1、北极星输配电网讯:摘 要：本文从 GB 14048.2 和 GB 10963.1 两项断路器标准的应用场合不同，引出对断路器的性能指标和试验项目的要求不同。这些不同主要体现在使用条件、保护特性、温升、介电、短路特性等方面。介绍了验证这些性能的试验要求或方法的异同点，有助于对两个标准的正确理解和应用。关键词：断路器、标准、使用条件、保护特性、温升、介电、短路特性。Difference analysis between standards of two circuit breakerDifference analysis between GB14048.2(IEC60947-2) and GB10
2、963.1(IEC60898-1)Abstract: This paper bases on the different applications between GB14048.2 and GB10963.1, leads to the different requirements of the performance index and test items for circuit breaker.s These differences mainly reflected in the use of conditions, protective properties, temperature
3、-rise, dielectric, short-circuit acteristic and so on. The paper also introduces the similarities and differences of test requirements or test methods used to verify these properties, which is benefit to correct understanding and applying the two standards.Key words: circuit breaker, standard, use o
4、f conditions, protective properties, temperature-rise, dielectric, short-circuit acteristic0 引言断路器设计开发、制造和应用人员经常会遇到断路器符合不同标准的情况，最常见的是GB 14048.2低压开关设备和控制设备 第二部分：断路器和 GB 10963.1电气附件 家用及类似场所用过电流保护断路器 第一部分：用于交流的断路器。都是低压断路器的标准，这两项标准有哪些差异?是设计、制造、试验和使用者必须了解的。首先，从标准的名称可知，两项标准差异的根源在于各所适用断路器的使用场合不同。GB 14048.2
5、“适用于任何额定电流、各种结构型式或各种预定用途的断路器”，而 GB10963.1规定范围的断路器“是用来保护建筑物的线路设施的过电流及类似用途，它们设计成供未受过(专门) 训练的人员使用，并且无需维修”。前者是通用的、更广泛的，一般指各种工矿场合使用，所以覆盖额定电压最高可至交流 1000V、直流 1500V 的任何额定电流断路器;后者主要是家用或类似场合的非专业人员使用，所以覆盖额定电压最高至 400V、额定电流至 125A 的、属于“终端电器 ”的小( 微)型断路器。此外，更需要我们关注的是由此引出对断路器性能指标及试验要求的不同，这些不同主要体现在使用条件、保护特性、温升、介电、短路特
6、性及“可靠性”要求等 6 方面。1 使用条件差异使用条件中，影响断路器电气性能的最主要因素是环境大气的污染等级和断路器运行中可能会遇到的过电压等级、亦即安装类别。因为符合 GB 14048.2 的是配电、工业、建筑等用途断路器，所以规定的污染等级是“除制造厂另有规定外，断路器应适合在污染等级 3 的环境下安装”(标准第 6 章) 。实际上制造厂的产品会规定污染等级 3 或 4，污染等级 3 为“有导电性污染，或由于凝露使干燥的非导电性污染变成导电性的”;污染等级 4 为“造成持久性的导电性污染，例如由于导电尘埃或雨雪造成的污染”。这些都是一般工厂、冶金企业、矿山、码头等环境的污染状况。符合 G
7、B 14048.2 的断路器主要为框架断路器和塑料外壳式断路器，它们的的安装类别应该是或，即配电级水平或电源进线端水平。GB10963.1 规定的适用污染等级是 2(标准 7.5)“一般情况仅有非导电性污染，但是必须考虑到偶然由于凝露造成短暂的导电性”。这也是家用、办公、商业等的环境条件。这类断路器的安装类别应该是，即负载级水平。注：因为产品的使用条件是对其使用环境的一些限定，而“环境”应该包含温度、湿度、海拔、冲击振动，也应包含电磁环境、过电压环境等。断路器不允许安装在超出它所能适应的安装类别之外，所以这里把安装类别(过电压类别) 也归入使用条件中。2 保护特性的不同2.1 瞬动保护特性GB
8、 14048.2 仅规定了动作电流的允差为不超过 20%，未对动作电流的整定值、额定工作电流的倍数做具体要求，留由制造厂作出规定。制造厂大多按配电保护的通用需要定为 10In或 12In，按允差20%、则分别为 8In12In 或 9.6In14.4In。“瞬动”意味着没有人为的延时，但在不同的短路电流下，瞬动脱扣的(固有) 动作时间是有差异的，在动作电流的下限值，断开时间应该大于 0.2s，在动作电流的上限值，断开时间应该小于 0.2s。GB 10963.1 中，瞬动保护的电流整定范围分 B、C 、D 三种特性：B 特性为3In5In( 含5In);C 特性为5In10In(含 10In);
9、D 特性为10In20In( 含 20In)。在动作电流的下限值，断开时间应该大于 0.1s，在动作电流的上限值，断开时间应该小于 0.1s。#p#副标题#e#归纳起来，两项标准瞬动保护特性的差异见表 1：2.2 过载保护特性表 1 两项标准瞬动保护特性的差异GB 14048.2 规定的过载特性为，在基准环境温度 (302，也有不少企业标准规定 402)下：断路器冷态、施加 1.05Ir 时，对 In63A，不脱扣约定时间为 2h;对 In63A，不脱扣约定时间为 1h，这里 Ir 是过载整定电流。断路器热态 (在这里，意味着做完 1.05Ir 的约定不脱扣试验后，紧接着进行过载脱扣)施加 1
10、.30Ir，对 In63A 及 In63A 的约定脱扣时间分别为 2h 和 1h。GB 10963.1 规定的过载特性为，在基准环境温度(30 +5)下：断路器冷态、施加 1.13In时，对 In63A，不脱扣约定时间为 2h;对 In63A ，不脱扣约定时间为 1h。断路器热态(在这里，意味着做完 1.13In 的约定不脱扣时间后，紧接着进行过载脱扣) 施加 1.45In 时，对In63A 及 In63A 的约定脱扣时间分别为 2h 和 1h;并且还要在冷态下测 2.55In，脱扣时间应该在 1s32A);归纳起来，两项标准过载保护特性的差异见表 2：3 温升要求3.1 温升试验的断路器状态
11、不同GB 14048.2 未对温升试验做单独要求，即未规定新的断路器要做温升试验。规定温升试验是在部分程序试验后需进行的验证项目中出现，这些程序试验包括一般工作特性(含脱扣极限和特性、介电性能、机械操作和操作性能、过载性能)试验、额定运行短路分断能力试验、额定短时耐受电流试验。GB 10963.1 中，温升试验是一项独立的要求项目，是在新的断路器上进行的。#p#副标题#e#表 2 两项标准过载保护特性的差异3.2 温升允许的极限值不同断路器发热试验的温升测试点通常规定 4 个部位：接线端子、人力操作部件、操作时易(可能)触及部件、其它无需触及部件。两个标准对各部位的允许温升极限值的规定见表 3
12、。表 3 各部位允许温升极限值4.1 型式试验 4 介电性能4.1.1 两项标准相同点1)均要求做冲击耐压和工频耐压;2)对隔离功能触头断开位置的泄漏电流要求相同：按试品状态不同，泄漏电流分别按0.5mA、2mA 和 6mA 要求;3)对型式试验工频耐压设备的容量和动作灵敏度相同：输出端短接时的短路电流不小于200mA，漏电继电器的动作值不大于 100mA。4.1.2 型式试验项目不同GB 14048.2 规定断路器介电型式试验包含三项考核：冲击耐压、工频耐压和泄漏电流测量。此外，在程序试验“一般工作特性试验(含电寿命) ”、程序试验 “额定运行短路试验Ics”、程序试验“额定极限短路试验 I
13、cu”和程序试验“短时耐受电流试验 Icw(B 类断路器)”后均要做工频耐压试验的验证。GB 10963.1 规定的介电型式试验：在首先经过 48h 耐潮试验后再进行包含冲击耐压、工频耐压和绝缘电阻测量三项介电试验。在低短路试验、1500V 短路试验、额定运行短路试验、电寿命试验和额定电流试验后，均要进行工频耐压试验的验证。4.1.3 冲击耐压试验的程序要求不同GB 14048.2 的冲击试验为：正反向各施压 5 次，每两次间隔时间 1s;GB10963.1 的冲击试验为：正反向各施压 3 次，同相每两次间隔1s，反向间隔10s。4.1.4 工频耐压试验差异两个标准中，型式试验工频耐压的电压和
14、施压时间不同，电压差异见表 4。表 4 两项标准型式试验工频耐压的电压差异工频耐压施加时间，GB 14048.2 为 5s，GB 10963.1 为 1min。在部分程序试验后，工频耐压验证的电压也不同。GB 14048.2 为 2Ue 与 1000V(交流、有效值 )或 1415V(直流) 的大值。GB 10963.1 除了额定短路能力试验 Icn 后的验证电压取 900V 外，其余几项试验( 低短路电流试验、1500A 短路试验、运行短路能力试验 Ics 和电寿命试验)后均为低于表 2 所示值500V。4.2 常规试验GB 14048.2 规定可从下列三种方法中任选一种：1)冲击+工频：3
15、0%Uimp 但不低于 2Ui 峰值的冲击耐压，再加 2Ue 但不低于 1000V(交流有效值)的工频耐压，时间不少于 1s。2)工频耐压：施加电压峰值取 30%Uimp 与 2Ui 及 1000V(交流有效值)的大值，时间不少于1s。3)绝缘电阻：用 500V 直流电压测绝缘电阻，不小于 1M 。常规工频耐压设备与型式试验设备的不同处为泄漏电流动作值仅为 25mA(型式试验设备为100mA)，且设备动作值不大于输出端短路电流的 1/8(动作电流 25mA 对应输出端短路电流恰为 200mA)。GB 10963.1 的介电常规试验为 1500V，时间不少于 1s。耐压设备与型式试验同 (短路容
16、量200mA，动作电流 100mA)。 #p#副标题#e#5 短路性能要求的差异5.1 GB 14048.2 的短路性能GB 14048.2 的短路性能包含额定运行短路分断 Ics(试验程序 0-t-CO-t-CO)、额定极限短路分断 Icu(试验程序 O-t-CO)和 (具短延时保护断路器)额定短时耐受电流 Icw 三组程序试验考核。对适用于 IT 系统的断路器，还应在 1.2 倍短延时脱扣电流最大整定值，或 1.2 倍瞬时脱扣电流最大整定值，及相与相之间电压下试验(试验程序 0-t-CO)。5.2 GB 10963.1 的短路性能GB 10963.1 的短路性能要求包含:1) 低短路电流:
17、电流为 500A 与 10In 取大值，COS =0.93 0.98，试验程序为 6 次接通及3 次通断(O-t-0-t-0-t-0-t-0-t-0-t-CO-t-CO-t-CO);2)IT 系统适用性(对 Ue=230V，或 240V 或 230/400V 的断路器)：电流为 500A 与 1.2 倍瞬动电流上限值的大值，但不超过 2500A,COS=0.930.98，试验电压为相与相之间电压，试验程序为 0-t-CO(对二次“O ”的接通相位有要求);3)1500A 短路试验：在 1500A 电流下，按相应于 1500A 短路指标下的功率因数进行试验，试验程序与低短路电流试验相同(6 次接
18、通及 3 次通断) ，但对 Ue=230V/400V 的单极断路器，在 6 次“0”后只需进行 2 次“CO”。然后在每相中接入一个断路器同时进行一次“O”操作;4)运行短路能力 Ics:试验电流按断路器运行短路指标，功率因数按该标准的电流分档规定，试验程序：单极和二极为 O-t-O-t-CO,三极四极为 O-t-CO-t-CO;5)额定短路能力 Icn: 试验电流按断路器运行短路指标，功率因数按该标准的电流分档规定，试验程序为 O-t-CO。6 GB 10963.1 的 28 周期(天)试验(俗称“可靠性试验”)这是该标准特有的要求。断路器在闭合状态下，由另一串联的开关接通和断开不低于 30
19、V的额定电流，每周期包括通电 21h 和断电 3h，共进行 28 周期。在最后一个周期中测量接线端子温升，不应超过原试温升的 15K;接着在 5s 内电流升至约定脱扣电流，应在约定时间内脱扣。注：本项试验俗称“可靠性试验”，但不同于真正意义上的可靠性试验(符合 GB/Z 22203-2008家用及类似场所用过电流保护断路器的可靠性试验方法，包含操作可靠性试验和瞬动保护可靠性试验)。7 结束语产品标准是指导产品设计、制造、使用的基础。作为应用量大面广的断路器，是最主要的保护电器，按使用场合不同而制定的两大类断路器标准 GB14048.2 和 GB 10963.1 指导着两大类断路器的设计、制造、使用，所以清楚了解这两类标准的异同，对于断路器的研发、制造、试验人员是必须的。对成套电气设备设计、装配人员和运行应用人员，也应尽可能多了解一些断路器所遵循的标准，有利于正确选用和合理安装、维护。本文分析、解读了这两项标准，希望能对上述人员的工作有所帮助。参考文献1 GB 14048.2-2008低压开关设备和控制设备 第 2 部分：断路器2 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
