低压断路器机械寿命试验探讨

陈荣辉，李淑仪

（国家中低压输配电设备质量监督检验中心，广东东莞 523325）

0 引言

2001年12月3日，我国发布了强制性产品认证制度（即3C认证），低压断路器被纳入强制认证产品范畴。低压断路器的机械寿命试验是产品型式试验的重要组成部分，是厂家设计生产产品的重要指标，是检测机构的主要试验项目。

1 低压电器机械寿命简介

断路器的机械寿命（机械耐久性），是指断路器在需要维修或更换任何机械部件前所能完成的无载操作循环次数，主要取决于断路器机械结构的牢固程度、零部件的机械强度和控制线路的操作耐久性，常常要求达到成千上万次。一个操作循环包括从一个位置转换到另一个位置再返回到起始位置的连续操作[1]。机械寿命伴随产品的整个使用过程，机械寿命不过关，直接导致产品的功能失效，严重的还会引起事故，造成人员或财产损失，因此必须认真对待。

表1 断路器机械寿命试验次数

符合标准GB14048.2的断路器，机械寿命试验次数列入表1第3栏，操作频率列入表1第2栏，根据断路器的壳架电流等级选取，样品应模拟实际使用情况牢固安装在支架上，在正常温度和湿度环境条件下进行试验[2]。需要注意的是装有分励脱扣器和/或欠压脱扣器的断路器，总操作次数的10%应为闭合/脱扣操作，分励脱扣器在最高额定控制电源电压下进行，欠电压脱扣器在最低额定控制电源电压下进行。上述两种情况，规定操作次数的一半在试验开始时进行，另一半在试验末尾时进行。

2 试验系统原理与LOGO!编程

图1 机械寿命试验原理图

低压断路器机械寿命试验经历了人工操作—继电器控制—PLC控制三个阶段，每个阶段的效率、准确性、稳定性都有所提高。机械寿命试验原理见图1，系统中用西门子LOGO！230RC为主要控制器，通过继电器控制气压电磁阀操作机械手对断路器进行合分操作，LOGO！检测样品每个周期内的合分状态，当样品出现故障，一个操作周期内不能完成合分各一次或合分次数已经达到设定的次数，LOGO！就会终止试验，并发出指令驱动声光报警器。LOGO！相对PLC便宜，可以直接操作自身按键进行编程以及对定时器等参数进行设置，也可以通过编程软件LO⁃GO!Soft Comfort，在电脑里拖拽8种基本功能和26种特殊功能通用逻辑控制模块，轻松生成并且测试控制程序。机械寿命试验LOGO！程序控制图见图2。

3 机械寿命试验失败的现象、原因与解决方法

图2 机械寿命试验LOGO！程序控制图

机械寿命试验失败可以分为内部原因和外部原因，电器的机械结构不合理、组装工艺落后、零部件的机械强度低是内因，生产厂要尽量改善和提高。另一方面，试验人员应该杜绝因试验方法不正确而引起的试验失败，如机械手的行程过大、样品安装不正确、操作速度和频率太快等。表2以统计的方式列出经过多年试验得出的机械寿命失败现象、原因和解决方法。

表2 机械寿命失败现象、原因和解决方法统计

4 结束语

应用LOGO！的机械寿命试验系统，在满足同样功能需求的前提下，无论从成本、结构、编程简易程度还是后期更改参数设置上，提高了试验效率，较PLC都有优势。鉴于个人的能力有限，本文提出的试验经验难免有不完善的地方，还请读者包涵指正。

［1］陆俭国，张乃宽，李奎.低压电器的试验与检测［M］.北京：中国电力出版社，2007.

［2］GB14048.2-2008.低压开关设备和控制设备：第2部分：断路器［S］.

［3］GB14048.1-2012.低压开关设备和控制设备：第1部分：总则［S］.