接触器高原环境适应性试验研究

田 华

（昆明电器科学研究所，昆明高海拔电器检测有限公司，昆明 650221）

在高原气候环境条件下，空气压力和空气密度下降、空气温度降低、日温差大、空气绝对湿度相应减少等因素，均对接触器的正常使用带来了影响。一般的接触器并不能完全适应高海拔条件。因此在特有的高原环境条件下，接触器要满足其使用要求，提高接触器的高原适应性和防护能力十分重要。昆明高海拔电器检测有限公司通过试验研究对接触器应通过的环境适应性试验提出了考核评价。

1 高原气候环境条件对接触器的影响

1.1 对绝缘介质强度的影响

海拔升高，空气密度降低，造成绝缘强度降低。一般海拔每升高100米，绝缘强度约降低1%。

1.2 对温升的影响

高原不同海拔高度处的平均环境温度值见表1。

海拔增高，空气密度降低，使以空气介质为散热方式的产品散热困难。一般，海拔每升高100米，产品温升增加约0.4K。

海拔升高，环境温度降低。一般海拔每升高100米，环境温度降低约0.5℃。

在高海拔地区的用户及局部特定环境（如冶金、化工、钢铁、发电厂等房内），若环境温度的降低值不能补偿由于海拔升高而导致的温升增加值，此时不允许对温升限值进行海拔修正。

在高海拔地区的户外使用及无人值守的小型配电站等场所使用的接触器，由于环境温度降低的补偿作用明显，允许对温升极限值按表2进行海拔修正。

当试验地点的海拔与使用地点的海拔不同时，温升极限值按两者的海拔差进行修正。当试验地点的海拔高于使用地点时，温升极限值为相应产品标准规定的温升值加上修正值。当试验地点的海拔低于使用地点时，温升极限值为相应产品标准规定的温升值减去修正值。计算海拔差时，低于2000米的海拔均算作0米。

1.3 对灭弧能力的影响

海拔升高，空气密度降低，使以自由空气为灭弧介质的接触器灭弧困难，通断能力下降和电寿命缩短。

表1 不同海拔高度的平均温度值

1）直流电弧燃弧时间随海拔的升高即气压降低而延长。

2）直流电弧和交流电弧的飞弧距离随海拔的升高即气压降低而增加。

2 接触器环境适应性试验要求

2.1 范围

本文规定的交流接触器用于额定电压不超过1000V或直流不超过1500V的电路。

表2 温升极限值的海拔修正值

表3 检验情况

2.2 常规试验

——动作及动作范围的验证

——介电试验

2.3 检验依据

GB 14048.1-2012 《低压开关设备和控制设备 第1部分：总则 》；

GB 14048.4-2010 《低压开关设备和控制设备 第4-1部分：接触器和电动机起动器机电式接触器和电动机起动器（含电动机保护器）》；

GB/T 20626.1-2006《特殊环境条件 高原电子电工产品 第一部分 通用技术要求》；

GB/T 20645-2006《特殊环境条件 高原用低压电器技术要求》；

GB/T 14597-2010《电工产品不同海拔的气候环境条件》；

GB 21518-2008《交流接触器能效限定值及能效等级》。

2.4 检验情况

接触器环境适应性检验情况如表3所示。

3 接触器试验情况分析

1）以上试品全都进行了海拔2000米以上的高原环境条件下的常规试验，全部合格。

2）两种试品NDC1-1450～2100和NDC1-1000～1250首先在海拔4000米模拟环境条件下做了低温贮存试验，就是在环境温度-60℃条件下放置16h，试验后试品在标准大气条件下恢复后，试品的外观完好，没有损坏，能正常接通和分断额定电流，没有影响其使用功能。

3）两种试品NDC1-1450～2100和NDC1-1000～1250的常规试验不仅是在海拔4000米模拟环境条件下，而其环境温度是在-40℃条件下进行的，试验条件更加严酷，检验结果合格。另外还进行了海拔4000米模拟环境条件下额定接通和分断能力试验，在试验过程中，没有发生持续燃弧、相间飞弧、接地回路中的熔断体熔断或触头熔焊；用适用的控制方法进行操作，触头能够动作。

4）低温试验对两种试品NDC1-1450～2100和NDC1-1000～1250的材料进行了考核，合格。

4 提高接触器在高原地区使用的适应性及可靠性的措施

1）结构要求按照GB/T 20645-2006《特殊环境条件高原用低压电器技术要求》的规定执行。

2）介电性能和温升的海拔修正系数按照GB/T 20645-2006《特殊环境条件 高原用低压电器技术要求》的规定执行。

3）在正常负载下，高原环境条件对接触器的机械寿命和电寿命略有影响，具体的操作次数和接通分断次数按照厂家在说明书中规定执行。

4）低温试验按照GB/T 20645-2006《特殊环境条件高原用低压电器技术要求》的规定执行。

5）凝露和污秽的防护要求按照GB/T 20616.3-2006《特殊环境条件 高压电工电子产品 第3部分 雷电、污秽、凝露的防护要求》的规定执行。

6）进一步加强制造厂家、使用部门和质检机构之间的联系，以便我们在工作中储存数据，为国家标准的修订做出贡献。

5 结论

本试验采用接触器均为新型高原电磁接触器，主要适用于高海拔地区。这些新型接触器通过在现有电磁接触器上增设具有良好抗弧、灭弧性能的主触头模块，同时还采取了接触器在高原地区使用的可靠性措施，从而保护了辅助触头，因此大大提高了整个电磁接触器在高海拔地区的适应性及使用寿命。这些高原电磁接触器经昆明高海拔电器检测有限公司试验证明，完全满足高原环境条件下的工况要求。这些高原电磁接触器特别适合于我国高海拔地区使用。

[1]GB 14048.1-2012, 低压开关设备和控制设备 第1 部分：总则[S].

[2]GB 14048.4-2010, 低压开关设备和控制设备 第4-1 部分：接触器和电动机起动器 机电式接触器和电动机起动器（含电动机保护器）[S].

[3]GB 21518-2008, 交流接触器能效限定值及能效等级[S].

[4]GB/T 20645-2006, 特殊环境条件 高原用低压电器技术要求[S].

[5]GB/T 20626.1-2006, 高原电子电工产品 第一部分 通用技术要求[S].

[6]GB/T 14597-2010, 电工产品不同海拔的气候环境条件[S].

[7]GB/T 20616.3-2006, 特殊环境条件 高压电工电子产品 第3 部分 雷电、污秽、凝露的防护要求[S].