GB Z 22074-2008 塑料外壳式断路器可靠性试验方法.pdf

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1、ICS 2912070K 33 囝冒中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GBZ 22074-2008塑料外壳式断路器可靠性试验方法Reliability test method for moulded case circuit-breakers2008-06-30发布 2009-04-0 1实施宰瞀徽鬻瓣警矬瞥鐾发布中国国家标准化管理委员会仪1”目 次前言1范围2规范性引用文件3术语和定义、符号4可靠性指标5可靠性试验方法6可靠性验证试验方案及试验程序一7试验记录附录A(资料性附录) 塑料外壳式断路器可靠性试验装置原理框图附录B(资料性附录) 试验报告。GBZ 22074-2008；i口89

2、1前 言GBZ 22074-2008本指导性技术文件的附录A、附录B为资料性附录。本指导性技术文件由中国电器工业协会提出。本指导性技术文件由全国低压电器标准化技术委员会(sAcTC 189)归口。本指导性技术文件负责起草单位：上海电器科学研究所(集团)有限公司、河北工业大学。本指导性技术文件参加起草单位：人民电器集团有限公司、天正集团有限公司、正泰集团有限公司、施耐德电气(中国)投资有限公司、上海电器股份有限公司人民电器厂、TCL国际电工(无锡)有限公司、浙江德力西电器股份有限公司、天津市百利电气有限公司、杭申控股集团有限公司、ABB新会低压开关有限公司、苏州西门子电器有限公司、苏州万龙集团有

3、限公司、上海良信电器股份有限公司、浙江天正电气股份有限公司、华通机电集团有限公司。本指导性技术文件主要起草人：陆俭国、季慧玉、李奎、刘金琰、陈晓东。本指导性技术文件参加起草人：郑建荣、黄章武、施成杰、吴爱新、刘振忠、朱军、孔军、樊旺国、梁燕、胡雪松、范名市、姚东、唐德泰、王永忠、王旭川、朱朝阳。本指导性技术文件是首次制定。1范围塑料外壳式断路器可靠性试验方法GBZ 22074-2008本指导性技术文件规定了塑料外壳式断路器(简称塑壳断路器)进行可靠性验证试验的一般要求。本指导性技术文件适用于符合GB 1404822001、交流50 Hz(60 Hz)、额定电压不超过1 000 V、额定电流25

4、0 A及以下的塑壳断路器。除验证试验方案及试验程序外，本指导性技术文件也适用于产品的可靠性测定试验。本指导性技术文件可作为塑壳断路器生产企业进行产品可靠性试验的指导性文件。额定电流250 A以上的塑壳断路器的可靠性试验可参照本标准进行。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本指导性技术文件的引用而成为本指导性技术文件的条款。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指导性技术文件，然而，鼓励根据本指导性技术文件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指导性技术文件。GBT 2900182008电工术语低压电器

5、GBT 31871994可靠性、维修性术语(idt IEV 191的119号中办文件)GBT 5080(所有部分)设备可靠性试验idt IEC 60605(所有部分)GB 1404812006低压开关设备和控制设备第1部分：总则(IEC 609471：2001，MOD)GB 1404822001低压开关设备和控制设备低压断路器(IEC 609472：1997，IDT)3术语和定义、符号31术语和定义GBT 290018、GBT 3187、GBT 5080(所有部分)、GB 140481、GB 140482所规定的术语和定义适用于本指导性技术文件，并补充下列术语及定义。311成功率Success

6、 ratio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。312失效率failure rate产品工作到t时刻后的单位时间内发生失效的概率。313定时或定数截尾试验方案time or failure curtailed test plan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。注：本指导性技术文件中，有关可靠性量值的“时间”单位可用“次数”替代，例如：累积相关试验次数、相关试验次数、截尾次

7、数、截止次数和试验次数等。314相关失效(关联失效)relevant failure在解释试验或工作结果或者计算可靠性量值时必须计入的失效。】GBZ 22074-2008315相关试验时间relevant test time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量值时的试验时间。316使用方风险consumerS risk当产品的真实失效率等于失效率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时)，产品被接收的概率。32符号本标准采用了下列符号：A。合格判定数(允许失效数)，A。一rc一1；I。 断路器额定电流；n 试品数；n， 成功率验证试验的截尾次数(截尾

8、时问)；也 成功率验证试验的截止次数(截止时间)；n： 成功率验证试验的累积相关试验次数(累积相关试验时间)；r 相关失效数rc 截尾失效数；R。不可接收的成功率；n 拒动次数；r： 误动次数；T 失效率验证试验的累积相关试验时间(累积相关试验次数)；T。 失效率验证试验的截尾时间(截尾次数)；f： 失效率验证试验的截止时间(截止次数)；口 使用方风险； 操作失效率；。，规定操作失效率等级的最大失效率。4可靠性指标塑壳断路器采用操作失效率、瞬动保护成功率和过载保护成功率作为其可靠性特征量。并分别将操作失效率等级、瞬动保护成功率等级和过载保护成功率等级作为其可靠性指标。41操作失效率等级按最大失

9、效率A的数值将操作失效率划分为四个失效率等级(亚三级、三级、亚四级、四级)，操作失效率等级的名称和最大失效率见表1。表1 塑壳断路器操作失效率等级名称和最大失效率A一 单位为(1lO次)操作失效率等级名称 最大失效率一亚三级 310一3三级 110一3亚四级 310一四级 110一442瞬动保护成功率等级按不可接收的成功率R，的数值将瞬动保护成功率划分为五个等级(一级、二级、三级、四级、五级)，瞬动保护成功率等级的名称和R，的数值见表2。2GBZ 22074-2008表2塑壳断路器瞬动保护成功率等级名称和不可接收的成功率R瞬动保护成功率等级名称 R1一级 o995二级 099三级 098四级

10、097五级 09643过载保护成功率等级按不可接收的成功率R。的数值将过载保护成功率划分为五个等级(A级、B级、C级、D级、E级)过载保护成功率等级的名称和R。的数值见表3。表3塑壳断路器过载保护成功率等级名称和不可接收的成功率R过载保护成功率等级名称 R1A级 098B级 096c级 094D级 092E级 0905可靠性试验方法51试验条件511试验环境条件试验环境条件如下：a)操作可靠性试验与瞬动保护可靠性试验可在室温下进行。除非产品标准中另有规定，推荐在GB 140482 2001的试验条件下进行过载保护可靠性试验，即：周围空气基准温度为：30士2；试品应在试验的大气条件中放置足够的时

11、间(不少于8 h)，以使试品达到热平衡；b) 试验环境应注意避免灰尘和其他污染。512试品的安装条件试品安装应符合以下要求：a)试品应按产品标准规定的正常工作方式安装；b)试品安装处的冲击和振动条件应符合产品标准的规定；c) 试品安装面与垂直面的倾斜度应符合产品标准的规定；d)对于采用安装轨安装的断路器，安装轨应符合有关安装轨的标准。513试验电源试验电源应符合以下要求：a)频率为50 Hz的正弦波电源，其频率允许偏差为士5。b)直流电源可采用发电机、蓄电池电源或稳压电源，若试验中不影响产品性能时，可以采用三相全波整流电源，但其纹波系数不大于5。514试验激励条件5141操作可靠性试验进行操作

12、可靠性试验时，每小时的操作循环次数可选为120次，在每个操作循环期间，断路器应保3GBZ 22074-2008持闭合足够的时间，但不超过2 s。操作循环总数的10应为闭合一脱扣操作，即断路器完成闭合操作后分别用欠电压脱扣器和分励脱扣器完成脱扣操作(两者脱扣操作的次数各占一半)。5142瞬动可靠性试验进行断路器的瞬动保护可靠性试验时，应在其短路整定电流的80和120下进行验证。对于可调试断路器，整定电流取其最大值。试验电流应对称。5143过载可靠性试验在基准温度下，电流整定值的105倍时，即在约定不脱扣电流时，断路器脱扣器的各相极同时通电，断路器从冷态开始，即断路器在基准温度下，在小于约定时间(

13、约定时间：I。63 A时为2 h，I。63 A时为1 h)的时间内不应发生脱扣。此外，在约定时间结束后，立即使电流上升至电流整定值的130倍，即达到约定脱扣电流，断路器应在小于规定的约定时间内脱扣。如果制造厂声明脱扣器实质上与周围温度无关，则上述的约定不脱扣电流和约定脱扣电流将在制造厂公布的温度带内适用，允差范围在03K内。温度带的宽度在基准温度的任何一侧应至少为10 K。52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试品数n的10倍。53试品的检测531 操作可靠性试验的检测5311试验前检测试验前先对试品进行开箱检

14、测，检查试品的零部件有无运输引起的损坏、断裂，剔除零部件损坏、断裂的试品，并按规定补足试品数，剔除掉的试品不计人相关失效数r内。5312试验过程中检测试验过程中要对断路器的操作可靠性进行监测。除非产品标准另有规定，应对试品的所有触头在试品每次操作循环的“闭合”期中间的40时间内与“断开”期中间的40时间内，监测触头接通时其两引出端的电压降及触头分断时触头间的电压。5313试验后检测除非产品标准另有规定，试验后试品不应有下列现象：电动及手动操作机构不能正常工作；外壳损坏至能被试验触指触及带电部件；电气或机械连接的松动。5314触头回路为检测主触头、辅助触头是否正常地工作，可分别将主触头、辅助触头

15、接入各自的检测线路，成为主触头回路及辅助触头回路；触头回路的电源推荐采用直流24 V电源，也可采用产品标准规定的工作电压，相应的触头回路的电流可为1 A；触头回路的负载推荐采用阻性负载。532瞬动保护可靠性试验的检测5321试验前检测按5311的规定。5322试验过程中检测当试验电流等于短路整定电流的80时，脱扣器不动作，电流持续时间为02 S。当试验电流等于短路整定电流的120时，脱扣器应在02 s内动作。多极短路脱扣器的动作应对任意二极串联通以试验电流进行验证，但要对每个具有短路脱扣器的极作各种可能的组合进行验证。4GBZ 22074-2008其次，短路脱扣器的动作应对每一相极单独验证，脱

16、扣电流按制造厂提出的数值，脱扣器在此值时应在02 s内动作。每台试品瞬动保护可靠性试验共进行他次，其中A、B极串联，B、c极串联，c、A极串联，各进行啦6次，A极、B极及C极每一相极各进行n：6次。瞬动保护可靠性试验应在操作可靠性试验前后各进行50n。次。533过载保护可靠性试验的检测5331试验前检测按5311的规定。5332试验过程中检测过载保护可靠性试验按5143的规定和要求进行验证。对于与周围空气温度有关的脱扣器，其动作特性应在基准温度下进行验证，脱扣器所有相极都通电。如果本试验是在不同的周围空气温度下进行的，则应按制造厂的温度电流数据进行校正。对于制造厂声明与周围空气温度无关的脱扣器

17、，其动作特性应用两种测量法进行验证：一种是在302下进行，另一种是在202或在40土2下进行，脱扣器的所有相极都通电。该操作每台试品进行吼次，对于制造厂声明与周围空气温度无关的脱扣器，每台试品在30士2下进行也2次，在202或在40土2下进行吃2次。过载保护可靠性试验应在操作可靠性试验前后各进行50m次。过载保护可靠性试验在瞬动保护可靠性试验之后。54失效判据541操作可靠性试验的失效判据在操作可靠性试验过程中，当某试品出现下列任意一种情况时，即认为该试品发生失效。a)触头接通时其两引出端间的电压降超过触头回路开路电压的10b) 触头分断时触头间的电压低于触头回路开路电压的90；c)触头发生熔

18、接或其他形式的粘接；d) 断路器闭合操作时闭合不上；e) 断路器分断操作时不分断；f)试品零部件有破坏性损坏、连接导线及零部件松动；g)在操作可靠性试验后，未失效的试品应按5313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，每台试品的相关失效数最多为1。542瞬动保护可靠性试验的失效判据在瞬动保护可靠性试验中，当某试品出现以下任意一种情况时，即认为该试品发生失效。a) 断路器的两极串联后通以其短路整定电流的120的交流电流时，断路器的分断时间大于或等于02 s。此时认为该试品发生拒动故障。b)断路器的两极串联后通以其短路整定电流的80的交流电流时，断路器分断时间小于02

19、 s。此时认为该试品发生误动故障。c)每一相极单独通以脱扣电流(按制造厂提出的数据)时，脱扣器在02 s内不动作，此时认为该试品发生拒动故障。543过载保护可靠性试验的失效判据在过载保护可靠性试验中，当某试品出现以下任意一种情况时，即认为该试品发生失效。a) 断路器各极同时通以约定不脱扣电流时，断路器在约定时间(I。63 A时为2 h，J。63 A时为1 h)内动作，此时认为该试品发生误动故障；b)断路器各极同时通以约定脱扣电流时，断路器未在约定时间(L63 A时为2 h，J。63 A时为l h)内动作，此时认为该试品发生拒动故障。5GBZ 22074-200855可靠性试验的试验装置塑壳断路

20、器可靠性试验装置应能满足以下要求：a)能实现逐次监测；b)当试品失效时，试验装置应自动停机、记录失效试品的编号及失效发生时的试验次数；c)进行程序控制，并能正确按照操作循环的顺序进行。推荐采用微机进行控制、检测的可靠性试验装置(其原理框图如附录A所示)，也可采用其他合适的试验检测装置。6可靠性验证试验方案及试验程序61试验组成塑壳断路器可靠性试验由操作失效率验证试验、瞬动保护成功率验证试验和过载保护成功率验证试验三部分组成。62可靠性验证试验方案塑壳断路器的可靠性验证试验采用定时或定数截尾试验。塑壳断路器的操作失效率验证试验、瞬动保护成功率验证试验和过载保护成功率验证试验，其使用方风险均为01

21、。操作失效率验证试验抽样方案见表4，瞬动保护成功率验证试验抽样方案见表5，过载保护成功率验证试验抽样方案见表6。表4操作失效率验证试验抽样方案(口=01) 单位为10次操作失效率 最大失效率一 试验截尾次数t等级 110次 A。一0 A。一1 A。一2 A。一3 A。=4 A。一5 A。一6 A。一7 A：=8四级 110 4 230 389 532 668 799 927 1053 1177 1 30亚四级 3104 768 130 177 223 266 309 351 39 2 433三级 1103 230 389 532 668 799 927 1053 1177 130亚三级 3X1

22、0-3 077 130 177 223 266 309 351 392 433表5瞬动保护成功率验证试验抽样方案(p=o1) 单位为次不可接收的成功率 截尾次数n，瞬动保护成功率等级Rl A。一0 A。一1 A。；2 A。一3 A。=4 A。一5一级 0995 460 777 1 063 1 335 1 597 1 853二级 099 230 388 531 667 798 926三级 098 114 194 265 333 398 462四级 097 76 129 176 221 265 308五级 096 57 96 132 166 198 230表6过载保护成功率验证试验抽样方案(p=o

23、1) 单位为次不可接收的成功率 截尾次数nr过载保护成功事等级尺l A。=0 A。一1 A。二2 A。一3 A。一4 A。=5A级 098 114 194 265 333 398 462B级 096 57 96 132 166 198 230C级 094 38 64 88 110 132 153D级 092 28 48 65 82 98 114E级 090 22 38 52 65 78 9lGBZ 22074-200863可靠性验证试验程序631 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：a)选定失效率等级；b)选定合格判定数A。和截尾失效数rc(r。一A。+1)，推荐在15的范

24、围内选择A。，不推荐选A。一0；c)根据选定的操作失效率等级和A。，由表4查出试验截尾次数T。；d) 选定试品的试验截止时间tt应不超过产品标准中规定的机械寿命次数；e) 根据tA：，由式(1)确定试品数n：n一王+A。从批量生产的合格产品中随机抽取n个试品；按531的规定进行试验与检测，当某台试品的失效次数累积达到2次时，该试品应退出试验；统计相关失效数r及各失效试品的相关试验时间(失效发生时间)，对试验后检测出的相关失效试品，其相关试验时间按试验结束时的时间计算；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r。(即rA。)，而累积相关试验时间T达到或超过了截尾时间T

25、。，则判为试验合格(接收)；当累积相关试验时间T未达到截尾时间T。，而相关失效数r达到或超过了截尾失效数r。(即rA。)，则判为试验不合格(拒收)。瞬动保护成功率验证试验程序瞬动保护成功率验证试验按下列程序进行：a)选定产品的瞬动保护成功率等级；b)选定允许失效数A。和截尾失效数(r。一A。+1)，推荐在15的范围内选择A。，不推荐选择A。一0；c)根据选定的瞬动保护成功率等级和A。，由表5查出截尾次数nrd)选定试品的试验截止次数也，一般选n；=30次；e) 根据n。、n：及A。由式(2)确定试品数n：n一盥+A。nzg)h)i)j)由式(2)计算的”若小于操作可靠性试验中的n，则本试验样品

26、在操作可靠性试验中的样品中进行抽取；若由式(2)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超出部分的10倍)；按532的规定进行试验与检测，当某台试品的失效次数累积达到2次时，该试品应退出试验；统计相关失效数r(r：r，+r2，式中n为拒动次数，r2为误动次数)；统计累积相关试验次数一：；试验结果判定：当累积试验次数n：达到或超过了截尾次数nr，相关失效数r未达到截尾失效数r。(即rA。)，则判为试验合格(接收)；相关失效数r达到或超过截尾失效数r。(即rA。)，而累积试验次数n：未达到截尾次数nr，则判为试验不合格(拒收)

27、。633过载保护成功率验证试验程序过载保护成功率验证试验按下列程序进行：7D驴DDp236GBZ 22074-2008a)选定产品的过载保护成功率等级；b)按632b)的规定；c) 根据选定的过载保护成功率等级和A。，由表6查出截尾次数桃d)选定试品的试验截止次数n；，一般选吼一5次20次；e) 根据nr、n。及A。由式(3)确定试品数n：n一生+Af) 由式(3)计算的试品数n若小于操作可靠性试验或瞬动保护可靠性试验的试品数，则本试验样品可从上述试验的样品中进行抽取；若由式(3)计算的试品数n大于上述两个试验的试品数，则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

28、不少于超出部分的lO倍)；g)按533的规定进行试验与检测，当某台试品的失效次数累积达到2次时，该试品应退出试验；h)按632h)的规定；i)统计累积相关试验次数n：，统计时应注意，任一试品通以约定不脱扣电流至约定时间未动作，之后立即将电流上升至约定脱扣电流，在约定时间内能正常动作，则该试品的试验次数应按2次进行累积；j)按632j)的规定。7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：a)试品名称、型号、规格；b)制造单位、生产日期c)试验日期和试品数；d)试验环境条件；e)失效试品编号及相关试验次数；f)失效现象；g)失效分析与判断；h)试

29、验人员。推荐的试验报告格式见附录B。8GBZ 22074-2008附录A(资料性附录)塑料外壳式断路器可靠性试验装置原理框图推荐的塑料外壳式断路器(简称塑壳断路器)可靠性试验装置的原理框图见图A1、图A2和图A3。试验控制柜 试品柜 负载柜图A1 塑壳断路器操作可靠性试验装置原理框图瞬动电流试验柜 试验控制柜 试品柜 负载柜图A2塑壳断路器瞬动保护可靠性试验装置原理框图9GBZ 22074-2008过载电巍试验柜 试验控制柜 试品柜 负载柜10图A3塑壳断路器过载保护可靠性试验装置原理框图附录B(资料性附录)试验报告推荐的试验报告格式见表B1、表B2和表B3。表B1 操作可靠性试验(操作失效率

30、验证试验)报告GBZ 22074-2008文档编号产品型号制造单位 生产日期 试验地点和规格试验日期 年 月 El 时至 年 月 日 时 试品数”试验条件操作失效率 截尾次数L 试验截止时间t；试验目的 操作失效率等级 截尾失效数试验方案 次 次相关试验次数序号 失效产品序号 失效现象 失效原因 备注次累积相关试验次数丁 相关失效数r试验结论试验人员试验负责人 试验单位 (盖章) 年 月 El注：试验条件包括温度、湿度、触头回路电源电压、负载性质、负载电流及断路器类型等。GBZ 22074-2008表B2瞬动保护可靠性试验(瞬动保护成功率验证试验)报告文档编号产品型号制造单位 生产日期 试验地

31、点和规格试验日期 年 月 日 时至 年 月 日 时 试品数”试验条件瞬动保护成功率 瞬动保护成功率 截尾次数n。 截尾失效数r。试验目的等级 试验方案 次 次试验电流 相关试验次数序号 失效产品序号 失效现象 失效原因 备注A 次拒动次数n 误动次数r2相关失效数r 累积相关试验次数nz试验结论试验人员试验负责人 试验单位 (盖章) 年 月 日注：试验条件包括温度、湿度、触头回路电源电压、负载性质、负载电流及断路器类型等。12表B3过载保护可靠性试验(过载保护成功率验证试验)报告GBZ 22074-2008文档编号产品型号制造单位生产日期 试验地点和规格试验日期 年 月 日 时至 年 月 日 时 试品数n试验条件过载保护成功率 过载保护成功率 截尾次数nr 截尾失效数rc试验目的等级 试验方案 次 次试验电流 相关试验次数序号 失效产品序号 失效现象 失效原因 备注A 次拒动次数n 误动次数n相关失效数r 累积相关试验次数nz试验结论试验人员试验负责人 试验单位 (盖章) 年 月 日注：试验条件包括温度、湿度、触头回路电源电压、负载性质、负载电流及断路器类型等。