低压断路器隔离功能的理解——对国标的解读

低压电器（２０１０Ｎｏ２１）　・标准研究与分析・　低压断路器隔离功能的理解　——对国标的解读　黄银芳，　刘长友，林广天，　李惠敏　（上海良信电器股份有限公司，上海２００１３７）　摘要：国标中对隔离功能的断路器在结构、性能上提出了明确的要求。在试验　中，带隔离功能的断路器还需要增加相应的试验项目。通过介绍国标中涉及隔离功能　断路器的内容，使断路器的使用者以及设计者更深入全面的理解其隔离功能。　黄银芳（１９８１一），　关键词：低压断路器；隔离功能；额定冲击耐受电压：剩余电流　男，工程师，主要从　中图分类号：ＴＭ　５６１文献标识码：Ａ文章编号：１００１－５５３１（２０１０）２１－００５４－０３　事低压电器产品设　计与研发。　Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ　ｏｆ　Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｂｒｅａｋｅｒ　ｂｙ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ＨＵＡＮＧ　Ｙｉｎｆａｎｇ，ＬｌＵ　Ｃｈａｎｇｙｏｕ，ＬＩＮ　Ｇｕａｎｇｔｉａｎ。Ｕ　Ｈｕｉｍｉｎ　（Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｌｉａｎｇｘｉｎ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００１３７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｃｒｉｔｅｒｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｓｐｅｃｉｉｆｃｌｌｙ　ｂｒｅａｋｅｒｓ　ｗｉｔｈ　ｉｓｏｌａｔｉｏｎ　ｆｕｎｃ—　ｔｉｏｎ　ｉｎ　ＧＢ　ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ｗｅｒｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｄ，ａｎｄ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｐｒｏｊｅｅｔｓ　ｓｈｏｕｌｄ　ａｌｓｏ　ｂｅ　ａｄｄｅｄ　ｔｏ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｏ　ｍａｋｅ　ｔｈｅ　ｕｓｅｒｓ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎｅｒｓ　ｐｒｏｆｏｕｎｄｌｙ　ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ　ｉｓｏｌａｔｉｏｎ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｂｒｅａｋｅｒｓ　ｗｉｔｈ　ｉｓｏｌａｔｉｏｎ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ＧＢ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｗｅｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌｏｗ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｂｒｅａｋｅｒ；ｉｓｏｌａｔｉｏｎ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｒａｔｅｄ　ｉｍｐｕｌｓｅ　ｔｏｌｅｒａｎｔ　ｖｏｌａｔｇｅ；ｒｅｓｉｄｕａｌ　ｃｕｒｒｅｎｔ　０　引　言　全面与透彻。本文通过对国标的解读与理解，将　从以下几个主要方面说明国标对带隔离功能断路　目前，国内市场上带有隔离功能的断路器有　器的要求，并对现有断路器在隔离功能上如何满　２种：①符合ＧＢ　１４０４８．２＿２（）（】８《低压开关设备　足国标要求提出一些建议。　和控制设备低压断路器》的断路器；②符合ＧＢ　１０９６３．１—２００５《家用及类似场所用过电流保护断　１　国标对断路器隔离功能的要求　路器第１部分：用于交流的断路器》的微型断路　１．１　动触头在断开位置的指标　器。　ＧＢ　１４０４８．１—＿２ｏ０６第７．１．６中规定，适用于　ＧＢ　１０９６３．１＿２ｏ０５中明确提出了家用及类　隔离的断路器在断开位置必须具有符合隔离功能　似场所用断路器适用于未受过专ｆｌｉＪｌｌ练的人员使　的安全距离，并应提供一种或几种方法显示主触　用，必须具有隔离功能，并增加了相应的试验项　头的位置：　目；ＧＢ　１４０４８．１－－２００６及ＧＢ　１４０４８．２－－２００８中　①用操动器的位置；　对于带隔离功能的断路器也提出了明确的要求以　②独立的机械式指示器；　及相应的试验项目。但目前仍有部分断路器的使　③动触头可视。　用者与设计者对于断路器隔离功能的理解还不够　断路器提供的每种指示方式的有效性和机械　刘长友（１９８６一），男，助理工程师，主要从事低压电器产品的设计与研发。　林广天（１９８５一），男，助理工程师，主要从事低压电器产品的设计与研发。　・－－——５４・－－－——　・标准研究与分析・　低压电器（２０１０１￣＿２１）　强度应采用第８．２．５的规定验证。　ＧＢ　１４０４８．１＿２００６第８．２．５中对于显示主　定冲击耐受电压确定电气间隙，额定绝缘电压或　实际工作电压确定爬电距离）。第７．２．３．１中规　定：具有隔离功能的断路器应承受的冲击耐受电　压值，如表１所示。　表１　隔离电器断开触头闻的试验电压　触头位置的可靠性提出以下检验方法：　（１）对闭合的断路器，将动静触头固定在一　起，例如焊接在一起，对断路器施加３　Ｆ（Ｆ为将　断路器操作到打开位置所需要的正常的力）的　力，施加时间１０　Ｓ，试验力的方向是使断路器的触　头打开　（２）闭合的断路器，将动静触头固定在一起，　例如焊接在一起，对提供操作器动力的电源提供　１１０％电源电压，以便打开断路器的触头系统，试　验３次。　（３）对闭合的断路器，将动静触头固定在一　起，例如焊接在一起，将动力操作系统存储的能量　进行释放，以便打开断路器的触头系统，试验３　次。　对于以上３种情况试验后，触头的指示装置　仍能保持其功能，指示触头的准确位置。　ＧＢ　１０９６３．１—２ｏ０５在第８．１．２中规定：断路　器在断开位置时应按满足隔离功能所必需的要求　提供一隔离距离。用下列一个或两个方式指示主　触头的断开位置和闭合位置：　（１）操作件的位置（优选的）；　（２）分开的机械指示器。　如果用一个独立的机械指示器来指示主触头　的位置，对闭合位置（ＯＮ）指示器应显示红色，对　断开位置（ＯＦＦ）显示绿色。　ＧＢ　１０９６３．１＿２００５则在第９．１０．２与第　９．１　１．３中关于动触头指示装置有效性检验上分　别提出：　（１）断路器在瞬动脱扣试验（Ｏ—ｔ－ＣＯ—ｔ．ＣＯ．ｔ—　ＣＯ）过程中，每次操作后，指示装置应显示触头的　断开位置。　（２）断路器应在额定电流下经受４　０００次操　作循环。每次操作循环包括一次接通操作和紧接　着的一次分断操作，试验后不应出现触头位置和　指示装置相应位置不一。　隔离功能的断路器在分离电路间的空间要求　更高，断开触头间的电气间隙应能承受的标准规　定的额定冲击耐受电压ＧＢ　１４０４８．１＿２００６第　７．２．３．６中规定：确定分离电路问的电气间隙、爬　电距离和固体绝缘，应采用最高电压额定值（额　对于验证隔离断路器的冲击耐受电压的试验　项目，按第８．３．３．４规定：对隔离电器，电源端的　接线端子连接在一起和负载端的接线端子连接在　一起，试验电压应施加在电器触头处于断开位置　的电源端子和负载端子之问，试验电压应按表１　的规定。试验时，应无非故意的破坏性放电。　ＧＢ　１０９６３．１＿２００５第９．７．６中的规定的冲　击耐受电压如表２、表３所示。具体的试验电压　值应按表３根据大气压力和／或试验地点的海拔　高度修正。　表２额定冲击耐受电压与装置标称电压的关系　额定冲击　装置的标称电压／Ｖ　耐受电压　Ｕｉｍｐ／ｋＶ　三相系统　中点接地的单相系统　额定冲击耐受电压试验验证方法为：触头在断　开位置，对连接在一起的电源接线端子和连接在一　起的负载接线端子之间施加冲击电压，电压值按第　９．７．６规定：施加３次正极性冲击和３次负极性的　冲击，同一极性相邻冲击之间的时问间隔至少为　１　Ｓ，相反极性冲击之问的时间间隔至少为１０　Ｓ，试　５５—　低压电器（２０１０１￣＿２１）　表３隔离的断开触头之间的试验电压　验过程中，不应发生非故意的击穿放电。　１．２动触头处于断开位置时，断路器的每极进出　线端子间允许剩余电流值　根据ＧＢ　１４０４８．２＿２００８的规定适用于隔离　的断路器的剩余电流分别在下列４项试验后进行　测量：　（１）新的断路器，在１．１　电压下，剩余电流　不超过０．５　ｍＡ。　（２）过载性能试验后，在１．１　Ｕ　电压下，剩余　电流不超过２　ｍＡ。　（３）额定运行短路分断能力试验后，在１．１　电压下，剩余电流不超过２　ｍＡ。　（４）额定极限短路分断能力试验后，在１．１　电压下，剩余电流不超过６　ｍＡ。　根据ＧＢ１０９６３．１＿２００５的规定，适用于隔离　的断路器的剩余电流分别在下列４项试验后进行　测量：　（１）低短路电流试验后，在１．１　Ｕ　电压下，　剩余电流不超过２　ｍＡ。　（２）１　５００　Ａ电流下试验后，在１．１　Ｕ　电压　下，剩余电流不超过２　ｍＡ。　（３）额定运行短路能力试验后，在１．１　Ｕ　电　压下，剩余电流不超过２　ｍＡ。　（４）额定短路能力试验后，在１．１　Ｕ　电压　下，剩余电流不超过２　ｍＡ。　１．３标志　ＧＢ　１４０４８．１—＿２００６与ＧＢ　１０９６３．１—２００５均　规定：断路器采用　，表明其具有隔离功能。　２　如何使断路器的隔离功能满足国　标要求　（１）如果手柄不能指示触头位置状态，则需　要改进机构使手柄能够指示触头的状态或者增加　触头位置指示装置，并确保该指示装置能够准确　・标准研究与分析・　有效的显示触头位置。　（２）通过对断路器壳体以及载流体的局部改　进，增加其电气间隙与爬电距离，使触头满足标准　规定的额定冲击耐受电压。　（３）改进断路器触头材料，提高动静触头的　抗熔焊性与耐电弧性，减少触头材料在短路分断　时的磨损和飞溅等严重情况，有效降低剩余电流。　（４）改进灭弧室结构，采用磁吹、气吹等方法　将电弧快速拉进灭弧室，使电弧电压迅速升高，从　而快速灭弧，减少燃弧时间可有效改善金属喷溅　现象，有效降低剩余电流。　（５）采用触头限流结构以及缩短机构动作时　间，降低实际的分断电流，减少故障电流对断路器　产生的破坏，有效降低剩余电流。　（６）绝缘材料宜用表面不易碳化的材料，可　能的话可在表面加肋或槽，增加爬电距离，有效降　低剩余电流。　３　结　语　本文通过对国家标准ＧＢ　１０９６３．１、ＧＢ　１４０４８．１、ＧＢ　１４０４８．２中涉及断路器隔离功能的　要求、规定以及试验项目进行归纳总结，提出了断　路器的隔离功能应该具备３个必要条件：　（１）动触头在断开位置时的指示要求。　（２）断路器在分离电路间的空间（即隔离距　离）要求，同时需要满足断开时进线端与负载端　应能承受的额定冲击耐受电压值要求。　（３）断路器断开时进线端与负载端之间允许　剩余电流值要求。　针对以上３点，本文提出了一些满足国标关　于隔离功能方面要求的一些建议。　【参考文献】　［１］　ＧＢ　１０９６３．１—２００５　电气附件家用及类似场所用　过电流保护断路器第１部分：用于交流的断路器　［Ｓ］．２００５．　［２］　ＧＢ　１４０４８．１＿２００６低压开关设备和控制设备　第１部分：总则［Ｓ］．２００６．　［３］　ＧＢ　１４０４８．２—２００８低压开关设备和控制设备　第２部分：断路器［Ｓ］．２００８．　收稿日期：２０１０—０８—２０