JB T 11681-2013 电弧故障检测装置(AFDD)的一般要求.pdf
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1、0 ICS 29.120.50 K 31 备案号: 44489 2014 中华人民共和国机械行业标准JB/T 116812013电弧故障检测装置 ( AFDD) 的一般要求General requirements for arc fault detection devices( AFDD) 2013-12-31 发布 2014-07-01 实施中华人民共和国工业和信息化部发布中 华 人 民 共 和 国 机械行业标准 电弧故障检测装置 ( AFDD) 的一般要求 JB/T 116812013 * 机械工业出版社出版发行 北京市百万庄大街 22 号 邮政编码: 100037 * 210mm 297
2、mm 6 印张 197 千字 2014 年 7 月第 1 版第 1 次印刷 定价: 78.00 元 * 书号: 15111 11670 网址: http: / 编辑部电话:( 010) 88379778 直销中心电话:( 010) 88379693 封面无防伪标均为盗版 版权专有 侵权必究 JB/T 116812013 I 目 次 前言 VI 引言 .VII 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 2 3.1 关于电弧故障检测装置的定义 . 2 3.2 关于 AFDD 动作和功能的定义 3 4 分类 4 4.1 根据结构类型分 . 4 4.2 根据安装和连接方式分 . 4 4.3
3、 根据极数和电流回路数分 . 4 4.4 选择性 AFDD. 4 5 AFDD 的特性 4 5.1 特性概要和降低火灾危险的条件 . 4 5.2 额定量和其他特性 . 5 5.3 标准值和优选值 . 6 5.4 额定冲击耐受电压( Uimp)的标准值 7 5.5 与短路保护电器( SCPD)的协调配合 . 7 6 标志和其他产品信息 8 6.1 标志 . 8 6.2 按 4.1.1 分类的 AFDD 的附加标志 9 6.3 产品信息 . 10 7 使用和安装的标准工作条件 10 7.1 标准条件 . 10 7.2 安装条件 . 10 7.3 污染等级 . 10 8 结构和操作的要求 10 8.
4、1 机械设计 . 11 8.2 电击防护 . 16 8.3 介电性能和隔离能力 . 16 8.4 温升 . 16 8.5 动作特性 . 17 8.6 机械和电气寿命 . 17 8.7 短路电流下的性能 . 17 8.8 耐机械振动和撞击性能 . 18 8.9 耐热 . 18 8.10 耐异常热和火 . 18 8.11 主电路过电流时的 AFDD 特性 18 JB/T 116812013 II 8.12 由冲击电压引起浪涌电流时的 AFDD 特性 18 8.13 可靠性 . 18 8.14 电磁兼容性( EMC) 18 8.15 在负载侧连接各种电气器具时正确动作的屏蔽试验 . 18 8.16
5、AFD 单元的性能 18 9 试验程序 19 9.1 概述 . 19 9.2 试验条件 . 20 9.3 标志的耐久性试验 . 21 9.4 螺栓、载流部件和连接的可靠性试验 . 21 9.5 用于外部接线的端子的可靠性试验 . 22 9.6 电击防护验证 . 23 9.7 介电性能验证 . 24 9.8 温升试验 . 28 9.9 验证动作特性 . 29 9.10 验证机械和电气寿命 . 38 9.11 验证在短路情况下的 AFDD 工作状况 39 9.12 验证耐机械振动和撞击 . 47 9.13 耐热试验 . 52 9.14 耐异常发热和耐燃性 . 53 9.15 验证自由脱扣机构 .
6、54 9.16 防锈试验 . 54 9.17 验证过电流时,不动作电流的极限值 . 55 9.18 验证冲击电压产生的浪涌电流作用下的 AFDD 性能 55 9.19 验证可靠性 . 56 9.20 验证电子元件抗老化性能 . 58 9.21 电磁兼容性( EMC) 59 附录 A(规范性附录)认证试验的试验程序和试品数量 62 A.1 试验程序 62 A.2 提交全部试验程序的试品数量 65 A.3 基本设计结构相同的一个系列 AFDD 同时提交试验时,简化试验程序的试品数量 66 附录 B(规范性附录)确定电气间隙和爬电距离 67 B.1 爬电距离的方向和位置 67 B.2 使用一种以上绝
7、缘材料的爬电距离 67 B.3 由导电浮动部件分开的爬电距离 67 B.4 电气间隙和爬电距离的测量 68 附录 C(规范性附录)短路试验中检测游离气体喷射的装置 . 71 附录 D(规范性附录)按 4.1.3 分类的专门与主保护设备( CB、 RCCB 或 RCBO)现场组装的 AFDD 的附加要求和试验 72 D.1 范围 72 D.2 标志和其他产品信息 72 D.3 结构要求 73 D.4 型式试验和验证 74 JB/T 116812013 III D.5 AFD 单元的常规试验 . 75 附录 E(规范性附录)常规试验 . 75 E.1 概述 75 E.2 脱扣试验 75 E.3 介
8、电强度试验 75 附录 F(规范性附录) 9.10.2 中振动电弧试验的描述 75 附录 G(资料性附录)确定短路功率因数的方法 76 G.1 概述 76 G.2 根据直流分量确定 77 G.3 用辅助发电机确定 77 附录 H(资料性附录)接线端子设计示例 77 附录 I(资料性附录) ISO 和 AWG 铜导体对照 . 80 附录 J(资料性附录) AFDD 的追随试验 81 J.1 概述 . 81 J.2 追随试验程序 . 81 附录 K(资料性附录)短路试验的 SCPD . 84 K.1 引言 84 K.2 银丝 84 K.3 声明的保护电器 84 K.4 其他装置 85 参考文献 8
9、6 图 1 螺纹切削自攻螺钉 . 16 图 2 螺纹挤压成形自攻螺钉 . 16 图 3 标准试指( 9.6) 23 图 4 串联电弧故障试验电路 . 29 图 5 电弧发生器 . 31 图 6 并联电弧故障试验电路 . 32 图 7 切割电缆并联电弧试验电路 . 32 图 8 切割电缆试验装置 . 32 图 9 验证接地电弧故障时正确动作的试验电路 . 33 图 10 屏蔽试验电路 . 34 图 11 屏蔽试验的试验配置 . 34 图 12 屏蔽试验的 EMI 滤波器 #1 试验 . 35 图 13 屏蔽试验的 EMI 滤波器 #2 试验 . 36 图 14 屏蔽试验的 EMI 滤波器 36
10、图 15 线路阻抗屏蔽试验的试验电路 . 36 图 16 串扰试验 . 37 图 17 受控电流试验电路 . 37 图 18 触头延迟角为 45、 90和 135时的受控电流 38 图 19 短路试验的试验电路 . 40 图 20 按 9.11.2.3 c)的短路试验典型接线图 41 图 21 阻抗 Z、 Z1和 Z2的接线图 42 图 22 短路试验的校准记录举例 9.11.2.1 j) 45 JB/T 116812013 IV 图 23 机械振动试验装置( 9.12.1) . 48 图 24 机械撞击试验装置( 9.12.2.2) 49 图 25 摆动撞击试验装置的撞击元件( 9.12.2
11、.2) 49 图 26 机械撞击试验的试品安装支架( 9.12.2.2) 50 图 27 非封闭式 AFDD 机械撞击试验安装示例( 9.12.2.2) . 50 图 28 配电板式 AFDD 机械撞击试验安装示例( 9.12.2.2) . 51 图 29 轨道安装 AFDD 机械试验施加的力( 9.12.2.2) . 52 图 30 球压试验装置( 9.13.2) . 53 图 31 8/20 s 浪涌电流脉冲 55 图 32 AFDD 浪涌电流试验电路 . 56 图 33 可靠性试验的稳定阶段( 9.19.1.3) 57 图 34 可靠性试验周期( 9.19.1.3) 58 图 35 验证
12、电子元件老化试验电路示例( 9.20) 59 图 C.1 试验装置 . 71 图 C.2 栅格 . 71 图 C.3 栅格电路 . 72 图 F.1 气隙测量 76 图 F.2 带松散接线端的振动电弧试验台 76 图 F.3 试验中 AFDD 连接到振动电弧试验台 . 76 图 H.1 柱式接线端子示例 . 78 图 H.2 螺钉型接线端子和螺栓型接线端子示例 . 79 图 H.3 鞍形接线端子示例 . 80 图 H.4 接线片式接线端子示例 . 80 图 K.1 验证 AFDD 所能承受的最小 I2t 和 Ip值的试验装置 85 表 1 额定电压为 230 V 的 AFDD 最大分断时间 7
13、 表 2 额定电压为 230 V 的 AFDD 在 0.5 s 内允许的最大半波数 . 7 表 3 额定冲击耐受电压与装置标称电压的关系 . 7 表 4 标志及其位置 . 8 表 5 使用的标准工作条件 . 10 表 6 最小电气间隙和爬电距离 . 12 表 7 螺纹型端子可连接的铜导体的截面积 . 15 表 8 温升极限值 . 17 表 9 型式试验 . 19 表 10 对应于额定电流的试验铜导体截面积 . 20 表 11 螺钉的螺纹直径和施加的扭矩 . 21 表 12 拉力 . 22 表 13 辅助电路的试验电压 . 26 表 14 验证冲击耐受电压的试验电压 . 27 表 15 与 AF
14、DD 的额定冲击耐受电压和试验地点的海拔有关的验证适用于隔离的断开触头之间的 试验电压 28 表 16 在短路情况下,验证 AFDD 的工作状况所进行的试验 39 表 17 I2t 和 Ip的最小值 42 表 18 短路试验的功率因数 . 43 JB/T 116812013 V 表 19 AFDD 需要进行的电磁兼容( EMC)试验项目 . 59 表 A.1 按 4.1.1 分类的 AFDD 的试验程序 62 表 A.2 按 4.1.2 分类的 AFDD 的试验程序 63 表 A.3 按 4.1.3 分类的 AFDD 的试验程序 64 表 A.4 全部试验程序的试品数量 . 66 表 A.5
15、全部试验程序的试品数量 . 67 表 J.1 追随检查试验程序 81 表 J.2 被试的试品数量 83 表 K.1 对应于额定电流与短路电流的银丝直径 . 84 JB/T 116812013 VI 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国低压电器标准化技术委员会( SAC/TC189)归口。 本标准负责起草单位:上海电器科学研究院、上海电科电器科技有限公司、宁波习羽电子发展有限公司。 本标准参加起草单位:浙江正泰建筑电器有限公司、施耐德电气(中国)投资有限公司、北京 ABB低压电器有限公司、上海西门子线路保护系统有限公司、上
16、海诺雅克电气有限公司、上海市安全生产科学研究所、中国质量认证中心、苏州电器科学研究院股份有限公司等。 本标准负责起草人:刘金琰、周积刚、龚骏昌、张庆汉、岑国训。 本标准参加起草人:陈玉、周磊、王农、包章尧、徐泽亮、陈征、毛海龙、王金根。 本标准为首次发布。 JB/T 116812013 VII 引 言 本标准的目的是对电弧故障检测装置( AFDD)规定必要的技术要求和试验程序。 AFDD由熟练人员安装在家用和类似场所以降低其下端电气火灾危险。 众所周知,剩余电流动作保护器( RCD)可以通过检测电气装置内的泄漏电流和由电痕化电流引起的对地燃弧而有效降低火灾危险。然而事实上, RCD、熔断器或小
17、型断路器( MCB)不能降低由带电导体之间的串联电弧或并联电弧引起的电气火灾危险。 在串联电弧故障发生时,由于没有对地泄漏,因此 RCD无法检测这类故障。更主要的是串联电弧的故障阻抗降低了负载电流,使得电流低于 MCB或熔断器的脱扣阈值电流。在相线与中性导体之间产生并联电弧的情况下,电流仅受限于装置的阻抗。最严重的情况是电源线阻抗非常的高,且并联电弧时有时无,传统带双金属片脱扣器的断路器可能不能迅速脱扣。 另外,实践经验和现有的信息证实,引发火灾的接地故障电流的方均根值不能局限于 AC型或 A型RCD脱扣电流所考虑的 50 Hz/60 Hz额定频率,或 B型和 F型 RCD脱扣电流所考虑的直至
18、 1kHz的频率。 在很多场合, 已经提到电气装置内部的着火危险也可能是三相电气装置中性线断开而引起的过电压的结果。 本标准包括专门安装在固定电气装置一个或多个终端电路进线端的配电板上的 AFDD。 AFDD可由制造厂设计为: 具有断开机构的单一装置,能在规定条件下断开被保护电路; 或作为一种与保护电器组合在一起的单一装置; 或作为独立单元,按附录 D与声明的保护电器现场组装。 所组合的保护电器应是符合 GB 10963.1的小型断路器( MCB)或符合 GB 16916.1、 GB 16917.1、GB 22794的剩余电流动作断路器。 这些装置预期降低固定电气装置终端电路的火灾危险。在一定
19、条件下,如果持续燃弧,由于电弧故障电流的影响,会引起着火危险。 因三相电气装置中性线断开引起的过电压而引起的着火,也可用此类装置来保护,作为一种附加的选择。电痕化电流引起燃弧,从而可能引起着火。 AFDD预期由非专业人员操作,不需要维修且提供隔离。 对于以下产品,可能需要特殊要求: 与家用或类似一般用途的插头和插座或电器耦合器组合在一起的 AFDD; 预期使用在 50 Hz/60 Hz以外频率下的 AFDD。 对于装入插头、插座的 AFDD或专用于插头、插座的 AFDD,本标准的技术要求可以与 GB 2099.1一起使用(适用时) 。 当电源侧可能发生过高的过电压时,可能需要特殊措施(如电涌保
20、护器) 。 符合本标准的 AFDD 是由相与中性线供电,或是由相与相供电。最大额定交流电压不超过 240 V,最大额定交流电流( In)不超过 63 A。 符合本标准的 AFDD 适用于 IT 系统,带不可断开中性线的 AFDD 除外。 采用被保护电路以外电路供电或电池供电的 AFDD 不包括在本标准的范围内。 本标准适用于正常温度环境条件下的 AFDD,这些条件适用于预期用于污染等级 2环境的 AFDD。 JB/T 116812013 1 电弧故障检测装置 ( AFDD) 的一般要求 1 范围 本标准规定了 AFDD 的分类、特性、标志和其他产品信息、使用和安装的标准工作条件、结构和操作的要
21、求、试验程序等。 本标准适用于在规定条件下能够执行检测燃弧电流;将燃弧电流与火灾危险动作值比较,以及当燃弧电流超过动作值时断开被保护电路等功能的家用和类似用途的交流电路的电弧故障检测装置 (以下称作 AFDD) 。 注 : AFDD 类似于美国的电弧故障断路器( AFCI) 。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB 2099.1 2008 家用和类似用途插头插座 第 1 部分:通用要求 GB/T 2423.4 2008 电工电子产品环境试验 第 2
22、部分:试验方法 试验 Db 交变湿热( 12 h12 h 循环) GB/T 2424.2 2005 电工电子产品环境试验 湿热试验导则 GB/T 4207 2012 固体绝缘材料耐电痕化指数和相比电痕化指数的测定方法 GB 4208 2008 外壳防护等级( IP 代码) GB 4343.1 2009 家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求 第 1 部分:发射 GB/T 5023.1 2008 额定电压 450/750 V 及以下聚氯乙烯绝缘电缆 第 1 部分:一般要求 GB/T 5169.10 2006 电工电子产品着火危险试验 第 10 部分:灼热丝 /热丝基本试验方法 灼热丝装置和通
23、用试验方法 GB/T 5169.11 2006 电工电子产品着火危险试验 第 11 部分:灼热丝 /热丝基本试验方法 成品的灼热丝可燃性试验方法 GB/T 5465.2 电气设备用图形符号 第 2 部分:图形符号 GB/Z 6829 2008 剩余电流动作保护电器的一般要求 GB/T 7676 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 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 GB 13539(所有部分) 低压熔断器 GB 16916.1 2003 家用和类似用途的不带过电流保护的剩余电流动作断路器( RCCB) 第 1 部分:一般规
24、则 GB 16917.1 2003 家用和类似用途的带过电流保护的剩余电流动作断路器 ( RCBO) 第 1 部分:一般规则 GB/T 16935.1 2008 低压系统内设备的绝缘配合 第 1 部分:原理、要求和试验 GB/T 16935.3 2005 低压系统内设备的绝缘配合 第 3 部分:利用涂层、罐封和模压进行防污保护 GB/T 17626.2 2006 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验 JB/T 116812013 2 GB/T 17626.3 2006 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.4 2008 电磁兼容 试验和测量技术 电快
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