漏电与过载保护可靠性试验方法的标准

保护类低压电器可靠性试验方法的标准李奎

河北工业大学

2007年11月26日1GB/T15510控制用电磁继电器可靠性试验通则JB/T10522-2005小容量交流接触器可靠性试验方法JB/T10493-2005家用和类似用途的过电流保护断路器的可靠性试验方法JB/T10711-2007塑料外壳式断路器可靠性试验方法JB/T10494-2005家用和类似用途的剩余电流动作断路器的可靠性试验方法JB/T10712-2007过载继电器可靠性试验方法

2一、漏电保护技术的基本情况二、行业标准：漏电保护可靠性试验方法基本内容三、过载保护技术的基本情况四、行业标准：过载保护可靠性试验方法3一、漏电保护技术的基本情况1漏电保护类型漏电保护：电流动作型、电压动作型。电流动作型漏电保护电器，通过检测电路中的接地故障电流来进行保护。电磁式漏电保护和电子式漏电保护。电压动作型漏电保护装置是检测设备金属外壳与大地之间的故障电压，当故障电压达到预定的危险极限值时，电压线圈推动锁扣机构使主开关触头断开，切除故障电压进行保护。根据其工作原理，电压动作型漏电保护装置只能控制单台用电设备，遇到感应雷击时，电压线圈易烧毁，不能作为直接接触保护和实行分级保护。42.低压配电系统形式

配电系统有交流配电系统和直流配电系统，根据配电系统中的相数和带电导体的线数，可以将配电系统划分为：直流系统：二线制、三线制交流系统：单相二线制、单相三线制、两相二线制、两相三线制、两相四线制、三相三线制、三相四线制、三相五线制。低压交流配电系统中电源系统接地运行形式一般分为两种，一种是配电变压器中性点直接接地运行方式，另一种是配电变压器中性点非直接接地运行方式。根据配电变压器中性点接地方运行方式与电气设备的接地方运行方式，可以将配电系统分为三类形式：TN系统、TT系统和IT系统。5TN、TT、IT等系统使用了两个字母，其中：第一个字母表示电源系统的对地关系。T表示直接与地连接，即直接接地；I表示不接地或通过阻抗接地。第二个字母表示电气设备不带电的裸露导电部分对地关系。T表示独立于电源系统的接地点而直接接地；N表示与电源系统的接地点直接进行电气连接。在TN系统中，为了表示中性导体与保护导体的组合关系，在TN代号后面可以附加以下字母：S：表示中性导体和保护导体在结构上是分开的；C：表示中性导体和保护导体在结构上是合一的。因此，配电系统的接地型式有五种：TN—C系统、TN—S系统、TN—C—S系统、TT系统和IT系统。63.人体触电安全电流及安全电压

3.1电流伤害种类电击:电击是电流通过人体，机体组织受到刺激，肌肉不由自主地发生痉挛性收缩造成的伤害。严重的电击是指人的心脏、肺部、神经系统的正常工作受到破坏，乃至危及生命的伤害。电伤:电伤是由电流的热效应、化学效应和机械效应等对人体造成的伤害。电伤会在机体表面留下明显的伤痕，但其伤害作用可能深入体内。73.2电流对人体作用的机理

电流通过人体内部时，对人体产生的生理效应是：针刺感、压迫感、打击感、痉挛，疼痛，乃至于血压增高、昏迷、心律不齐、心室纤维颤动的症状。这些都会导致对人体的病理性伤害。电流通过人体内部，对人体的伤害程度与通过人体的电流大小、电流通过人体的持续时间、电流流过人体的途径、电流的性质以及人体的状态等诸多因素有关。各种因素之间，特别是电流大小和通电持续时间之间有着十分密切的关系。8根据电流大小对人体影响的程度分为：感知电流和感知阈值：人对电流最初的感觉是轻微麻木和微弱针刺感。成年男子的感知电流约为1.1毫安，成年女子约为0.7毫安。感知电流阈值为0.5毫安，并与时间无关。摆脱电流和摆脱阈值：通过人体的电流超过感知电流时，肌肉收缩增加，刺痛感觉增强，感觉部位扩大。当电流增大到一定程度，触电者将因肌肉收缩，发生痉挛而紧抓带电体，不能自行摆脱电极。成年男子的摆脱电流约为16毫安，成年女子约为10.5毫安。室颤电流和室颤阈值：室颤电流指通过人体引起心室发生纤维性颤动的电流，其最小值即室颤阈值。室颤阈值除取决于电流持续时间、电流途径、电流种类等电气参数外，还取决于机体组织、心脏功能等人体生理特征。9电流路径心脏电流系数左手—左脚（右脚或两脚）、双手—双脚1.0左手—右手0.4右手—右脚（左脚或两脚）0.8背—右手0.3背—左手0.7胸—右手1.3胸—左手1.5臀部—左手（右手或两脚）0.7电流途径的影响10人身触电安全界限114.剩余电流保护其的工作原理A-判别元件B-执行元件E-电子信号放大器RA-工作接地的接地电阻RB-电源接地的接地电阻T-试验装置CT-检测元件RARBL3

L2L1NIL1IN

IL3IL2123456NNI0BAECTT124.1纯电磁式剩余电流保护技术纯电磁式剩余电流动作式触电漏电保护器是一种无须通过中间环节，而直接用剩余电流互感器所检测的能量去推动纯电磁结构的脱扣器，使主开关直接动作的触电漏电保护器。131234567R1R2R3R3RgR4R1RggRmgRsU0I2WΦsΦmΦ1Φ2ΦmΦsΦ2Φ1I2144.2电子式剩余电流保护技术剩余电流互感器二次回路的输出功率很小，一般仅达到微伏安的等级。在剩余电流互感器和脱扣器之间增加一个信号放大装置，不仅可以降低对脱扣器的灵敏度要求，而且可以减少对剩余互感器输出信号的要求，减轻互感器的负担，从而可以缩小互感器的重量和体积，降低剩余电流保护电器的成本。信号放大装置一般采用电子式放大器，有以下几种形式。采用分立元件的电子放大装置采用专用集成电路的电子放大装置智能型（采用单片机控制技术）15分立元件16VG54123的应用电路17M54133延时型应用电路18智能型漏电保护器框图19电磁式和电子式剩余电流保护电器特点比较项目电磁式剩余电流保护电器电子式剩余电流保护电器辅助电源不需要需要电压波动对特性影响无有（采取稳压措施可减少影响）电压故障时工作状况不受影响电源故障时不能动作（电压跌落或电源线断开）温度对特性的影响很小有（有温度补偿措施可减少影响）绝缘耐压能力强弱耐过电压能力强弱（有过电压保护器可提高耐过电压能力）外界电磁场的影响抗电磁干扰性能好抗电磁干扰性能差（电子电路中采用抗干扰措施可减少影响）结构较复杂简单工艺要求高低接线要求进出线可反接进出线不能反接（电子回路有断开装置可反接）电流等级大额定电流等级制造困难，一般在125A以下大额定电流等级制造方便。配电装置用的剩余电流保护电器额定电流较大，一般均为电子式剩余动作电流剩余动作电流一般大于等于10mA可以制成高灵敏度，例如剩余动作电流为6mA制造成本较高较低派生功能只能制成快速动作型或S型可派生延时型、预报警、故障报警、显示等多种功能耐冲击振动性能受到一定的限制较好安装规程不受限制欧洲及澳洲有些国家限制非专业人员使用电子式剩余电流保护电器204.3保护类型（1）AC型剩余电流保护电器AC型剩余电流保护电器：对突然施加或缓慢上升的剩余正弦交流电流能确保脱扣的剩余电流保护装置。（2）A型剩余电流保护电器A型剩余电流保护装置：对突然施加的或缓慢上升的剩余正弦交流电流和剩余脉动直流电流能确保脱扣的剩余电流保护装置。

A型剩余电流保护电器的检测原理与AC型一样，采用一个剩余电流互感器检测剩余电流，但对互感器的磁特性进行了改善，以提高对脉动直流电流的检测灵敏度。（3）B型剩余电流保护电器B型剩余电流保护装置：对突然施加的或缓慢上升的剩余正弦交流电流、剩余脉动直流电流和平滑直流电流均能确保脱扣的剩余电流保护装置。21或

AC型剩余电流保护电器的标志符号：A型剩余电流保护电器的标志符号：B型剩余电流保护电器的标志符号：22AC型剩余电流保护电器存在的问题存在死区：在线路中已存在剩余电流的情况下，会出现漏电保护不动作的区域，即动作死区。23解决漏电动作死区的三种类型脉冲型剩余电流保护器鉴相鉴幅剩余电流保护器动作无死区剩余电流保护器（智能型漏电保护器）24

二、中华人民共和国机械行业标准

家用和类似用途的剩余电流动作

断路器的可靠性试验方法

Reliabilitytestmethodofresidualcurrentoperatedcircuit-breakersforhouseholdandsimilaruses

JB/T10494-2005

25261范围 2规范性引用文件3术语和定义、符号4可靠性等级

5可靠性试验方法6可靠性试验抽样方案及试验程序7试验记录

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271范围本标准规定了家用和类似用途的剩余电流动作断路器进行可靠性验证试验的一般要求，包括家用和类似用途的剩余电流动作断路器可靠性等级、可靠性试验条件、可靠性试验方案、可靠性试验程序等。

本标准适用于符合GB16916或GB16917标准规定的产品，可作为制造厂制订家用和类似用途的剩余电流动作断路器可靠性指标及试验方法的指导性文件。

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28符合GB14048.2等标准的剩余电流断路器的可靠性等级及试验方法也可以参照本标准的有关的内容。

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292规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

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30GB/T2423.4-1993电工电子产品基本环境试验规程试验Db：交变湿热试验方法(eqvIEC60068-2-30:1980)

GB/T2423.2-1993电工电子产品基本环境试验规程湿热试验导则(eqvIEC60068-2-28:1990)

GB/T2900.18-1992电工术语低压电器(eqvIEC60050(441):1984)

GB3187-1994可靠性、维修性术语GB/T5080（所有部分）设备可靠性试验GB6829-1995剩余电流动作保护器的一般要求（eqvIEC60755:1983）

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31GB16916.1-2003家用及类似用途的不带过电流保护的剩余电流动作断路器（RCCB）第1部分：一般规则（IEC61008-1:1996，IDT）GB16917.1-2003家用和类似用途的带过电流保护的剩余电流动作断路器（RCBO）第1部分：一般规则（IEC61009-1:1996，IDT）

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323术语和定义、符号

3.1术语和定义

GB/T2900.18、GB/T3187、GB/T5080和GB6829中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。

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333.1.1成功率successrate产品在规定的条件下完成规定功能的概率或在规定条件下试验成功的概率。3.1.2接通触头引出端间电压降contact-circuitvoltagedrop从一对接通触头间的两引出端测得的电压降值。3.1.3失效率failurerate产品工作到t时刻后的单位时间内发生失效的概率。

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343.1.4定时或定数截尾试验方案

timeorfailurecurtailedtestplan在试验期间，对试品进行连续地或短间隔地监测，若累积相关试验时间达到了预定的试验截尾时间，而相关失效数未达到预定的截尾失效数，则判为接收；若累积相关试验时间未达到预定的试验截尾时间，而相关失效数达到了预定的截尾失效数，则判为拒收。3.1.5相关失效（关联失效）relevantfailure在解释试验结果或计算可靠性特征量的数值时必须计入的失效。

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353.1.6相关试验时间relevantoperatingtime与试品相关失效数有关的用来验证可靠性要求或用来计算可靠性特征量的试验时间。3.1.7使用方风险

consumer´srisk当产品的真实失效率等于被定等级的最大失效率时（或当产品的真实成功率等于不可接收的成功率R1时），产品被接收的概率。

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363.2符号本标准采用了下列符号：

Uj

——接通触头引出端间电压降；Uf

——分断触点间的电压；In

——额定电流；IΔn——额定剩余动作电流；IΔno

——额定剩余不动作电流；n

——试品数；Ujx

——接通触头引出端间电压降的极限值；

Ufx

——分断触头间电压的极限值；T

——失效率验证试验时累积相关试验时间；

tz

——失效率验证试验时单台试品截止试验时间；

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37Tc

——失效率验证试验时截尾次数；r

——失效率验证试验时相关失效数；rc

——截尾失效数；Ac

——合格判定数（允许失效数）；λmax

——规定失效率等级的最大失效率；n∑

——成功率验证试验累积试验次数；nf

——成功率验证试验时的截尾次数；nz

——成功率验证试验时试品的截止试验数（作接收判决时所要求的试验数）；n1

——气候环境试验下试品数；

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38n2——40℃温度试验下试品数；rd

——成功率验证试验时的相关失效数（总失败次数）；R1——不可接收的成功率；r1

——拒动次数；r2

——误动次数；R内阻

——剩余电流动作断路器的内阻；β——使用方风险。

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394可靠性等级4.1可靠性特征量符合GB16916.1的家用和类似用途的不带过电流保护的剩余电流动作断路器(RCCB)采用操作失效率和剩余电流保护成功率作为其可靠性特征量。符合GB16917.1的家用和类似用途的带过电流保护的剩余电流动作断路器(RCBO)采用操作失效率、剩余电流保护成功率、瞬动保护成功率作为其可靠性特征量。

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404.2操作失效率等级

按最大失效率

max的数值将操作失效率等级划分为若干个等级，由制造厂自行确定，推荐的

max的优先值为1×10-4(1/10次)，3×10-4(1/10次)，1×10-3(1/10次)和3×10－3(1/10次)，其名称见表1。

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41表1剩余电流动作断路器操作失效率等级名称和最大失效率

max

（1/10次）失效率等级名称最大失效率

max亚三级3×10-3三级1×10-3亚四级3×10-4四级1×10-4

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424.3剩余电流保护成功率等级

按不可接收的成功率R1的数值将剩余电流保护成功率等级划分为若干个等级，由制造厂自行确定。推荐的R1的优先值为0.995、0.99、0.98、0.97和0.96，其名称见表2

。

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43表2剩余电流动作断路器的剩余电流保护成功率等级名称

和不可接收的成功率R1

成功率等级名称R1一级0.995二级0.99三级0.98四级0.97五级0.96

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444.4瞬动保护成功率等级按不可接收的成功率R1的数值将瞬动保护成功率等级划分为若干个等级，由制造厂自行确定。推荐的R1的优先值为0.995、0.99、0.98、0.97和0.96，其名称见表3。

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45表3剩余电流动作断路器的瞬动保护成功率等级名称

和不可接收的成功率R1

成功率等级名称R1一级0.995二级0.99三级0.98四级0.97五级0.96

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465.1试验条件5.1.1试验环境条件除非产品标准中另有规定，进行操作可靠性试验和瞬动保护可靠性试验时，试品应安装在周围空气温度20℃～25℃的大气中，并且应避免外界过度的加热和冷却；剩余电流保护可靠性试验由气候试验和40℃温度试验组成，其试验条件应符合GB16916.1及GB16917.1中对气候试验和40℃温度试验的规定;试验环境应注意避免灰尘和其它污染。5可靠性试验方法

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475.1.2试品的安装条件

在试验中，试品安装应符合以下要求：试品应以正常使用方式安装在正常使用位置；试品应安装在无显著冲击和振动的地方；试品安装面与垂直面的倾斜度应符合产品标准的规定；对于采用安装轨安装的剩余电流动作断路器，安装轨应符合有关安装轨的标准。

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485.1.3试验电源条件5.1.3.1剩余电流保护可靠性试验电源

频率为50Hz或60Hz的正弦波电源，其频率允许偏差为±5%；试验过程中，当触头接通负载时，试验电源电压的波动相对于空载电压而言应不大于5%。

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495.1.3.2操作可靠性检测电路试验电源推荐采用直流电源24V;负载推荐采用阻性负载;除非产品标准另有规定，负载电流为1A。5.1.3.3瞬动保护可靠性试验电源符合GB16917.1规定的产品，应进行瞬动保护可靠性试验，其试验电源的电压可以是低电压的大电流源。

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505.1.4试验激励条件5.1.4.1操作可靠性试验、瞬动保护可靠性试验在进行操作可靠性试验和瞬动保护可靠性试验时，不加剩余电流及辅助电源。操作可靠性试验时，额定电流为25A及以下的剩余电流动作断路器，操作频率为每小时240次，每次操作循环中剩余电流动作断路器在断开位置的时间不小于13s；额定电流大于25A的剩余电流动作断路器，操作频率为每小时120次，每次操作循环中剩余电流动作断路器在断开位置的时间不小于28s。

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515.1.4.2剩余电流保护可靠性试验气候试验时，对试品施加额定剩余不动作电流IΔno，对电子式剩余电流断路器的电子线路施加1.1倍额定电压；对具有几个整定值的剩余电流动作断路器，试验应在最低整定值下进行；

40℃温度试验时，在任何合适的电压下对试品施加额定电流In，每周期包括21h通以电流和3h不通电流；对于四极剩余电流动作断路器，只对三个相线极通以额定电流In进行试验；试验过程中不操作试品，而用另一开关来接通和断开电流。

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525.2试验内容5.2.1操作可靠性试验用于验证试品的操作失效率。5.2.2剩余电流保护可靠性试验用于验证试品在气候环境及40℃温度长期通电情况下的剩余电流保护成功率。5.2.3瞬动保护可靠性试验用于验证符合GB16917.1规定的试品的瞬时保护成功率。。

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535.3试品的准备试验中所用试品，应是从在稳定的工艺条件下批量生产合格产品中随机抽取的，供抽样的产品数量应不小于试品数n的10倍。

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545.4试品检测5.4.1操作可靠性试验的检测

5.4.1.1试验前检测

试验前先对试品进行开箱检测，检查试品的零部件有无运输引起的损坏、断裂，并按产品标准检测剩余动作电流和额定剩余动作电流下的动作时间。剔除不合格的试品，剔除掉的试品不计入累积故障试品数r内，并按规定补足试品数。

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555.4.1.2试验中检测试验中要对剩余电流动作断路器的操作可靠性进行监测。每个操作循环包括一次闭合操作以及接着的一次断开操作。

除非产品标准另有规定，应在试品每次循环的“闭合”期中间的40%时间内与“断开”期中间的40%时间内对试品的任意一极进行检测，包括监测接通触头引出端间电压降及分断触头间的电压。

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565.4.1.3试验后检测除非产品标准另有规定，按产品标准中对试品按机械和电气寿命试验后的检查规定进行试验后检查，检查结果应符合产品标准的规定。

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575.4.2瞬动保护可靠性的检测瞬动保护可靠性试验应分别在操作可靠性试验前和后分别按下面规定进行试验。5.4.2.1对B型RCBO从冷态开始，对所有极通以等于3In的电流，断开时间应不小于0.1s。该操作共进行10次。然后再从冷态开始，对所有极通以等于5In的电流，RCBO应在小于0.1s时间内脱扣。该操作共进行10次。

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585.4.2.2对C型RCBO从冷态开始，对所有极通以等于5In的电流，断开时间应不小于0.1s。该操作共进行10次.然后再从冷态开始，对所有极通以等于10In的电流，RCBO应在小于0.1s时间内脱扣。该操作共进行10次。5.4.2.3对D型RCBO从冷态开始，对所有极通以等于10In的电流，断开时间应不小于0.1s。该操作共进行10次。然后再从冷态开始，对所有极通以等于50In的电流，RCBO应在小于0.1s时间内脱扣。该操作共进行10次。

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595.4.3剩余电流保护可靠性试验的检测

5.4.3.1试验前检测

同5.4.1.1。

5.4.3.2试验中检测

5.4.3.2.1气候试验

气候试验按GB/T2423.4并考虑GB/T2424.2进行。试验室的要求，试验的严酷性和试验顺序应符合GB16916.1和GB16917.1的规定。

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60本试验将试品分成两组:一组试品在28周期结束后对其通以1.25IΔn的试验电流，在任意选取的一极进行试验，试品应在产品标准规定的动作时间内脱扣；操作剩余电流试验装置，试品应脱扣。以上检测每台试品重复进行40次。

另一组试品在每隔7个周期的25℃±3℃阶段，对试品通以1.25IΔn的试验电流，在任意选取的一极进行试验，试品应在产品标准规定动作时间内脱扣；操作剩余电流试验装置，试品应脱扣。每台试品每阶段检测重复进行10次，每台试品总试验次数为40次。

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615.4.3.2.240℃温度试验

40℃温度试验过程中不检测试品，试品的安装、导线的选择、接线端子的螺钉或螺母的扭矩等要求应符合GB16916.1和GB16917.1的规定。在第28周期的21h通电结束时测量温升，温升应满足产品标准的规定。紧接着，施加1.25IΔn的试验电流，对任意选取的一极进行试验并操作剩余电流试验装置。施加1.25IΔn时试品应在产品标准规定动作时间内脱扣；操作剩余电流试验装置，试品应脱扣。以上检测每台试品重复进行40次。

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625.4.3.3试验后检测试验后，将试品恢复至试验室条件，并放置4h~6h，然后试品上加额定电压，通1.25IΔn试品应脱扣。接着，闭合试品，并操作剩余电流试验装置，试品也应脱扣。

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635.5失效判据5.5.1操作可靠性试验在操作可靠性试验过程中，当出现下列任意一种情况时，即认为该试品失效。

接通触头引出端间电压降Uj超过下列极限值Ujx：

负载电路的电源为直流24V、负载电流为1A时

，其电压降的极限值Ujx为

1.0×R内阻+1.2V

；分断触头间的电压Uf低于极限值Ufx，除非产品标准另有规定，Ufx等于触头电路额定电压的90％。

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64触头发生熔接或其它形式的粘接；剩余电流动作断路器合闸时不动作；剩余电流动作断路器分闸时不返回；试品零部件有破坏性损坏、连接导线及零部件松动；在操作可靠性试验后，未失效的试品应按5.4.1.3检验，其中任一项目的检测结果不符合产品标准的规定，即认为该试品失效，但每台试品相关失效数最多为1。

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655.5.2剩余电流保护可靠性试验

在剩余电流保护可靠性试验中，若某一台试品发生下列任意一种情况时，即认为该试品失效

。在气候试验过程中，试品误动作；对试品通以1.25IΔn试验电流，试品在产品标准规定的动作时间内试品未脱扣；试品的剩余动作电流大于额定剩余动作电流或小于额定剩余不动作电流；操作试品的剩余电流试验装置，试品未脱扣；试品零部件有破坏性损坏，不能正常接通与分断。

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66在40℃温度试验时，测量的温升超过产品标准规定；在剩余电流保护可靠性试验后，未失效的试品应按5.4.3.3检验，试品不脱扣，即认为该试品失效，但每台试品相关失效数最多为1。

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675.5.3瞬动保护可靠性试验瞬动保护可靠性试验时动作时间不符合5.4.2的规定。

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68

5.6可靠性试验装置

建议采用微机控制、检测的试验装置进行剩余电流动作断路器的可靠性试验。

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696可靠性试验抽样方案及试验程序

6.1

可靠性试验组成

采用操作失效率等级、瞬动保护成功率等级和剩余电流保护成功率等级作为剩余电流动作断路器的可靠性指标，其可靠性试验可分为操作失效率验证试验、瞬动保护可靠性验证试验和剩余电流保护成功率验证试验。

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706.2可靠性试验抽样方案剩余电流动作断路器的可靠性验证试验推荐采用定时或定数截尾试验。剩余电流动作断路器的可靠性验证试验的使用方风险β为0.1，操作失效率验证试验的抽样方案见表4，瞬动保护成功率验证试验的抽样方案见表5，剩余电流保护成功率验证试验的抽样方案见表6。

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71

表4剩余电流动作断路器操作失效率验证试验抽样方案（β=0.1）

104次

失效率等级最大失效率(1/10次)试验截尾时间Tc

AC=0AC=1AC=2AC=3AC=4AC=5AC=6AC=7AC=8四级1×10－423.038.953.266.879.992.7105.3117.7130亚四级3×10－47.6813.017.722.326.630.935.139.243.3三级1×10－32.33.895.326.687.999.2710.5311.7713.0亚三级3×10－30.771.301.772.232.663.093.513.924.33

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表5剩余电流动作断路器瞬动保护成功率验证试验抽样方案(β=0.1）

次

成功率等级不可接收的成功率R1截尾次数nfAC=0AC=1AC=2AC=3AC=4AC=5AC=6AC=7AC=8一级0.9954607771063133515971853210523522597二级0.99230388531667798926105111751297三级0.98114194265333398462525587648四级0.9776129176221265308349390431五级0.965796132166198230262292323

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73表6剩余电流动作断路器剩余电流保护成功率验证试验抽样方案(β=0.1）次

成功率等级不可接收的成功率R1截尾次数nfAC=0AC=1AC=2AC=3AC=4AC=5AC=6AC=7AC=8一级0.9954607771063133515971853210523522597二级0.99230388531667798926105111751297三级0.98114194265333398462525587648四级0.9776129176221265308349390431五级0.965796132166198230262292323

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746.3可靠性试验程序

6.3.1操作失效率验证试验程序

操作失效率验证试验按下列程序进行：选定失效率等级;选定允许失效数Ac和截尾失效数rc（rc=Ac+1），推荐在2～5的范围内选择Ac，不推荐选择Ac=0；根据选定的失效率等级和Ac，由表4查出试验截尾时间Tc；选定试品的试验截止时间tz，推荐tz=4000次；

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75根据Tc、Ac、tz，由式（1）确定试品数n：n=Tc/tz+Ac（1）从批量生产的合格产品中随机抽取n个试品，试品应符合5.3的规定；按5.1.4.1及5.4.1的规定进行试验与检测，按5.5.1进行失效判定；统计相关失效数r及各失效试品的相关试验时间（不累积首次失效后的时间），对试验后检测出的相关失效试品的相关试验时间按试验结束时的时间计算，每台试品的相关失效次数最多统计为1；

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76统计累积相关试验时间T；试验结果判定：当相关失效数r未达到截尾失效数rc（即r≤Ac），而累积相关试验时间T达到了试验截尾次数Tc，则判为试验合格（接收）；当累积相关试验时间T未达到试验截尾次数Tc，而相关失效数r达到了截尾失效数rc（即r>Ac），则判为试验不合格（拒收）。

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776.3.2剩余电流保护成功率验证试验程序

选定产品的剩余电流保护成功率等级；选定允许失效数Ac和截尾失效数rc（rc=Ac+1），推荐在2～5的范围内选择Ac，不推荐选择Ac=0；根据选定的成功率等级和Ac，由表6查出做接收判断时所要求的试验数nf；

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剩余电流成功率验证试验按下列程序进行：78除非产品标准另有规定，在气候试验中，试品施加额定剩余动作电流一次及操作剩余电流试验装置一次记为一次试验循环，累积试验次数加1；在40℃温度试验中，测量一次剩余动作电流、施加额定剩余动作电流一次及操作剩余电流试验装置一次记为一次试验循环，累积试验次数加1；

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79根据nf及Ac确定试品数n（n1+n2），气候试验中的试品数为n1，40℃温度试验中的试品数为n2

；除非产品标准另有规定，气候试验中试品数n1至少为六台，40℃温度试验中试品数n2至少为三台。试品总数应符合式（2），其中在气候试验中试品数n1应近似为40℃温度试验中的试品数n2的2倍；

n=n1+n2≥

nf

/40+Ac

（2）从批量生产合格的产品中随机抽取n（n1+n2）台试品，试品应符合5.3的规定；按5.1.4.2及5.4.3的规定进行试验与检测，按5.5.2进行失效判定；

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80统计所有试品相关失效次数rd及各失效试品的相关试验时间，试品故障属于偶然故障时，可以累积故障后的试验次数及故障数，如果试品故障是同一原因引起的，则不累积故障后的试验次数及故障数；统计累积试验数n∑；试验结果判定：当累积试验次数n∑达到了nf，而总的失败次数rd未达到截尾失效数rc（即rd≤Ac），则判为试验合格（接收）；当累积试验次数n∑没有达到nf，而总的失败次数rd达到了截尾失效数rc（即rd＞Ac），则判为试验不合格（拒收）。

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816.3.2瞬动保护成功率验证试验程序选定产品的成功率等级；选定允许失效数Ac和截尾失效数rc（rc=Ac+1），推荐在2～5的范围内选择Ac，不推荐选择Ac=0；根据选定的成功率等级和Ac，由表5查出做接收判断时所要求的试验数nf；选定试品的试验截止时间nz，推荐nz=10次；

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瞬动保护成功率验证试验按下列程序进行：

82根据nf

、nz及Ac由式（3）确定试品数n：

（3）由式（3）计算的n若小于操作可靠性试验中的n，则本试验样品在操作可靠性试验中的样品中进行抽取；若由式（3）计算的n大于操作可靠性试验中的n，超出部分从批量生产并经过出厂检验合格的产品中随机抽取（供抽样的产品数量应不小于被抽取试品数的10倍），进行瞬动保护可靠性试验；按5.4.2的规定进行试验与检测；按5.3.3进行失效判定，当某台试品的失效次数累计达到两次时，该试品应退出试验；

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83统计所有试品总失败次数rd（rd

=r1+

r2）；式中r1为拒动次数，r2为误动次数；统计累积试验数n∑；试验结果判定：当累积试验次数n∑达到了作接收判决时所要求的试验数nf，而总失败次数rd未达到截尾失效数rc（即rd≤Ac），则判为试验合格（接收）；而总失败次数rd达到了截尾失效数rc（即rd>Ac），则判为试验不合格（拒收）。

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847试验记录应对每一台试品建立一份试验记录，并按先后顺序在试品失效后进行试验数据记录，记录内容为：试品名称、型号、规格；制造单位；试验日期和时间；试验环境条件；失效试品编号；失效发生时间；失效现象；

失效分析与判断；

值班人员。

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85小型漏电断路器可靠性试验装置(河北工业大学研制)86三、过载保护技术的基本情况1电动机的起动方式1.1绕线转子异步电动机的起动（AC-2工作制）半载起动：平均转矩为0.65～0.7倍额定转矩(例如：电梯)；满载起动：平均转矩为1.3～1.5倍额定转矩(例如：压力机和车床)；重载起动：平均转矩为1.7～2倍额定转矩(例如：离心泵﹑岩石粉碎机)。871.2笼型异步电动机的起动直接接通（全压起动）星-三角降压起动不中断的星-三角接通通过单极电阻的电动机起动通过3极电阻的电动机起动用起动变压器起动电动机（自耦降压起动）三相交流换向电路变极三相交流异步电动机的控制点动运行（AC4）882带双金属片的过载继电器892.1工作原理902.2电流整定热继电器装有调节旋钮，可以用来无级地在电流范围、即整定区域内将整定电流Ir调到规定的值。此时，可将整定刻度调节到划线标记上或是将整定杆调到整定刻度上。带有互感器的过载继电器，当互感器与脱扣器分开放置时应整定到点状的标记上，这样就能补偿两种不同放置方式引起的不同的发热影响。2.3重新投入工作备用状态的时间热继电器在脱扣后需经历一定的时间，直至双金属片重新冷却。只有经过这段时间后，继电器才重新复位。这段时间被称为重新投入工作备用状态的时间。重新投运时间的长短决定于引起脱扣的电流大小以及过载继电器的脱扣特性曲线。恢复投运时间迫使运行间歇，这有助于电动机获得冷却时间。912.4防止不必要的重新接通为了防止不必要的重新接通，一些热继电器装有重合闸锁住机构（手动复位）。只有在按复位按钮后，辅助触头回复到其初始位置，才能接通所在控制回路的接触器。重合闸锁住机构可转换成用于手动复位和自动复位。通常出厂设定为手动复位的位置。自动复位的过载继电器，考虑到安全的原因，只应用于按钮操作接触器的电路。为了实现相隔距离较大的过载继电器的远动复位，可以提供远动复位电气元件，它可卡装在过载继电器上。922.5试验功能用试验按钮可模拟继电器脱扣，使常闭触头断开而常开触头闭合。在“手动复位”位置上，操动试验按钮后，热继电器滞留断开状态，且必须用复位按钮才能使热继电器重新复位。而在“自动复位”位置上，当松开试验按钮时立即进行自动复位。2.6脱扣特性曲线脱扣特性曲线是反映脱扣时间与脱扣电流（以整定电流的倍数表示）之间的关系。2.7单极负载如果单相交流或直流用电设备是用热继电器保护，则热继电器的所有三片双金属都必须被加热（串联使用）。932.8工作发热特性在运行过程中，正常发热的电动机的热量裕度与冷态电动机相比是降低的。过载继电器特性应考虑到脱扣时间将减少这一状况。2.9脱扣时间的离散制造公差、材料特性差异与校正误差都是引起脱扣时间离散的原因。因此，脱扣离散带与整定范围是相匹配的。一般在产品样本中，对每个整定范围都用表格的形式来表示在3～8倍整定电流时的脱扣时间，其离散率可达±10%左右。因此，在电动机使用现场，需对电动机的实际工作电流进行测量后，再对整定电流进行调整。2.10温度补偿温度补偿用来降低周围温度对脱扣特性的影响。过载继电器的补偿片的作用是在-25℃～+55℃温度范围内，使继电器的极限脱扣电流总是处于标准所要求的值范围之内。942.11断相敏感性（断相保护）3极热继电器的脱扣特性曲线只在所有3片双金属同时通以相同负载电流时才有效。如有一根相线中断而只有2片双金属被加热时，则这两片双金属就应单独地具有操作脱扣机构所需的力。这就需要较高的电流或引起较长的脱扣时间。如果电动机以这种较高的电流、较长时间的负载运行，则必然会导致损坏。为了在电网不对称和断相时也能确保电动机的热过载保护，过载继电器应具有附加的断相敏感性。具有断相敏感性的过载继电器装有差动导板。两块导板用一根杠杆灵活地相互连接。当出现断相时，断相的主片（冷片）冷却而后弯，其余继续通电的两相主片（热片）受热而前弯，将一前一后地推动差动机构中的两个推杆（导板）。通过杠杆传动比，可加速运动进入脱扣位置。953电子式过载继电器963.1电子式过载继电器的优点可保护重载起动的电动机重载起动的电动机起动时间长，会使传统的热过载继电器发生误动作。热过载继电器的脱扣级别一般在10A，要设计脱扣级别超过10A的热过载继电器则较困难且成本大幅度提高，而电子式过载继电器一般脱扣级别在5、10、15、20、25、30甚至50之间可调节。具有很高的动作准确性采用数字化技术，电子式过载继电器具有很高的动作准确性，因而能保证电动机的保护处于最佳状态。97整定值调节范围宽电子式过载继电器的调整范围较宽，传统的热过载继电器调节范围一般为1:1.5倍，而电子式过载继电器可达1:5倍，这有利于生产和使用。功能大为增强电子式过载继电器除作过载、断相保护外，还可实现三相电流不平衡、堵转、阻塞、温度保护、剩余电流等多种保护功能。工作可靠性高采用自我诊断系统也使电子式过载继电器的工作可靠性大大提高。98基于三相电流的对称分量，三相不对称可表示为已知三相不对称电流，对称分量为电流的分析3.2电子式过载继电器的实现99过载故障的判断及其保护原理

一般反时限方程非常反时限方程特别反时限方程100短路故障的判断及其保护原理

堵转故障的判断及其保护原理

短路故障应该采用速断保护，保护特性方程为当时，断开时间在电动机的运行过程中，当电流超过堵转电流整定值并达到整定时限时，过载继电器进行脱扣保护。

101接地故障的判断依据及其保护原理

发生接地故障时会出现零序电流分量，故障保护特性方程不平衡故障的判断依据及其保护原理

102起动时间过长故障和频繁起动的判断依据及其保护原理

异步电动机起动特性曲线断相故障的判断依据及其保护原理

三相电流不平衡状态103电压故障的判断依据及其保护原理

过压故障欠压故障失压故障热积累的实现

热积累影响过载保护特性的重要因素之一，对变动负载的保护是非常重要的方法。实现热积累的方法很多，保护效果会不同的。如：

I2t恒定、（I2-I02）t恒定104四、中华人民共和国机械行业标准

过载继电器可靠性试验方法

Reliabilitytestmethodofoverloadrelay

JB/T10712-2007105

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1061范围 2规范性引用文件3术语、符号4可靠性指标

5可靠性试验方法6可靠性验证试验抽样方案及试验程序7试验记录

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1071范围本标准规定了过载继电器进行可靠性验证试验的一般要求，包括过载继电器可靠性指标、可靠性等级、可靠性试验条件、可靠性试验方案和可靠性试验程序等。本标准适用于符合GB14048.4-2003或GB14048.6-1998标准规定的产品，可作为制造厂制订过载继电器可靠性指标及试验方法的指导性文件。

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1082规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T2900.18—1992电工术语低压电器（eqvIEC60050-441：1984）GB/T3187-1994可靠性、维修性术语（eqvIEC60050-191：1991）

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109GB/T5080（所有部分）设备可靠性试验[idtIEC60605（所有部分）]GB/T14048.1—200X低压开关设备和控制设备总则（IEC60947-1：2001，MOD）GB14048.4-2003低压开关设备和控制设备机电式接触器和电动机起动器（IEC60947-4-1：2000，IDT）GB14048.6-1998低压开关设备和控制设备接触器和电动机起动器第2部分：交流半导体电动机控制器和起动器（idtIEC947-4-2:1995）

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1103术语、符号

3.1术语

本标准除引用GB/T2900.18、GB/T3187、GB/T5080（所有部分）、GB/T14048.1、GB14048.4和GB14048.6的相关术语外，还采用下列术语及其定义：

。

3.1.1成功率successratio产品在规定的条件下完成规定功能的概率或在规定条件下试验成功的概率。

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1113.1.２定时或定数截尾试验方案

timeorfailurecurtailedtestplan在试验期间，对试品进行连续地或短间隔地监测，若累积相关试验时间达到了预定的试验截尾时间，而相关失效数未达到预定的截尾失效数，则判为接收；若累积相关试验时间未达到预定的试验截尾时间，而相关失效数达到了预定的截尾失效数，则判为拒收。3.1.３相关失效（关联失效）relevantfailure在解释试验结果或计算可靠性特征量的数值时必须计入的失效。

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1123.1.４相关试验时间relevantoperatingtime与试品相关失效数有关的用来验证可靠性要求或用来计算可靠性特征量的试验时间。3.1.５使用方风险consumer’srisk当产品的真实成功率等于不可接收的成功率R1时，产品被接收的概率。3.1.６触头回路电压降

contact-circuitvoltagedrop从触头组件两引出端测得的一对闭合触头间的电压降值。

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1133.2符号本标准采用了下列符号：Ac

——合格判定数（允许失效数）

；n

——试品数；nf

——

截尾次数（截尾时间）；nZ

——截止次数（截止时间）；n∑

——累积相关试验次数（累积相关试验时间）；R

——成功率；R1

——不可接收的成功率；

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114r

——相关失效数；rc

——截尾失效数（rc=Ac＋１）；

——使用方风险。

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1154可靠性指标过载继电器采用保护成功率R（简称成功率）作为其可靠性特征量，并将保护成功率等级作为其可靠性指标。

按不可接收的成功率R1的数值将保护成功率划分为五个等级（一级、二级、三级、四级、五级），过载继电器成功率等级的名称和R1的数值见表1。

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116表１过载继电器成功率等级名称和不可接收的成功率R1成功率等级名称

R1

一级

0.99二级

0.98三级

0.97四级

0.96五级

0.95

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1175.1试验条件5.1.1试验环境条件5可靠性试验方法

试验按下述的基准条件下进行：

温度

15

C～25

C；海拔不超过2000m。

试品应在上述大气条件中放置足够长的时间(不少于8h)，以使试品达到热平衡。

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1185.1.2试验安装条件试验应按产品标准规定的正常工作位置安装；试品安装处的冲击和振动条件应符合产品标准的规定；试品的安装面与垂直面的倾斜应符合产品标准的规定；对于采用安装轨安装的过载继电器，安装轨应采用有关的标准。

在试验中，试品安装应符合以下要求：

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1195.1.3试验电源条件采用恒流源，频率为50Hz的正弦波电源，电流允许偏差为+5%。5.1.４试验激励条件

从冷态开始，对过载继电器通以1.05倍的整定电流至热态，然后升高至1.2倍或1.5倍的整定电流，或从冷态开始，对过载继电器通以7.2倍的整定电流。

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1205.２试验项目及要求试验项目及要求如下：a)正常工作电流试验：试品起始条件为冷态，试品通以1.05倍整定电流，通电时间为2h，试品应不脱扣；b)1.2倍过载电流试验：在试品进行了a）项试验的基础上，紧接着通以1.2倍整定电流，试品应在产品标准规定的时间内脱扣；

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121c)1.5倍过载电流试验：在试品进行了a）项试验的基础上，紧接着通以1.5倍整定电流，试品应在产品标准规定的时间内脱扣；d)7.2倍过载电流试验：试品起始条件为冷态，试品通以7.2倍整定电流，试品应在标准规定的时间范围内脱扣。