標(biāo)準(zhǔn)是技術(shù)創(chuàng)新的總結(jié)與產(chǎn)品檢測(cè)的根據(jù)

藍(lán) 潔

（廣東省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 ，廣東 東莞 523325）

1 新型低壓電器技術(shù)的特點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)的缺省

自19世紀(jì)80年代世界上第一臺(tái)刀開(kāi)關(guān)誕生至今，由于新材料、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等不斷融入到傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的低壓電器技術(shù)中去，低壓電器的功能結(jié)構(gòu)由傳統(tǒng)的感知與執(zhí)行兩部份，擴(kuò)展為新型的感知、思維、判斷與執(zhí)行幾大部份。從而實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品向小型化、模塊化、集成化、多功能化、高分?jǐn)?、智能化以及網(wǎng)絡(luò)化方向跨越式的發(fā)展。

（1）小型化：工程塑料耐熱等級(jí)的提高，使得電器載流導(dǎo)體電流密度的提高成為可能，從而大大實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品小型化。

（2）組件功能模塊化與組裝積木化：斷路器的輔助觸頭、報(bào)警觸頭、欠壓脫扣器、分勵(lì)脫扣器等附件，都實(shí)現(xiàn)了功能模塊化，全系列通用，組裝時(shí)不用打開(kāi)外蓋，只要裝進(jìn)外蓋的附件盒內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了組裝積木化。

（3）多功能與集成化：20世紀(jì)80年代國(guó)外推出的控制與保護(hù)自配合電器（Control＆Protection System）簡(jiǎn)稱（CPS）是多功能與集成化的典型產(chǎn)品，該產(chǎn)品集斷路器、接觸器、熱繼電器、電磁起動(dòng)器、隔離開(kāi)關(guān)的功能于一身，使傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的低壓電器的結(jié)構(gòu)與功能概念發(fā)生了質(zhì)的變化。

（4）高分?jǐn)啵航?0年來(lái)低壓斷路器的觸頭系統(tǒng)由單斷點(diǎn)變成雙斷點(diǎn)，使得斷口的弧電壓大大提高，從而提高了分?jǐn)嗄芰ΑＦ浯螠缁∠到y(tǒng)與觸頭系統(tǒng)的優(yōu)化組合，通過(guò)導(dǎo)電回路的特殊布置增加作用在電弧上的電動(dòng)力，另一方面采用聚合物塑料形成的窄縫以及塑料本身在電弧高溫作用下的氣化所產(chǎn)的高壓氣流將電弧吹入窄縫，加速電弧的冷卻和去游離，迅速使電弧熄滅，對(duì)提高分?jǐn)嗄芰σ泊笥袔椭?/p>

（5）智能化：電子技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是20世紀(jì)70年代，使計(jì)算機(jī)分成兩類：

通用計(jì)算機(jī)：以海量計(jì)算為目的。

嵌入式計(jì)算機(jī)Embedded：以單片機(jī)為核心，以邏輯分析，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制為目的。

20世紀(jì)80年代，國(guó)外率先將嵌入式計(jì)算機(jī)（嵌入式 MCU技術(shù)）應(yīng)用到斷路器的保護(hù)與控制上，使低壓電器的功能大大擴(kuò)展，即有感知、思維、判斷與執(zhí)行四部份，實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新式的發(fā)展，誕生了智能化低壓斷路器。由于嵌入式 MCU技術(shù)的邏輯分析與判斷具有人工智能的作用，產(chǎn)品不僅能感知故障，及時(shí)切斷電路，而且能對(duì)故障進(jìn)行診斷，并對(duì)故障情況（類別、參數(shù)、發(fā)生時(shí)間等）留存記憶，以作故障分析。

（6）網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控：嵌入式MCU技術(shù)的應(yīng)用還使得產(chǎn)品的監(jiān)控功能由現(xiàn)場(chǎng)巡回監(jiān)控發(fā)展至異地監(jiān)控，從有人值守發(fā)展到無(wú)人值守，從點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的監(jiān)控發(fā)展到一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，即上位機(jī)對(duì)下位機(jī)通過(guò)通信協(xié)議雙向互動(dòng)的有線傳輸實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)監(jiān)控，近年來(lái)由于GPRS技術(shù)的應(yīng)用，又由有線監(jiān)控發(fā)展到無(wú)線監(jiān)控，從局域網(wǎng)發(fā)展到廣域網(wǎng)的監(jiān)控。

這些技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，誕生了一批高水平的新產(chǎn)品，同時(shí)，由于技術(shù)的更新，國(guó)際電工委員會(huì)也在不斷更新標(biāo)準(zhǔn)，推出了 IEC60947系列低壓電器新標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織也緊跟 IEC推出GB14048系列低壓電器新標(biāo)準(zhǔn)，不言而喻，對(duì)推動(dòng)我國(guó)低壓電器技術(shù)與國(guó)際接軌起到很大的作用。

盡管如此，從產(chǎn)品檢測(cè)的實(shí)際，我們?nèi)愿袠?biāo)準(zhǔn)的不敷應(yīng)用，甚至出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)滯后于產(chǎn)品的現(xiàn)象，標(biāo)準(zhǔn)的缺省對(duì)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與檢測(cè)產(chǎn)生很大影響。

2 標(biāo)準(zhǔn)需要補(bǔ)充或修訂的問(wèn)題

（1）關(guān)于智能化低壓電器

國(guó)內(nèi)外早在20世90年代就有智能化低壓斷路器在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷售，并在若干工程中得到應(yīng)用，但由于沒(méi)有正式的“智能化”標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，其智能化的功能無(wú)法檢測(cè)，即使是“3C”發(fā)證也在這個(gè)問(wèn)題上回避延續(xù)至今，最近國(guó)家明確將在 2020年前投入4.5萬(wàn)億將全國(guó)電網(wǎng)改造成智能化電網(wǎng)，智能化就無(wú)法回避了，因此，急需解決智能化標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題。

1）定義

由于至今國(guó)標(biāo)GB/T2900.18-92“低壓電器”沒(méi)有“智能化低壓電器”的定義，所以市場(chǎng)上大多采用電子技術(shù)的產(chǎn)品都是自我命名，冠以“智能化”名稱，比如僅有電子脫扣的塑殼斷路器，甚至一些數(shù)顯儀表，也稱為智能化斷路器或智能化儀表，技術(shù)概念模糊，市場(chǎng)狀況混亂，誤導(dǎo)用戶錯(cuò)誤選用情況時(shí)有發(fā)生，因此，需要有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)威定義，以正視聽(tīng)。

根據(jù)檢測(cè)工作接觸國(guó)內(nèi)外電器產(chǎn)品的實(shí)際，所謂智能化低壓電器，大多具備以下特征和功能，即：

通過(guò)采用嵌入式 MCU技術(shù)及軟件程序具有以下功能之一者的低壓電器：①故障予警、故障自診斷及故障記憶；②通信對(duì)話實(shí)現(xiàn)遙調(diào)、遙控、遙測(cè)、遙信，即下位機(jī)與上位機(jī)的雙向通信是通過(guò)通信協(xié)議和相應(yīng)的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

2）參數(shù)

故障診斷與記憶，應(yīng)明確指出故障類別，故障發(fā)生處（相）、故障參數(shù)（電流、電壓）以及故障發(fā)生的時(shí)間。

通信對(duì)話涉及下位機(jī)與上位機(jī)，通信網(wǎng)絡(luò)、通信協(xié)議等等復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題，但就下位機(jī)即可通信的低壓電器至少要涉及到通信線的特征及長(zhǎng)度，通信接口、通信協(xié)議（語(yǔ)法、語(yǔ)義，同步）、通信方式（單工、雙工）、傳輸速率、噪聲等。

3）檢測(cè)方法

對(duì)于可通信的低壓電器元件，采用什么檢測(cè)方法評(píng)價(jià)它的通信功能十分重要，哪怕是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信功能，也應(yīng)有檢測(cè)方法，例如通信距離為1.2km，是否要用1.2km長(zhǎng)的通信電纜來(lái)試驗(yàn)，有否更能說(shuō)明功能的檢測(cè)方法。

（2）關(guān)于接觸器的電磁噪聲

噪聲是一種污染，接觸器的噪聲來(lái)源有兩個(gè)：一是電磁鐵鐵心磁性材料在交變磁場(chǎng)作用下發(fā)生的磁致伸縮引起周圍空氣振動(dòng)發(fā)聲。另一個(gè)是磁鐵本身的周期振動(dòng)發(fā)聲，這種噪聲，多數(shù)是由于機(jī)械的原因引起的（例如極面接觸不平等）這種因素是可以通過(guò)結(jié)構(gòu)與工藝的方法來(lái)消除的，因而是不允許存在的，但電磁噪聲則是材料特性決定的，不能消除，只能加以限制，以保護(hù)環(huán)境，免受噪聲污染。

接觸器的電磁噪聲是一個(gè)很重要的特性參數(shù)，但國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB14048.4-2003卻無(wú)規(guī)定，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/ T8591.3-2006“CJ40系列交流接觸器的 7.2.8及8.3.6條規(guī)定”接觸器的電磁鐵噪聲在其正前方的0.4m處，不大于45dB，但此標(biāo)準(zhǔn)未提及對(duì)背景噪聲的要求，故只能在消音室測(cè)定，而不能在生產(chǎn)作業(yè)背景噪聲復(fù)雜的環(huán)境下進(jìn)行，如果企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充電磁鐵噪聲標(biāo)準(zhǔn)，將難執(zhí)行，即使訂了標(biāo)準(zhǔn)，也難免因企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)個(gè)性化，變得要求不一，難以統(tǒng)一執(zhí)行。

（3）雙電源自動(dòng)切換裝置（STSE）的相序保護(hù)

雙電源自動(dòng)切換裝置的相序保護(hù)是十分重要的問(wèn)題。當(dāng)常用電源自動(dòng)切換到備用電源時(shí)，必須保證相序的一致性，否則就不安全，GB14048.11-2006“多功能電器——轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器”，就無(wú)此規(guī)定，因此，現(xiàn)今雙電源自動(dòng)切換裝置大多不其備此功能，專家和用戶都希望盡快立標(biāo)準(zhǔn)解決此問(wèn)題。

（4）關(guān)于電涌保護(hù)器（SPD）的短路后備保護(hù)的選用

在 GB/T18802.12-2006“配電系統(tǒng)的電涌保護(hù)器（SPD）選用的使用導(dǎo)則”之第 6.2.4.3條“SPD和RCD或過(guò)流保護(hù)器，如熔斷器或斷路器的電涌配合”并未提及與SPD串接的過(guò)電流保護(hù)器應(yīng)采用熔斷器，而不采用微型斷路器（MCB），因?yàn)镸CB內(nèi)短路保護(hù)脫扣器為一具有若干匣數(shù)的電感線圈，這個(gè)線圈的電感L及其電壓降Ldi/dt，會(huì)增大被保護(hù)設(shè)備承受的雷電沖擊過(guò)電壓，而采用熔斷器則不存在此問(wèn)題。

（5）小型斷路器及小型漏電斷路器 1.13In與2.55In動(dòng)作協(xié)調(diào)性。

GB10963.1與GB16917.1中相關(guān)規(guī)定過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作特性：

1）1.13In，t≥1h（In≤63A），t≥2h（In＞63A）不脫扣，冷態(tài)。

2）2.55In，1s＜t＜60s（In≤32A），1s＜t＜120s（In＞32A）脫扣，冷態(tài)。

根據(jù)我們產(chǎn)品檢測(cè)的實(shí)踐證明，兩者之間常存在不協(xié)調(diào)，尤其是 50～63A，3～4P的漏電開(kāi)關(guān)情況更為嚴(yán)重，雖然這些試品都是制造商精心制作的，但不合格率仍很高，原因很多，除了結(jié)構(gòu)（極數(shù)、開(kāi)關(guān)或漏電）、工藝、熱元件及熱雙金屬片的材料參數(shù)，穩(wěn)定處理工藝等因素外、標(biāo)準(zhǔn)本身的不協(xié)調(diào)也是一個(gè)因素。理論上，對(duì)同一條i-t曲線計(jì)算如下：

1）當(dāng) 1.13In能在 1h標(biāo)準(zhǔn)不脫扣，此時(shí)，同樣在冷態(tài)（2.55In）的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)為：

對(duì)In≤32A，t=（1.13In）2×3600/（2.55In）2=706.9s＞60s，即2.55In脫扣時(shí)間大于60s。

對(duì)In＞32A，t=（1.13In）2×3600/（2.55In）2=706.9s＞120s，即2.55In脫扣時(shí)間大于120s。

2）當(dāng)2.55In能在時(shí)限內(nèi)脫扣，那1.13In時(shí)穩(wěn)住不脫扣的時(shí)間為：

對(duì)In≤32A，t=（2.55In）2×60/（1.13In）2=305.5s＜3600s，不合格。

對(duì)In＞32A，t=（2.55In）2×120/（1.13In）2=711s＜3600s，同樣不合格。

同樣是冷態(tài)，1.13In與2.55In的發(fā)熱特性是不協(xié)調(diào)的，需要在檢測(cè)時(shí)調(diào)整，但對(duì)于3極、4極50～63A的調(diào)整是極其難以滿足要求的，IEC60898及IEC61009標(biāo)準(zhǔn)，未說(shuō)明2.55In的來(lái)歷，而國(guó)外一些知名大公司相同類型的產(chǎn)品并無(wú) 2.55In的時(shí)間要求，從產(chǎn)品檢測(cè)的結(jié)果看，他們的產(chǎn)品合格率也并不高，因此這個(gè)問(wèn)題應(yīng)引起標(biāo)準(zhǔn)制訂部門的關(guān)注。

3 產(chǎn)品檢測(cè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的要求

所謂標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是“滿意為標(biāo)，適度為準(zhǔn)”，即“滿意”是目標(biāo)，“適度”的含意是達(dá)到目標(biāo)的可能性，而這個(gè)可能性的描述，應(yīng)盡可能是定量的，而不完全是定性的。

產(chǎn)品檢測(cè)的目的是產(chǎn)品所能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的最真實(shí)的判定，因此，產(chǎn)品檢測(cè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)最直接的要求有三點(diǎn)。

（1）確定性

要求產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品的特性，盡可能給予定量的要求，盡可能少用定性的描述，因?yàn)槎ㄐ缘拿枋?，往往無(wú)定量的數(shù)據(jù)去界定，而多數(shù)由人的感官（聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)等）去判別，而人的感覺(jué)位往往存在個(gè)性化的差異易引發(fā)結(jié)論性的爭(zhēng)論，例如標(biāo)準(zhǔn)中“變壓器的響聲正?！?，“高壓開(kāi)關(guān)和斷路器運(yùn)行中無(wú)異常聲響和氣味”，“少油斷路器油色應(yīng)正常”，“電壓互感器、電流互感器的油色應(yīng)正?！保半娙萜鹘M運(yùn)行時(shí)無(wú)異常聲響和氣味”等等，這些標(biāo)準(zhǔn)所提到的聲響的“異常”，油色的“正常”等都是定性的描述，無(wú)定量的要求，即存在不確定性，在實(shí)際檢測(cè)中，易引發(fā)爭(zhēng)議，很難執(zhí)行，倘給出異常聲響的分貝或油色的“色標(biāo)”，就確定了而易于執(zhí)行。

（2）一致性

要求產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的前后描述及與引用標(biāo)準(zhǔn)的條款保持一致性，例如 GB7251.1-2005“低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第一部份型式試驗(yàn)和部份型式試驗(yàn) 成套設(shè)備”中第8.2.2.4.1之表10 中“300V＜Ui≤690V工頻試驗(yàn)電壓為 2500V/1m in”，而 GB14048.1-2006“低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備總則”表12A中，“300V＜Ui≤690V工頻試驗(yàn)電壓為1890V/1m in”，成套與元件標(biāo)準(zhǔn)不一致，元件耐壓低于成套耐壓要求。再如“建筑電氣防火檢測(cè)規(guī)程”中 6.1“低壓配電和控制電器”中 6.1.2.3電器相間絕緣電阻不應(yīng)小于5M?，而GB14048.2-2008“斷路器”中第8.4.5C）條卻為“1M?”，也是成套要求高于元件，難以執(zhí)行。希望在修訂GB7251標(biāo)準(zhǔn)與“建筑電氣防火檢測(cè)規(guī)程”時(shí)予以重視。

（3）可操作性

產(chǎn)品檢查要求產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)給出特性指標(biāo)和測(cè)試方法具有可操作性，例如“建筑電氣防火檢驗(yàn)規(guī)程”第 5.2.2高壓開(kāi)關(guān)和斷路器條中采用直觀檢查“動(dòng)靜觸頭應(yīng)接觸良好”，就不具有可操作性，因?yàn)椴徽撌钦婵諗嗦菲鬟€是六氟化硫斷路器其動(dòng)靜觸頭都處在封閉的滅弧室內(nèi)，肉眼直觀檢查根本看不到它們的接觸是否良好。類似這樣的檢測(cè)方法根本不具有可操作性。

4 結(jié)論

產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的缺省或滯后于產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)不具備確定性，一致性與可操作性，必然給產(chǎn)品檢測(cè)留下許多空白，難以對(duì)產(chǎn)品水平給出貨真價(jià)實(shí)的評(píng)價(jià)，這種局面應(yīng)盡快改變。

當(dāng)前IEC標(biāo)準(zhǔn)的變動(dòng)比較頻繁，從最近IEC60947系列標(biāo)準(zhǔn)變動(dòng)的情況來(lái)看，總的評(píng)價(jià)是標(biāo)準(zhǔn)不是要求更高了，而是有所降低，對(duì)此，筆者建議：

（1）低壓電器的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)都是等同采用相應(yīng)的IEC標(biāo)準(zhǔn)，因此，技術(shù)上無(wú)什么技術(shù)壁壘可言，在換標(biāo)時(shí)，對(duì)于低于舊標(biāo)準(zhǔn)的部份，如介電性能，宜保留舊標(biāo)，以供作技術(shù)壁壘。

（2）在制訂新標(biāo)時(shí)，應(yīng)將新標(biāo)準(zhǔn)文字的翻譯與編排更加符合漢語(yǔ)的結(jié)構(gòu)，便于理解和掌握。

（3）本文所涉及的問(wèn)題均源自于產(chǎn)品檢測(cè)（認(rèn)證檢測(cè)、新產(chǎn)品檢測(cè)等）的實(shí)踐，提出這些問(wèn)題，目的在于引起有關(guān)部門的關(guān)注與探討，以求得科學(xué)合理的解決。

參改文獻(xiàn)

[1] GB14048.1-2006.低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第1部分:總則.

[2] GB14048.2-2008.低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第2部分:斷路器.

[3] GB14048.3-2008.低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第3部分: 開(kāi)關(guān)、隔離器、隔離開(kāi)關(guān)以及熔斷器組合電器..

[4] GB14048.4-2003.低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備機(jī)電式接觸器和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器.

[5] GB14048.11-2008.低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第6-1部分:多功能電器.轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器.

[6] GB/T18802.12-2006.低壓配電系統(tǒng)的電涌保護(hù)器(SPD) 第12部分:選擇和使用導(dǎo)則.

[7] GB10963.1-2005.電氣附件家用及類似場(chǎng)所用過(guò)電流保護(hù)斷路器.第1部分:用于交流的斷路器.

[8] GB16917.1-2003.家用和類似用途的帶過(guò)電流保護(hù)的剩余電流動(dòng)作斷路器(RCBO) 第 1部分:一般規(guī)則.

藍(lán) 潔，女，電氣工程師，從事低壓電器產(chǎn)品的檢測(cè)工作。