低壓斷路器機械壽命試驗探討

陳榮輝，李淑儀

（國家中低壓輸配電設備質量監督檢驗中心，廣東東莞 523325）

0 引言

2001年12月3日，我國發布了強制性產品認證制度（即3C認證），低壓斷路器被納入強制認證產品范疇。低壓斷路器的機械壽命試驗是產品型式試驗的重要組成部分，是廠家設計生產產品的重要指標，是檢測機構的主要試驗項目。

1 低壓電器機械壽命簡介

斷路器的機械壽命（機械耐久性），是指斷路器在需要維修或更換任何機械部件前所能完成的無載操作循環次數，主要取決于斷路器機械結構的牢固程度、零部件的機械強度和控制線路的操作耐久性，常常要求達到成千上萬次。一個操作循環包括從一個位置轉換到另一個位置再返回到起始位置的連續操作[1]。機械壽命伴隨產品的整個使用過程，機械壽命不過關，直接導致產品的功能失效，嚴重的還會引起事故，造成人員或財產損失，因此必須認真對待。

表1 斷路器機械壽命試驗次數

符合標準GB14048.2的斷路器，機械壽命試驗次數列入表1第3欄，操作頻率列入表1第2欄，根據斷路器的殼架電流等級選取，樣品應模擬實際使用情況牢固安裝在支架上，在正常溫度和濕度環境條件下進行試驗[2]。需要注意的是裝有分勵脫扣器和/或欠壓脫扣器的斷路器，總操作次數的10%應為閉合/脫扣操作，分勵脫扣器在最高額定控制電源電壓下進行，欠電壓脫扣器在最低額定控制電源電壓下進行。上述兩種情況，規定操作次數的一半在試驗開始時進行，另一半在試驗末尾時進行。

2 試驗系統原理與LOGO!編程

圖1 機械壽命試驗原理圖

低壓斷路器機械壽命試驗經歷了人工操作—繼電器控制—PLC控制三個階段，每個階段的效率、準確性、穩定性都有所提高。機械壽命試驗原理見圖1，系統中用西門子LOGO！230RC為主要控制器，通過繼電器控制氣壓電磁閥操作機械手對斷路器進行合分操作，LOGO！檢測樣品每個周期內的合分狀態，當樣品出現故障，一個操作周期內不能完成合分各一次或合分次數已經達到設定的次數，LOGO！就會終止試驗，并發出指令驅動聲光報警器。LOGO！相對PLC便宜，可以直接操作自身按鍵進行編程以及對定時器等參數進行設置，也可以通過編程軟件LO?GO!Soft Comfort，在電腦里拖拽8種基本功能和26種特殊功能通用邏輯控制模塊，輕松生成并且測試控制程序。機械壽命試驗LOGO！程序控制圖見圖2。

3 機械壽命試驗失敗的現象、原因與解決方法

圖2 機械壽命試驗LOGO！程序控制圖

機械壽命試驗失敗可以分為內部原因和外部原因，電器的機械結構不合理、組裝工藝落后、零部件的機械強度低是內因，生產廠要盡量改善和提高。另一方面，試驗人員應該杜絕因試驗方法不正確而引起的試驗失敗，如機械手的行程過大、樣品安裝不正確、操作速度和頻率太快等。表2以統計的方式列出經過多年試驗得出的機械壽命失敗現象、原因和解決方法。

表2 機械壽命失敗現象、原因和解決方法統計

4 結束語

應用LOGO！的機械壽命試驗系統，在滿足同樣功能需求的前提下，無論從成本、結構、編程簡易程度還是后期更改參數設置上，提高了試驗效率，較PLC都有優勢。鑒于個人的能力有限，本文提出的試驗經驗難免有不完善的地方，還請讀者包涵指正。

［1］陸儉國，張乃寬，李奎.低壓電器的試驗與檢測［M］.北京：中國電力出版社，2007.

［2］GB14048.2-2008.低壓開關設備和控制設備：第2部分：斷路器［S］.

［3］GB14048.1-2012.低壓開關設備和控制設備：第1部分：總則［S］.