低壓電器的參數(shù)含義

近些年來，隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的深化，產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)也日益激烈。有些電器制造商為了推廣推銷產(chǎn)品，在其樣本或產(chǎn)品使用說明書上任意規(guī)定了一些不符合科學(xué)和標(biāo)準(zhǔn)的擬事而非的技術(shù)性能參數(shù)，從而引起混亂�？计湓�因，一是對(duì)那些參數(shù)的含義沒有真正的理解;二是參數(shù)含義清楚，但為了讓用戶覺得自己的產(chǎn)品較別家優(yōu)越，有意模糊概念撥高提級(jí)，不論是那一種情況，都是不嚴(yán)肅、不負(fù)責(zé)任的。為了澄清問題，我們將按國(guó)家、國(guó)際現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)來表述電參數(shù)的含義，以便正本清源。

1　額定工作電壓

《電工術(shù)語 低壓電器》(GB/T2900.18-92)對(duì)“額定工作電壓”的定義是：“在規(guī)定條件下，保證電器正常工作的工作電壓值。”我國(guó)和世界30多個(gè)國(guó)家的額定工作電壓是交流50Hz 220/380V，英國(guó)、澳大利亞等10多個(gè)國(guó)家是交流50Hz 240/415V，孟加拉、印度、馬來西亞、巴基斯坦、新加坡、等國(guó)是交流50Hz 230/400V。此次還有127/220V等等。IEC出版物38，鑒于電壓種類太多，影響貿(mào)易和交流，建議今后各國(guó)統(tǒng)一采用230/400V的標(biāo)準(zhǔn)化電壓(分子為相電壓，分母為線電壓),但這種改革涉及面極大，是一個(gè)浩瀚的工程體系，因此目前世界各國(guó)仍沿用原來的電壓系統(tǒng)。我國(guó)既然是220/380V就不可能出現(xiàn)400V的工作電壓。但是有不少?gòu)S商的短路器樣本里，它的短路分?jǐn)嗄芰�欄赫然�?biāo)志著額定電壓為400V，在短路分?jǐn)嚯娏饕粯拥那闆r下，讓用戶以為它比380V的高(倘單從數(shù)字看，400V比380V自然高好多)。這種撥高工作電壓的行為如果不是有意混淆，則是一種認(rèn)識(shí)上的誤解。斷路器在進(jìn)行短路分?jǐn)嘣囼?yàn)和過載操作性能試驗(yàn)時(shí)，都規(guī)定，其試驗(yàn)電壓為1.05Ue，有人據(jù)此理解為1.05X380=400V。其實(shí)這里的1.05倍Ue是工頻恢復(fù)電壓(穩(wěn)態(tài)恢復(fù)電壓)。GB/T14048.1對(duì)試驗(yàn)參數(shù)的規(guī)定，電壓Ue的公差是+5%，即電網(wǎng)電壓的波動(dòng)可以是0~5%的范圍，就是380~400V，而工頻恢復(fù)電壓是1.05倍Ue，Ue包括這個(gè)波動(dòng)范圍(最大為上限值)。

另一種誤解是，一般至用戶的變壓器是10/0.4KV的低壓比，即變壓器的原邊電壓是10KV，而副邊(至用戶)是0.4KV，即400V，因此其斷路器產(chǎn)品的額定電壓定為400V。這是謬誤的。副邊的400V是變壓器的空載電壓。計(jì)算負(fù)載電壓時(shí)要考慮副邊繞組內(nèi)部的電壓降，約5%的電壓值。因此0.4的實(shí)際負(fù)載電壓是380V。對(duì)變壓器(或發(fā)電機(jī))而言，可用空載電壓來表示它的額定電壓，而電器設(shè)備(包括開關(guān)電器)的額定電壓，正確的理解和實(shí)際上的性能考核只能是負(fù)載電壓。

GB156-93《標(biāo)準(zhǔn)電壓》中對(duì)三相四線系統(tǒng)或交流系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電壓設(shè)及電氣備額定電壓規(guī)定為：220V、380V、660V……。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)發(fā)電機(jī)的額定電壓也作了規(guī)定，它們是：230V、400V、690V……。標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定：“與發(fā)電機(jī)出線端配套的電氣設(shè)備，額定電壓可采用發(fā)電機(jī)的額定電壓，在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中具體規(guī)定。”而我國(guó)的斷路器目前似乎還沒有能與發(fā)電機(jī)(或變壓器)出線端配套的。

綜上所述，所謂產(chǎn)品的額定電壓是400V或690V都是不正確的提法。

2　關(guān)于額定絕緣電壓

GB/T1900.18對(duì)額定絕緣電壓的定義是：“在規(guī)定條件下，用來度量電器及其部件的不同電位部分的絕緣強(qiáng)度，電氣間隙和爬電距離的標(biāo)準(zhǔn)電壓值。除非另有規(guī)定，比值為電器的最大額定工作電壓。” 等效采用IEC947-1(1998年第1版)的GB/T14048.1《低壓開關(guān)設(shè)備與控制設(shè)備總則》強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的絕緣配合，因此電器用于電源系統(tǒng)的條件為：電器的額定絕緣電壓應(yīng)高于或等于電源系統(tǒng)的額定電壓。從標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定衡量，一個(gè)電器產(chǎn)品如果有多種工作電壓值，如380V(絕大多數(shù)產(chǎn)品的電壓等級(jí))和660V(常用于礦山)，則其額定絕緣電壓可定為660V。額定絕緣電壓標(biāo)定后，在按產(chǎn)品適用的污染等級(jí)(斷路器一般為3級(jí))及其絕緣零部件的CTI值(相比漏電器痕指數(shù))(此CTI值確定了絕緣材料的組別，分為I、II、IIIa、IIIb四種)，來確定產(chǎn)品的最小爬電距離。例如，額定絕緣電壓為660V，污染等級(jí)3，材料組別為IIIa、IIIb，承受長(zhǎng)期電壓的電器的最小爬電距離為10mm。電器產(chǎn)品可以以此值來設(shè)計(jì)其各絕緣件的爬電距離，而不需要任意地去提高它的額定絕緣電壓。現(xiàn)在有些斷路器生產(chǎn)廠家，為了提高競(jìng)爭(zhēng)力，就稱自己的額定絕緣電壓是800V，比人家的660V高一個(gè)等級(jí)，而它的斷路器額定最高也就是660V，完全沒有必要比拔高。而且有兩點(diǎn)是不能忽視的，一是額定絕緣電壓一高，爬電距離就要求加大，如果污染等級(jí)，絕緣材料的組別都不變，Ui(額定絕緣電壓)為800V時(shí)，最小爬電距離應(yīng)是12.5mm，比Ui=660V時(shí)加大2.5mm;二是按斷路器的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，在進(jìn)行過載操作性能實(shí)驗(yàn)和短路分?jǐn)嗄芰��?shí)驗(yàn)后，均需進(jìn)行耐壓(工頻耐壓)驗(yàn)證，施加的電壓為2倍額定絕緣電壓，對(duì)Ui=660V者，耐壓1320V，對(duì)Ui=800V者，耐壓值要提高到1600V，實(shí)際上是加大了負(fù)擔(dān)。但最重要的還是定期實(shí)驗(yàn)工頻面壓值，Ui=660V耐壓值為2500V，1min,Ui=800V時(shí)，耐壓值為3000V。因此那種毫無意義的炫示，實(shí)事求是地說是自己給自己添麻煩。

GB/T14048.1規(guī)定：“對(duì)預(yù)期用于因絕緣故障必須重視嚴(yán)重后果的場(chǎng)所(如安裝類別VI或用于大容量供電系統(tǒng)或要求具有隔離功能)的電器，應(yīng)采用高于額定絕緣電壓的電壓等級(jí)的爬電距離;建議額定絕緣電壓一般提高R10優(yōu)先系數(shù)中二個(gè)電壓的等級(jí)及以上。”R10優(yōu)先系數(shù)是1.25。660V上面第一個(gè)電壓是800V，第二個(gè)電壓是1000V。按上面的規(guī)定，應(yīng)取1000V，與660V相同的污染等級(jí)及材料組別，它的爬電距離應(yīng)不小于16mm，但是由于塑殼斷路器為非選擇型保護(hù)(無三段保護(hù))，加上它們的額定電流一般在800A及以下，它們不適合于安裝類別IV(電源水平級(jí))及大容量供電系統(tǒng)，可見取Ui大于660V是沒有什么實(shí)用意義而是徒增浪費(fèi)和麻煩而已。

3　關(guān)于輔助觸頭的工作電流

作輔助觸頭(或稱輔助開關(guān))的微動(dòng)開關(guān)，它有兩個(gè)電流參數(shù)，一是約定發(fā)熱電流，一是工作電流。工作電流有多種，而約定發(fā)熱電源只有一個(gè)。GB/T2900.18對(duì)約定發(fā)熱電源電流的定義是：“在規(guī)定條件下實(shí)驗(yàn)時(shí)，開關(guān)電器在8h工作制下，各部件的溫升不超過極限值時(shí)所能承載的最大電流。”而它的工作電流則由它所控制的電磁鐵在閉合狀態(tài)下的負(fù)載功能來決定。因此約定發(fā)熱電流和工作電流是兩個(gè)不同的概念。

GN14048.5-93《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 控制電路電器和開關(guān)元件第一部分

機(jī)電式控制電路電器》的附錄C“某些使用類別的輔助觸頭名義額定值舉例”中，列出目前使用較多的AC-15和DC-13的動(dòng)作電流，AC-15類別中，輔助觸頭的Ith=2.5A時(shí)，控制電磁鐵閉合狀態(tài)下的功率(容量)為180VA;Ith=5A，控制功率為360VA，Ith=10A，控制功率為720VA;DC-13(直流)Ith=1A，控制功率為28W，Ith=2.5A，控制功率為69W，Ith=5A，控制功率為138W，Ith=10A，控制功率為275W。根據(jù)所控制的電磁鐵負(fù)載功率，和微動(dòng)開關(guān)(輔助觸頭)的電壓值，就可算出它的工作電流，例如Ith=3A，可參照Ith=2.5A的控制功率，為AC-15時(shí)，控制功率為180VA(符合AC-15用于控制大于72VA的交流電磁鐵負(fù)載的規(guī)定)，180VA/380V=0.47A，180VA/220V=0.81A，就是輔助觸頭在380V和220V電壓下的動(dòng)作電流Ie;再如DC-13(控制直流電磁鐵)，Ith=2.5A，控制電磁鐵的容量(功率)為69W，69W/220V=0.31A，69W/110V=0.63A，就是輔助觸頭在220V和110V下的工作電流，確定輔助觸頭的工作電流是很重要的，因?yàn)檩o助觸頭的通電操作性能實(shí)驗(yàn)，非正常接通與分?jǐn)嗄芰��?shí)驗(yàn)都與Ie的數(shù)值有關(guān)的Ie取大或取小都不符合產(chǎn)品的要求。

查閱一下國(guó)內(nèi)市場(chǎng)仍占相當(dāng)比例的某中塑殼式斷路器和另兩種萬能式斷路器的1997年行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)修訂版，就發(fā)現(xiàn)對(duì)輔助觸頭的額定工作電流的規(guī)定很是混亂，也不符合國(guó)家的大類標(biāo)準(zhǔn)。如某斷路器規(guī)定Ith分別為1A、3A、6A。而在AC380V時(shí)工作電流Ie分別為0.3A、0.4A和3A(它們都是AC-15類別)，控制的交流電磁鐵在閉合狀態(tài)的功率，按計(jì)算分別為114VA、152VA和1140VA;在DC220V，Ie分別為0.15A、0.15A和0.2A，則直流電磁鐵的功率分別為33W、33W和66W。顯然是不符合GB14048.5標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。另兩個(gè)萬能式斷路器則通過規(guī)定，交流電磁鐵功率為300VA，直流電磁鐵功率為60W，這是沿用老標(biāo)準(zhǔn)AC-11和DC-11的，但是AC-11和DC-11早在1993年就命令取消，再去套用是沒道理的。

以上3點(diǎn)質(zhì)疑未必完全正確，希望得到專家的指正。