试验电路应有一个点,而且只有一个点直接接地,这个点可以是试验电路的短路连接点,也可是电源的中性点或者其他任何合适的点,但是接地方式应在试验报告中注明。
R2是一个可调电阻,能使电路中流过的剩余电流调节到10I△n,以便各种不同型式的剩余电流保护器能在表4或表5规定的最小动作时间内分断。
Sw1是辅助开关。
辅助电源接线端子上,施加辅助电源额定电压(如果有的话)。
剩余电流保护器所有正常工作时接地的导电部件,包括外壳和安装剩余电流保护器的金属底板,都应接到电源中性点或一个人为的中性点上,这个人为的中性点至少应允许通过100A的预期故障电流。在这个电路中应包括一个可靠的检测故障电流的装置D1(例如用直径0.1mm,长度至少为50mm的铜丝组成的熔断器),如果必要时,还应有一个限制上预期故障电流在100A左右的电阻器R1。
示波器振子O1连接在剩余电流保护顺的负载侧,另一个振子O2并联在剩余电流保护器每极的两个接线端子之间。除非试验报告中另有说明,测量电路的阻抗至少应为每伏工频恢复电压100Ω。
8.10.2.2 试验参数的允许误差
除非另有规定,验证接通分断能力以及剩余电流保护器和短路保护电器配合的全部试验,都应在本标准规定的试验条件下进行。
如果试验报告的试验参数值在下列允许误差范围内,认为试验是有效的。
8.10.2.3 试验电路的功率因数
多相试验电路的功率因数为各相功率因数的平均值。在试验报告中应标出试验电路功率因数平均值。功率因数平均值与各相功率因数的最大值和最小值之间的差不超过平均值的25%。
8.10.2.4 功频恢复电压
工频恢复电压的平均值应等于被试剩余电流保护器额定电压的105%。
8.10.2.5 试验电路的调节
被试剩余电流保护器D和短路保护电器P(如果有的话),用临时连接B代替,连接的阻抗与试验电路相比可以忽略不计。对于8.10.3.3的试验(验证在额定限制短路电流时和短路保护电器配合)时,剩余电流保护器负载端用阻抗可以忽略不计的连接C短接。调节电阻R和电感L使电路在试验电压及规定的功率因数下流过的电流等于额定限制短路电流Inc。试验电路各极同时通电,用示波器振子O1记录电流曲线。
对8.10.3.1、8.10.3.2、8.10.3.4和8.10.3.5试验,必要时在剩余电流保护器的负载侧连接附加电阻R3,以便调节到所要求的电流值。
8.10.2.6 被试剩余电流保护器的条件
被试剩余电流保护器安装在一块金属底板上,装在外壳里的剩余电流保护器应在与使用时同样型号的外壳里进行试验。
剩余电流保护器的控制机构应在规定条件下运行。如果剩余电流保护器是电气控制的,其电压应是控制电路规定的电压的最小值。
进行试验时,要有金属屏蔽层,金属屏蔽层应放置在带电部件附近,并和这些部件隔开制造厂所规定的飞弧距离。屏蔽层必须对地绝缘,并和剩余电流保护器的外露导电部件连接在一起,也可以用一个剩余电流保护器能在里面使用的最小尺寸的金属外壳来代替金属屏蔽层。
8.10.2.7 被试短路保护电器P的条件(如果有的话)
短路保护电器应符合有关标准的规定。
8.10.2.8 试验过程中剩余电流保护器的工作情况
试验过程中,剩余电流保护器不应危及操作者,不能持续燃弧,各极之间及各极与外露可导电部件之间不能击穿和闪络,接地回路的熔断器D1,也不能熔断。
8.10.2.9 试验后剩余电流保护器的状况
进行完每一项试验后,剩余电流保护器不应有妨碍其继续使用的损坏现象,不经维修应能承受两倍额定电压1min的耐压试验,并能在额定电压下接通和分断额定电流两次。
按8.3.2.3的要求对剩余电流保护器的一极突然通以1.25I△n的剩余电流,剩余电流保护器应能断开,试验时不测分断时间,但对延时型剩余电流保护器要测量分断时间,并应在规定的延时时间加0.2s内分断。
带过电流保护的剩余电流保护器,还应进行过电流特性试验,试验电流和试验方法应根据有关标准的相应要求由具体产品标准规定。在进行这项试验时应使剩余电流脱扣器不能动作。
8.10.3 不带短路保护的剩余电流保护器的短路试验
8.10.3.1 验证额定接通分断能力(Im)
本试验是验证剩余电流保护器承受额定短路电流的能力。在短路电流流过时,由剩余电流脱扣器导致剩余电流保护器动作。
剩余电流保护器在8.10.2.1规定的一个电路中进行试验,短路保护电器P用阻抗近似的连接线代替。辅助开关Sw1处于闭合位置。用剩余电流保护器闭合回路3次,由于通过w1和电阻R2有10I△n的剩余电流流过,剩余电流保护器应自动分断。连续两次闭合操作之间的时间间隔应是3min。
每次电弧熄灭后,恢复电压保持时间至少应为0.1s。
8.10.3.2 验证额定剩余接通分断能力(I△m)
本试验是用来验证剩余电流保护器承受剩余短路电流的能力。
闭合辅助开关Sw1,调节试验电路,使短路电流I△m流过剩余电流保护器一个极和电阻R2。试验仅在一个极进行,该极不应是剩余电流保护器可开闭的中性极。不承载剩余短路电流的电路,其进线端与电源连接。辅助开关Sw1处于闭合位置。
试验操作程序如下:
O—t—O—t—O—t—CO—t—CO
这里:
O表示由开关T接通电路,剩余电流保护器的分断动作;
CO表示开关T处于闭合位置,剩余电流保护器D的接通操作以及紧接着剩余电流保护器的分断操作;
t表示3min的时间间隔。
在3次分断操作时,开关T应与电压波形同步,使三个接通起始点在电压波形上的位置如下:
30°±10°;60°±10°;90°±10°
每次电弧熄灭后,恢复电压保持时间至少应为0.1s。
8.10.3.3 验证额定限制短路电流Inc时和短路保护电器的配合
本试验是验证剩余电流保护器承受限制短路电流的能力,在短路电流流过时,没有剩余电流存在,短路电流由短路保护电器分断。
试验时辅助开关Sw1处于断开位置(没有剩余电流)。
每次操作之前,闭合短路保护电器P(或换上新的熔断体)。
试验操作程序如下:
O—t—CO
这里:
O表示剩余电流保护器D和短路保护电器P两者同时处于闭合位置,开关T接通后,短路保护电器P的分断操作。
CO表示开关T和短路保护电器P处于闭合位置,剩余电流保护器D的接通操作以及紧接着短路保护电器P的分断操作。
t表示3min时间间隔或短路保护电器的复位时间,两者中取较长的一个。
每次电弧熄灭后,恢复电压保持时间至少应为0.1s。
试验过程中,剩余电流保护器也可以动作。
8.10.3.4 验证在额定接通分断能力Im时和短路保护电器的配合
本试验是验证剩余电流保护器承受额定短路电流的能力,在短路电流流过时,没有剩余电流存在,短路电流由短路保护电器P分断。
试验时,辅助开关Sw1处于断开位置(没有剩余电流)。
试验操作程序如下:
O—t—O—t—O—t—CO—t—CO
这里:
O表示剩余电流保护器D和短路保护电器P两者同时处于闭合位置,开关T接通电路后,短路保护电器P的分断操作。
CO表示开关T和短路保护电器P两者同时处于闭合位置,剩余电流保护器D的接通操作以及紧接着短路保护电器P的分断操作。
t表示3min时间间隔或短路保护电器的复位时间,两者中取较长的一个。
在三次分断试验时,开关T应与电压波形同步(三相中任意一相),使三个接通起始点在电压波形上的位置如下:
30°±10°;60°±10°;90°±10°
每次电弧熄灭火后,恢复电压保护时间至少应为0.1s。
在试验过程中,剩余电流保护器也可以动作。
8.10.3.5 验证在额定限制剩余短路电流I△c时和短路保护电器的配合
试验操作程序如下:
试验电路调节同8.10.3.2。
O—t—O—t—O—t—CO—t—CO
这里:
O表示剩余电流保护器D和短路保护电器P两者同时处于闭合位置,开关T接通电路后,或是剩余电流保护器D单独地进行分断操作,或是剩余电流保护器D和短路保护电器P同时进行分析操作。
CO表示开关T和短路保护电器P两者同时处于闭合位置,剩余电流保护器的接通操作,紧接着或是剩余电流保护器D单独地进行分断操作,或是剩余电流保护器D和短路保护电器P同时进行分断操作。
t表示3min时间间隔或短路保护电器P的复位时间,两者中取较长的一个。
在三次分断试验时,开关T应和电压波形同步,使三个接通起始点在电压波形上的位置如下:
30°±10°;60°±10°;90°±10°
每次电弧熄灭后,恢复电压保持时间至少应为0.1s。
8.10.4 验证带短路保护的剩余电流保护器的短路试验
8.10.4.1 验证额定接通分断能力
本试验在适用于剩余电流保护器主电路执行接通和分断功能的开关电器的有关标准(例如GB 10963、GB 14048.2等)对这些性能规定的条件下进行。8.10.2规定的试验条件不能被上述标准规定的条件取代时也适用。
8.10.4.2 验证额定剩余接通分断能力(I△m)
剩余电流保护器在8.10.2.1规定的一个电路中进行试验,但应以阻抗可以忽略不计的连接B代替短路保护电器P。
试验方法及试验操作程序同8.10.3.2。
8.11 验证剩余电流保护器主电路过电流时,不动作电流的极限值
带过电流保护的剩余电流保护器进行本试验时,应在过电流脱扣器不动作的条件下进行。
试验可以在任何合适电压下进行,但辅助电源采用主电路电源的剩余电流保护器必须在额定电压下进行。
8.11.1 多相电路不平衡负载时的试验
剩余电流保护器按图11进行接线,剩余电流保护器处在闭合位置,辅助开关Sw1断开。需要辅助电源的剩余电流保护器,相应的接线端子上施加辅助电源额定电压Usn,调节电阻R,使电路中流过6In的电流。闭合辅助开关Sw1,1s后再断开。对每个可能组成的电路重复试验3次。两次操作之间的时间间隔不小于1min。试验过程中剩余电流保护器应不动作。
8.11.2 平衡负载时的试验
剩余电流保护器按正常使用条件安装,连接一个基本上无感的负载,使每一极流过6In的对称电流。需要辅助电源的剩余电流保护器,相应的接线端子上施加辅助电源额定电压Usn。
剩余电流保护器先闭合,用一个多极辅助开关接通负载,1s后再断开,重复进行3次试验。两次闭合操作之间的时间间隔不小于1min。试验过程中,剩余电流保护器应不动作。
8.12 验证耐机械振动和机械撞击性能
8.12.1 耐机械振动试验
8.12.1.1 试验设备
剩余电流保护器用图12所示的装置进行机械振动试验。
装置有一个固定在混凝土底座上的木质基座A,木质平台B用铰链连接在基座A上。平台B上的木板C,能在两个互相垂直的位置固定。
平台B的另一端有一块金属止动片D,它靠在一个刚度为25N/mm的螺旋形弹簧上。剩余电流保护器安装在木板C上,并使试品的水平轴线至平台的距离为180mm,木板C依次按图示方式固定,剩余电流保护器安装平面至铰链的距离是200mm。安装剩余电流保护器的木板C反面固定一个配重,使得作用在金属止动片上的静力是25N,使整个系统的惯量基本上保持恒定。
8.12.1.2 试验过程
剩余电流保护器处于闭合位置,不接任何电源。平台自由端升高40mm,然后落下,共试验50次,相邻两次之间的时间间隔应使试品静止下来。然后剩余电流保护器固定在木板C的另一边,再试50次。
试验后,木板C绕其垂直轴线转过90°,如果需要的话,还必须重新调整木板C的位置,使得剩余电流保护器的垂直对称轴线至铰链的距离是200mm,剩余电流保护器安装在木板C的两边,再各进行50次试验。
每次变换位置前,用手操作剩余电流保护器断开和闭合数次。
在试验过程中,剩余电流保护器应不动作。试验后,按8.3.2.3的要求对剩余电流保护器的一极突然通以1.25I△n的剩余电流,剩余电流保护器应能分断,试验时不测分断时间。延时型剩余电流保护器要测分断时间,并应在规定的延时时间加0.2s内分断。
8.12.2 机械撞击试验
8.12.2.1 试验设备
剩余电流保护器用图13所示的机械撞击设备,对剩余电流保护器的外部零件包括操作部件、盖子和类似零件进行撞击试验。撞击元件的结构如图14所示。
撞击元件有一个半径为10mm的半球形面,由聚酰胺或类似材料制成,质量为150g±1g,它被刚性的固定在一根外径为9mm和壁厚为0.5mm钢管的下端,钢管的上端装在心轴上,使钢管只能在垂直平面内摆动,心轴的轴线在撞击部件轴线上方1000mm±1mm处。
试验设备的结构,应保证把钢管置于水平位置时,撞击部件的前面必须有1.90~2.0N的力。
试品安装在一块厚8mm和250mm见方的无任何金属护板的层压板上,层压板的上边和下边固定在刚性支架上,支架及其转轴的支承架安装在一个刚性框架上,而框架固定在实心砖墙、混凝土或其他类似物上。
设备的设计应考虑到:
a. 放置试品时,能使撞击点落在通过心轴轴线的垂直平面内;
b. 试验能作水平移动并能绕垂直于层压板表面的一根轴线转动;
c. 层压板能绕一根垂直轴线转动。
8.12.2.2 试验过程
剩余电流保护器按正常使用条件安装在层压板上。
把非敲落孔的电缆孔打开,如果是敲落孔,把其中的二个打开,基座和盖子的固定螺钉用表11规定的拧紧力矩的三分之二加以固定。
安装试品,使撞击点能落在通过心轴轴线的垂直平面内,撞击部件从如下高度落下:
a. 对于操作部件(例如手柄或旋钮)为15cm;
b. 对试品外壳为20cm。
每个试品承受10次撞击,其中2次施加到操作部件上,其余几次均匀地分布在试品上。
下落部件高度是指撞击部件从释放点下降到撞击点的垂直距离。
其中1次冲击施加在操作部件上,把试品绕垂直轴尽可能旋转一个角度(但不超过60°),然后每边承受一次撞击。另两次是在两次撞击之间的近似中间位置。其余5次撞击是在试品绕它的垂直于层压板的轴线转过90°后,以相同的方法进行。
如有电缆进线孔或敲落孔,试品的安装应使用两组撞击点连线离开进线孔尺可能等距离。
试验后,盖子、操作部件绝缘材料的衬里、隔板等部件应无影响剩余电流保护器继续使用的碎裂等损坏现象,允许有小块碎片落下和零件有小的凹痕和裂缝,但不能使带电部件易于触及,并不使电气间隙和爬电距离降到低于规定的要求。并按8.3.2.3的要求对剩余电流保护器的一极突然通过1.25I△n的剩余电流,剩余电流保护器应能分断,试验时不测量分断时间,但对延时型剩余电流保护器要测分断时间,并应在规定的延时时间加0.2s内分断。
8.13 验证可靠性
8.13.1 耐气候环境试验
8.13.1.1 试验方法
本试验根据GB2423.4规定的试验Db进行。
试验严酷等级:高温温度55℃,试验周期:6d、14d、28d。
注:对移动式剩余电流保护器及剩余电流断路器等应采用28天的试验周期。
8.13.1.2 恢复
在试验周期结束后,剩余电流保护器不从试验箱(室)内取出,切断加温加湿电源,打开试验箱(室)门,使箱内恢复到大气环境条件(温度和湿度),然后再这2h~5h,进行最后检测。
8.13.1.3 最后检测
按8.3.2.3的要求,对剩余电流保护器一极突然通以1.25I△n的剩余电流,剩余电流保护器应能断开。试验时不测量分断时间,但对延时型剩余电流保护器要测量分断时间,并应在规定的延时时间加0.2s内分断。
8.13.2 28周期通电试验
剩余电流保护器按正常使用条件安装在一块涂有无光泽黑漆,厚约20mm的层压板上,进线端和出线端连接主回路温升试验时所规定的导线。
剩余电流保护器周围环境温度约40℃±2℃。
在任何合适的电压下对剩余电流保护器通以额定电流In,进行28周期通电试验,每个周期包括21h通电流和3h不通电流,试验过程中不操作剩余电流保护器,而用一个辅助开关来接通和分断电流。
对于四极剩余电流保护器,只对三个相线极通以额定电流In进行试验。
8.13.2.1 试验要求
在最后21h通电周期结束时,用热电偶测量接线端子温升,应不超过7.2.3的规定。
然后,不通电流使剩余电流保护器冷却至室温,接着8.3.2.3的要求在一极突然施加1.25I△n的剩余电流,剩余电流保护器应能断开,试验时,不测分断时间,但对延时型剩余电流保护器应在规定的延时时间加0.2s内分断。
8.14 验证电子元件抗老化性能
采用电子元件的剩余电流保护器应按本条款的要求,验证电子元件抗老化性能。
剩余电流保护器通以额定电流在40℃±2℃的环境温度下放置168h。
试验时,电子元件上施加1.1倍额定电压。
试验以后,剩余电流保护器仍在试验室(箱)内,不通电流,冷却至接近室温,电子元件不应损坏。然后按8.3.2.3的要求对剩余电流保护器的一极通以1.25I△n,剩余电流保护器应能分断,试验时不测分断时间,但对延时型剩余电流保护器要测分断时间,并应在规定的延时时间加0.2s内分断。
注:图15提供了进行电子元件抗老化性能试验电路图的示例。为了简化试验设备及减少能耗,可以在任何合适电压下对主电路通以额定电流,但电子元件仍应施加1.1倍额定电压。在这种情况下,对辅助电源采用主电源的剩余电流保护器,可采用特殊准备的试品,使辅助电源可以单独施加1.1倍额定电压。
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