分斷。連續兩次閉合操作之間的時間間隔應是3min。
每次電弧熄滅后,恢復電壓保持時間至少應為0.1s。
8.10.3.2 驗證額定剩余接通分斷能力(I△m)
本試驗是用來驗證剩余電流保護器承受剩余短路電流的能力。
閉合輔助開關Sw1,調節試驗電路,使短路電流I△m流過剩余電流保護器一個極和電阻R2。試驗僅在一個極進行,該極不應是剩余電流保護器可開閉的中性極。不承載剩余短路電流的電路,其進線端與電源連接。輔助開關Sw1處于閉合位置。
試驗操作程序如下:
O—t—O—t—O—t—CO—t—CO
這里:
O表示由開關T接通電路,剩余電流保護器的分斷動作;
CO表示開關T處于閉合位置,剩余電流保護器D的接通操作以及緊接著剩余電流保護器的分斷操作;
t表示3min的時間間隔。
在3次分斷操作時,開關T應與電壓波形同步,使三個接通起始點在電壓波形上的位置如下:
30°±10°;60°±10°;90°±10°
每次電弧熄滅后,恢復電壓保持時間至少應為0.1s。
8.10.3.3 驗證額定限制短路電流Inc時和短路保護電器的配合
本試驗是驗證剩余電流保護器承受限制短路電流的能力,在短路電流流過時,沒有剩余電流存在,短路電流由短路保護電器分斷。
試驗時輔助開關Sw1處于斷開位置(沒有剩余電流)。
每次操作之前,閉合短路保護電器P(或換上新的熔斷體)。
試驗操作程序如下:
O—t—CO
這里:
O表示剩余電流保護器D和短路保護電器P兩者同時處于閉合位置,開關T接通后,短路保護電器P的分斷操作。
CO表示開關T和短路保護電器P處于閉合位置,剩余電流保護器D的接通操作以及緊接著短路保護電器P的分斷操作。
t表示3min時間間隔或短路保護電器的復位時間,兩者中取較長的一個。
每次電弧熄滅后,恢復電壓保持時間至少應為0.1s。
試驗過程中,剩余電流保護器也可以動作。
8.10.3.4 驗證在額定接通分斷能力Im時和短路保護電器的配合
本試驗是驗證剩余電流保護器承受額定短路電流的能力,在短路電流流過時,沒有剩余電流存在,短路電流由短路保護電器P分斷。
試驗時,輔助開關Sw1處于斷開位置(沒有剩余電流)。
試驗操作程序如下:
O—t—O—t—O—t—CO—t—CO
這里:
O表示剩余電流保護器D和短路保護電器P兩者同時處于閉合位置,開關T接通電路后,短路保護電器P的分斷操作。
CO表示開關T和短路保護電器P兩者同時處于閉合位置,剩余電流保護器D的接通操作以及緊接著短路保護電器P的分斷操作。
t表示3min時間間隔或短路保護電器的復位時間,兩者中取較長的一個。
在三次分斷試驗時,開關T應與電壓波形同步(三相中任意一相),使三個接通起始點在電壓波形上的位置如下:
30°±10°;60°±10°;90°±10°
每次電弧熄滅火后,恢復電壓保護時間至少應為0.1s。
在試驗過程中,剩余電流保護器也可以動作。
8.10.3.5 驗證在額定限制剩余短路電流I△c時和短路保護電器的配合
試驗操作程序如下:
試驗電路調節同8.10.3.2。
O—t—O—t—O—t—CO—t—CO
這里:
O表示剩余電流保護器D和短路保護電器P兩者同時處于閉合位置,開關T接通電路后,或是剩余電流保護器D單獨地進行分斷操作,或是剩余電流保護器D和短路保護電器P同時進行分析操作。
CO表示開關T和短路保護電器P兩者同時處于閉合位置,剩余電流保護器的接通操作,緊接著或是剩余電流保護器D單獨地進行分斷操作,或是剩余電流保護器D和短路保護電器P同時進行分斷操作。
t表示3min時間間隔或短路保護電器P的復位時間,兩者中取較長的一個。
在三次分斷試驗時,開關T應和電壓波形同步,使三個接通起始點在電壓波形上的位置如下:
30°±10°;60°±10°;90°±10°
每次電弧熄滅后,恢復電壓保持時間至少應為0.1s。
8.10.4 驗證帶短路保護的剩余電流保護器的短路試驗
8.10.4.1 驗證額定接通分斷能力
本試驗在適用于剩余電流保護器主電路執行接通和分斷功能的開關電器的有關標準(例如GB 10963、GB 14048.2等)對這些性能規定的條件下進行。8.10.2規定的試驗條件不能被上述標準規定的條件取代時也適用。
8.10.4.2 驗證額定剩余接通分斷能力(I△m)
剩余電流保護器在8.10.2.1規定的一個電路中進行試驗,但應以阻抗可以忽略不計的連接B代替短路保護電器P。
試驗方法及試驗操作程序同8.10.3.2。
8.11 驗證剩余電流保護器主電路過電流時,不動作電流的極限值
帶過電流保護的剩余電流保護器進行本試驗時,應在過電流脫扣器不動作的條件下進行。
試驗可以在任何合適電壓下進行,但輔助電源采用主電路電源的剩余電流保護器必須在額定電壓下進行。
8.11.1 多相電路不平衡負載時的試驗
剩余電流保護器按圖11進行接線,剩余電流保護器處在閉合位置,輔助開關Sw1斷開。需要輔助電源的剩余電流保護器,相應的接線端子上施加輔助電源額定電壓Usn,調節電阻R,使電路中流過6In的電流。閉合輔助開關Sw1,1s后再斷開。對每個可能組成的電路重復試驗3次。兩次操作之間的時間間隔不小于1min。試驗過程中剩余電流保護器應不動作。
8.11.2 平衡負載時的試驗
剩余電流保護器按正常使用條件安裝,連接一個基本上無感的負載,使每一極流過6In的對稱電流。需要輔助電源的剩余電流保護器,相應的接線端子上施加輔助電源額定電壓Usn。
剩余電流保護器先閉合,用一個多極輔助開關接通負載,1s后再斷開,重復進行3次試驗。兩次閉合操作之間的時間間隔不小于1min。試驗過程中,剩余電流保護器應不動作。
8.12 驗證耐機械振動和機械撞擊性能
8.12.1 耐機械振動試驗
8.12.1.1 試驗設備
剩余電流保護器用圖12所示的裝置進行機械振動試驗。
裝置有一個固定在混凝土底座上的木質基座A,木質平臺B用鉸鏈連接在基座A上。平臺B上的木板C,能在兩個互相垂直的位置固定。
平臺B的另一端有一塊金屬止動片D,它靠在一個剛度為25N/mm的螺旋形彈簧上。剩余電流保護器安裝在木板C上,并使試品的水平軸線至平臺的距離為180mm,木板C依次按圖示方式固定,剩余電流保護器安裝平面至鉸鏈的距離是200mm。安裝剩余電流保護器的木板C反面固定一個配重,使得作用在金屬止動片上的靜力是25N,使整個系統的慣量基本上保持恒定。
8.12.1.2 試驗過程
剩余電流保護器處于閉合位置,不接任何電源。平臺自由端升高40mm,然后落下,共試驗50次,相鄰兩次之間的時間間隔應使試品靜止下來。然后剩余電流保護器固定在木板C的另一邊,再試50次。
試驗后,木板C繞其垂直軸線轉過90°,如果需要的話,還必須重新調整木板C的位置,使得剩余電流保護器的垂直對稱軸線至鉸鏈的距離是200mm,剩余電流保護器安裝在木板C的兩邊,再各進行50次試驗。
每次變換位置前,用手操作剩余電流保護器斷開和閉合數次。
在試驗過程中,剩余電流保護器應不動作。試驗后,按8.3.2.3的要求對剩余電流保護器的一極突然通以1.25I△n的剩余電流,剩余電流保護器應能分斷,試驗時不測分斷時間。延時型剩余電流保護器要測分斷時間,并應在規定的延時時間加0.2s內分斷。
8.12.2 機械撞擊試驗
8.12.2.1 試驗設備
剩余電流保護器用圖13所示的機械撞擊設備,對剩余電流保護器的外部零件包括操作部件、蓋子和類似零件進行撞擊試驗。撞擊元件的結構如圖14所示。
撞擊元件有一個半徑為10mm的半球形面,由聚酰胺或類似材料制成,質量為150g±1g,它被剛性的固定在一根外徑為9mm和壁厚為0.5mm鋼管的下端,鋼管的上端裝在心軸上,使鋼管只能在垂直平面內擺動,心軸的軸線在撞擊部件軸線上方1000mm±1mm處。
試驗設備的結構,應保證把鋼管置于水平位置時,撞擊部件的前面必須有1.90~2.0N的力。
試品安裝在一塊厚8mm和250mm見方的無任何金屬護板的層壓板上,層壓板的上邊和下邊固定在剛性支架上,支架及其轉軸的支承架安裝在一個剛性框架上,而框架固定在實心磚墻、混凝土或其他類似物上。
設備的設計應考慮到:
a. 放置試品時,能使撞擊點落在通過心軸軸線的垂直平面內;
b. 試驗能作水平移動并能繞垂直于層壓板表面的一根軸線轉動;
c. 層壓板能繞一根垂直軸線轉動。
8.12.2.2 試驗過程
剩余電流保護器按正常使用條件安裝在層壓板上。
把非敲落孔的電纜孔打開,如果是敲落孔,把其中的二個打開,基座和蓋子的固定螺釘用表11規定的擰緊力矩的三分之二加以固定。
安裝試品,使撞擊點能落在通過心軸軸線的垂直平面內,撞擊部件從如下高度落下:
a. 對于操作部件(例如手柄或旋鈕)為15cm;
b. 對試品外殼為20cm。
每個試品承受10次撞擊,其中2次施加到操作部件上,其余幾次均勻地分布在試品上。
下落部件高度是指撞擊部件從釋放點下降到撞擊點的垂直距離。
其中1次沖擊施加在操作部件上,把試品繞垂直軸盡可能旋轉一個角度(但不超過60°),然后每邊承受一次撞擊。另兩次是在兩次撞擊之間的近似中間位置。其余5次撞擊是在試品繞它的垂直于層壓板的軸線轉過90°后,以相同的方法進行。
如有電纜進線孔或敲落孔,試品的安裝應使用兩組撞擊點連線離開進線孔尺可能等距離。
試驗后,蓋子、操作部件絕緣材料的襯里、隔板等部件應無影響剩余電流保護器繼續使用的碎裂等損壞現象,允許有小塊碎片落下和零件有小的凹痕和裂縫,但不能使帶電部件易于觸及,并不使電氣間隙和爬電距離降到低于規定的要求。并按8.3.2.3的要求對剩余電流保護器的一極突然通過1.25I△n的剩余電流,剩余電流保護器應能分斷,試驗時不測量分斷時間,但對延時型剩余電流保護器要測分斷時間,并應在規定的延時時間加0.2s內分斷。
8.13 驗證可靠性
8.13.1 耐氣候環境試驗
8.13.1.1 試驗方法
本試驗根據GB2423.4規定的試驗Db進行。
試驗嚴酷等級:高溫溫度55℃,試驗周期:6d、14d、28d。
注:對移動式剩余電流保護器及剩余電流斷路器等應采用28天的試驗周期。
8.13.1.2 恢復
在試驗周期結束后,剩余電流保護器不從試驗箱(室)內取出,切斷加溫加濕電源,打開試驗箱(室)門,使箱內恢復到大氣環境條件(溫度和濕度),然后再這2h~5h,進行最后檢測。
8.13.1.3 最后檢測
按8.3.2.3的要求,對剩余電流保護器一極突然通以1.25I△n的剩余電流,剩余電流保護器應能斷開。試驗時不測量分斷時間,但對延時型剩余電流保護器要測量分斷時間,并應在規定的延時時間加0.2s內分斷。
8.13.2 28周期通電試驗
剩余電流保護器按正常使用條件安裝在一塊涂有無光澤黑漆,厚約20mm的層壓板上,進線端和出線端連接主回路溫升試驗時所規定的導線。
剩余電流保護器周圍環境溫度約40℃±2℃。
在任何合適的電壓下對剩余電流保護器通以額定電流In,進行28周期通電試驗,每個周期包括21h通電流和3h不通電流,試驗過程中不操作剩余電流保護器,而用一個輔助開關來接通和分斷電流。
對于四極剩余電流保護器,只對三個相線極通以額定電流In進行試驗。
8.13.2.1 試驗要求
在最后21h通電周期結束時,用熱電偶測量接線端子溫升,應不超過7.2.3的規定。
然后,不通電流使剩余電流保護器冷卻至室溫,接著8.3.2.3的要求在一極突然施加1.25I△n的剩余電流,剩余電流保護器應能斷開,試驗時,不測分斷時間,但對延時型剩余電流保護器應在規定的延時時間加0.2s內分斷。
8.14 驗證電子元件抗老化性能
采用電子元件的剩余電流保護器應按本條款的要求,驗證電子元件抗老化性能。
剩余電流保護器通以額定電流在40℃±2℃的環境溫度下放置168h。
試驗時,電子元件上施加1.1倍額定電壓。
試驗以后,剩余電流保護器仍在試驗室(箱)內,不通電流,冷卻至接近室溫,電子元件不應損壞。然后按8.3.2.3的要求對剩余電流保護器的一極通以1.25I△n,剩余電流保護器應能分斷,試驗時不測分斷時間,但對延時型剩余電流保護器要測分斷時間,并應在規定的延時時間加0.2s內分斷。
注:圖15提供了進行電子元件抗老化性能試驗電路圖的示例。為了簡化試驗設備及減少能耗,可以在任何合適電壓下對主電路通以額定電流,但電子元件仍應施加1.1倍額定電壓。在這種情況下,對輔助電源采用主電源的剩余電流保護器,可采用特殊準備的試品,使輔助電源可以單獨施加1.1倍額定電壓。
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