低壓小型斷路器短路試驗的影響因素分析

南天力　彭錦考

摘要：在低壓小型斷路器的產品認證過程中，短路試驗是其中不可缺少的一個檢測項目。無論是從制造商的角度，還是購買客戶的安全利益出發，都要加強對于此項工作的重視程度。本文主要從自身實際的工作經驗出發，結合國標中的試驗要求，對小型斷路器短路實驗造成影響的因素，展開了分析和探討。通過舉例說明，明確制造商該如何從生產成本、客戶需求以及標準規定方面進行綜合考慮，盡量做到產品最優化，從而使得產品性能達到最佳狀態。

關鍵詞：斷路器;短路試驗;影響因素

一、引言

小型斷路器，是目前家中最常見的過電流保護器。如果小型斷路器的線路有過電流存在，或者發生短路故障時，小型斷路器分斷動作慢或性能不合格，那么就會影響到線路的安全，甚至引發火災等嚴重事故。因此，如果在線路發生故障的時候小型斷路器能夠迅速斷開線路且無危害，就可以最大程度上的保護線路，避免發生火災、觸電等嚴重事故。所以，對于小型斷路器而言，其對分斷情況的判斷能力直接影響著用戶的安全。GB/T 10963.1中規定，對斷路器開展短路測試試驗的時候，其應該對其短路的操作次數做出規定，并且在操作過程當中，操作者不會受到斷路器的傷害;沒有持續燃弧現象的發生;飛弧檢測的過程當中熔絲不應該出現熔斷現象;對于聚乙烯膜而言其中不應該存在能見的孔洞;且斷路器不應不能正常合分。一旦出現上述情況，就要將檢測的結果判定成為不合格。對于小型斷路器而言，其在檢測的過程中要符合上述要求，就要確保分斷短路電流時，該過程所產生的能量值在其能夠承受的范圍之內。所以，在小型斷路器短路試驗進行的時候，對于可能對試驗造成影響的因素進行分析，避免其對短路試驗的結果造成影響。

二、低壓小型斷路器短路試驗的影響因素分析

（一）額定電流

低壓小型斷路器這類產品在最開始設計的時候，制造廠商就會通過產品額定電流的大小，從而確定該產品內部該使用何種尺寸的材料，就像內部線徑長短、脫扣器線圈匝數多少、以及觸頭等等一系列。對于產品本身而言，額定電流小意味著脫扣器線圈匝數多，內徑小等，因此產品內部阻值相對大。對于試驗標準而言，額定電流越小，試驗時選擇的導線截面積越小，例如10A斷路器只需要選擇2.5mm2的導線，63A的斷路器要選擇16mm2的導線。導線越細內阻越大，對大電流的限流就越明顯。因此在進行短路試驗的過程當中，額定電流小的斷路器，其產生的焦耳能量值就會明顯低于額定電流大的斷路器，最大程度上避免對于產品的傷害。

（二）試驗電流及功率因數

在標準規定當中，斷路器短路試驗時。根據試驗電流的不同，功率因數以及對峰值和試驗電流有效值之間的比“n”的要求也大不相同。當試驗電流越小時，功率因素越大，則n越小，說明實際電流上升的越緩，分斷時間相同時所承受的能量越小，試驗電流越大時，功率因素越小，越偏向于感性負載，n越大，實際電流上升的越急，所承受的能量越大。因此在選擇試驗電流時要量力而為，不要好高騖遠，也不要牛鼎烹雞。

（三）觸頭材料及大小

在低壓小型斷路器當中，觸頭是非常重要的構件，觸頭在動靜接觸的時候其電路處于接通狀態，一旦分離電路就會立刻斷開。對于斷路器正常使用來講，觸頭要能夠在足夠久的時間內承載額定電流;短路故障發生的瞬間，為了避免對產品造成傷害，觸頭須要能夠及時的分斷且短路電流。在觸頭性能當中，不僅要關注其常見的導電性以及導熱性，更重要是要確保其抗熔焊性也要在要求范圍之內。這是因為分斷短路電流時，會有電弧在觸頭之間不斷地產生，這樣觸頭表面的溫度極高，極易出現熔焊甚至燒損，會使得斷路器無法正常合分，最終導致檢測試驗不成功。所以，在確定觸頭的時候，要確保觸頭在短路電流產生的時候，不會出現熔焊以及燒損。因此觸頭的厚度要相對更厚，接觸面積要相對更大，這樣能夠最大程度避免觸頭損壞的情況。對于觸頭而言，其抗焊性越強，那么那么試驗結果合格的可能性就越大。除了觸頭大小之外，觸頭的材料也是影響試驗結果的關鍵因素之一。材料不同，那么抗熔焊性能自然也是不同的。在常見的觸頭材料當中，抗熔焊性能最好的材料是金銀石墨合金。當然在斷路器實際的生產當中，觸頭材料的選擇是綜合的考慮，這樣才能夠制造出來最符合試驗要求和企業要求的斷路器。

（四）短路分斷時間

對于小型斷路器而言，一旦發生短路故障，只有分斷的速度足夠快，那么損壞的程度就會越小。對于斷路器而言，短路電流會在故障發生的瞬間里急劇上升。如果在此時，斷路器能夠迅速的對電路進行分斷，就會阻止電流數值的瞬間上升，從而避免斷路器的損壞。對于斷路器而言，短路的分斷時間是對試驗結果有著直接且明顯的影響。對于斷路器而言，在進行短路分斷的時候，主要是兩個階段能夠分斷電路。一個弧前時間，另一個就是燃弧的時間。在弧前時間，要避免電流數值的迅速上升，最關鍵的就是電磁脫扣器反映的靈敏程度，其反應時間越短、越敏感，那么就會讓大大減少電流數值上升的時間。燃弧時間，就是觸頭開始進行動作的階段。對于觸頭而言，其之間會有電弧在不間斷的產生，產生的電弧會被滅弧裝置完全吸收。只有把電弧進行分割，將其分割成為短的電弧，這樣就不會有持續燃燒的情況發生，并且能夠讓電弧快速有效的熄滅，最終完成電流的分斷。所以，對于制造商而言，為了進一步有效的縮短斷路器的分短時間，就能夠調節電磁脫扣器的靈敏程度，也可以調整滅弧裝置，從而使其滿足標準的試驗要求。

三、結束語

對于低壓小型短路器而言，短路試驗的進行是產品認證工作中不能缺少的部分。本文主要對斷路器中影響短路試驗的檢測因素進行了分析，期望能為制造商在斷路器產生設計的時候提供些許的參考以及幫助，從而更好為客戶開展服務。

參考文獻

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