电气火灾监控系统 第4部分:故障电弧探测器 GB14287.4-2014

6 试验


6.1 总则

6.1.1 试验的大气条件
除在有关条文另有说明外,则各项试验均在下述大气条件下进行:
——温度:15 ℃~35 ℃;
——湿度:25%~75%;
——大气压力:86 kPa~106 kPa。
6.1.2 试验的正常监视状态
在有关条文中没有特殊要求时,应保证探测器的工作电压为额定工作电压,并在试验期间保持工作电压稳定。
6.1.3 容差
除在有关条文另有说明外,各项试验数据的容差均为±5%;环境条件参数偏差应符合 GB 16838要求。
6.1.4 外观检查
试验样品(以下简称试样)在试验前应进行外观检查,符合 5.2 的要求后方可进行试验。
6.1.5 试样
4套探测器,并在试验前予以编号。
6.1.6 探测器的安装
试样应按制造商规定的正常安装方式安装。如果说明书给出多种安装方式,试验中应采用对试样工作最不利的安装方式。
6.1.7 试验程序
按表5规定的程序进行试验。

表5 试验程序

6.2 基本要求检查

6.2.1 对于采用 AC 220 V/50 Hz交流电源供电的试样,检查试样的电源输入接线端子。
6.2.2 使试样报警,检查试样的报警确认灯;手动复位试样,观察并记录试样的工作状态。
6.2.3 对于连接辅助设备的试样,分别使辅助设备连接线断路和短路,观察并记录试样的工作状态。
6.2.4 检查试样的出厂设置状态。
6.2.5 对于报警参数可进行现场设置的试样,检查试样的设置状态。
6.2.6 按照 GB 23757—2009中4.2的要求进行外壳防护等级试验。

6.3 报警性能试验

6.3.1 试样连接
6.3.1.1 试样进行报警性能试验应采用实际电路或与之等效的故障电弧模拟发生装置。实际电路的试验连接示意图如图1a)所示,故障电弧模拟发生装置的示意图如图1b)所示,典型故障电弧波形图参见附录A。

图1故障电弧试验线路示意图

6.3.1.2 故障电弧模拟发生装置的技术指标应符合下列要求:
a)电压输出端子:电压输出值为 AC 220×(1±10%)V;电流输出值≤2 A;信号宽带不小于20 kHz。
b)电流输出端子:电压输出值为 AC 20 V~60 V;电流输出值≤60 A。
c)最大单次工作时间:5min。
d)工作电源:AC 220 V。
6.3.2 故障电弧试验
6.3.2.1 试验步骤

6.3.2.1.1 按照表6所要求的电弧性质和负载条件,分别对试样进行试验。

表6 故障电弧试验

6.3.2.1.2 启动试验设备后,若线路中产生每秒最多9个及以下半周期的故障电弧或者14个及以上半周期的故障电弧,则此组试验为有效试验,观察并记录探测器状态,并记录试样的报警时间;若试验时每秒产生的电弧数量不满足上述条件时,则此组试验为无效试验,需重新进行。
注:电弧持续时间不超过 0.42 ms或者电流值不超过额定电流值 5% 的微小电弧不作为电弧统计。
6.3.2.2 试验设备及方法
6.3.2.2.1 串联碳化路径电弧试验

如图2所示,将两段单芯铜导线(2.5 mm²)端部 2cm 绝缘去除后铰接,使导线保留绝缘部分重叠2 mm~4 mm,并用塑料绝缘胶带缠绕铰接部位3周制备出样品,将样品接入试验线路,由高压发生装置产生高压使重叠部分绝缘击穿形成碳化路径后,由低压(AC 220 V)装置对线路及负载供电,从而产生电弧。

图2 串联碳化路径电弧试验线路示意图

6.3.2.2.2  并联碳化路径电弧试验
如图3所示,将两段平行单芯铜导线(2.5 mm²)中间部分相距3mm处绝缘切口后用塑料绝缘胶带缠绕切口部位3周制备出样品,将样品接入试验线路,由高压发生装置产生高压使切口部分绝缘击穿形成碳化路径后,由低压 (AC 220V)装置对线路及负载供电,从而产生电弧。

图3 并联碳化路径电弧试验线路示意图

6.3.2.2.3 并联金属性接触电弧试验
如图4所示,与水平面呈一定角度的刀片缓慢落下,在与平行放置的两段并行多芯铜导线(2.5 mm²)线芯接触瞬间产生电弧。

 图4 并联金属性接触电弧试验线路示意图

6.3.3 误报警试验
6.3.3.1 对样品分别进行表7所示设备的误报警试验。

表7 误报警试验

6.3.3.2 按照图5连接试验设备进行并联抗扰动试验,其中负载为功率 1000W 的阻性负载。试验时通过调节电弧发生器(如图11所示)产生故障电弧,若线路中产生每秒最多14个及以上半周期的故障电弧,则此组试验为有效试验,观察并记录探测器状态;若试验时每秒产生的电弧数量不满足上述条件时,则此组试验为无效试验,需重新进行。

 图5 并联抗扰动试验线路示意图

6.3.4 负载抑制性试验
6.3.4.1 试验步骤
6.3.4.1.1 操作信号抑制

分别按照图6、图7连接试验设备进行负载抑制性试验,其中电阻性负载功率为1000W,屏蔽负载及其运行方式分别选用表7中所列的最高速度下工作的吸尘器和制热方式下工作的2匹定频空调;按照图8连接试验设备进行负载抑制试验,其中电阻性负载功率为1000W,屏蔽负载及其运行方式选用表7中所列的带有电子镇流器的日光灯。试验时分别启动上述的屏蔽负载,调节电弧发生器(如图11所示)产生故障电弧。若线路中产生每秒14个及以上半周期的故障电弧,则此组试验为有效试验,观察并记录探测器状态,并记录试样的报警时间;若试验时每秒产生的电弧数量不满足上述条件时,则此组试验为无效试验,需重新进行。

 图6 负载抑制性试验1
图7 负载抑制性试验2
 图8 负载抑制性试验3

6.3.4.1.2 电容滤波器抑制
按照图9的电路连接试验设备,图中屏蔽负载为1000W阻性负载。按照6.3.4.1.1的方法发生电弧并检验试样。

 图9 电容滤波器抑制试验

6.3.4.1.3 线路阻抗抑制
按照图10的电路连接试验设备,图中负载为1000W阻性负载。按照6.3.4.1.1的方法发生电弧并检验试样。

 图10 线路阻抗抑制试验

6.3.4.2 试验设备
电弧发生装置如图11所示,包括一个静止的直径为6.4mm的碳电极和一个铜制的移动电极。试验时先移动铜质电极使其与碳电极良好接触,电路将接通,启动负载设备,然后横向缓慢调节移动电极使其与碳分离,直到电弧发生。

图11 电弧发生装置

6.4 重复性试验

6.4.1 将试样与配套的监控设备连接。
6.4.2 按6.3的规定测量三次报警时间,两次测量的时间间隔不应小于10min,但不大于1h。最后一次测量后,保持试样状态不变。
6.4.3 将试样不间断通电1d,然后按6.3的规定测量三次报警时间,两次测量的时间间隔不应小于10min,但不大于1h。

6.5 电压波动试验

6.5.1 将试样按正常工作要求进行布置。调节试验设备,使试验设备的输出电压为 AC 187 V/50 Hz,将该输出电压施加到试样的电源输入端,接通电源,观察试样的状态。按6.3的规定方法进行报警性能试验,并记录试样的报警时间。
6.5.2 将试样按正常工作要求进行布置。调节试验设备,使试验设备的输出电压为 AC 242 V/50 Hz,将该输出电压施加到试样的电源输入端,接通电源,观察试样的状态。按6.3的规定方法进行报警性能试验,并记录试样的报警时间。

6.6 绝缘电阻试验

6.6.1 试验步骤
通过绝缘电阻试验装置,分别对试样的下述部分施加 500 V±50 V 直流电压,持续 60 s±5 s,测量其绝缘电阻值:
a)试样的外部带电端子与机壳之间;
b)电源插头(或电源接线端子)与机壳之间(电源开关置于接通位置,但电源插头不接入电网)。试验时,应保证接触点可靠接触。
6.6.2 试验设备
绝缘电阻试验装置应符合下述技术要求:
a) 试验电压:500 V±50 V;
b) 测量范围:0 MΩ~500 MΩ;
c) 最小分度:0.1 MΩ;
d) 记时:60 s±5 s。

6.7 泄漏电流试验

6.7.1 试验步骤
将采用 AC 220V/50 Hz 交流电源供电的试样按正常工作要求布置,接通电源,使其处于正常监视状态。调节供电电压为试样主电源额定电压的 1.06 倍,测量并记录其总泄漏电流值。
6.7.2 试验设备
符合 GB 4706.1 规定的测量泄漏电流的试验装置。

6.8 电气强度试验

6.8.1 将试样的电源线与机壳分别连接到试验装置,调节试验装置,以 100 V/s~500 V/s 的升压速率施加 AC 1250V/50 HZ 的试验电压,持续 60 s±5 s,观察并记录试验期间所发生的现象。
6.8.2 以 100V/s~500 V/s的降压速率使电压降至低于额定电压值后,方可断电。
6.8.3 将独立式的试样接通电源,非独立式试样与制造商提供的电气火灾监控设备相连接接通电源,检查试样是否处于正常监视状态。
6.8.4 按6.3的规定方法进行报警性能试验,并记录试样的报警时间。

6.9 低温(运行)试验

6.9.1 试验步骤
6.9.1.1 将试样及其底座放在低温试验箱中,接通监控设备,使其处于正常监视状态。
6.9.1.2 在温度15 ℃~20 ℃、相对湿度不大于70%的条件下保持1h,然后以不大于0.5 ℃/min的降温速率,将温度降至-10 ℃±3 ℃,在此条件下保持2h(试样不应有结冰现象)。试验期间,观察并记录试样的工作状态。
6.9.1.3 试验后,取出试样,在正常大气条件下放置1h。然后按6.3规定的方法进行报警性能试验,并记录试样的报警时间。
6.9.2 试验设备
试验设备应符合 GB 16838的有关规定。

6.10 恒定湿热(运行)试验

6.10.1 试验步骤
6.10.1.1 将试样及其底座放在湿热试验箱中,接通监控设备,使其处于正常监视状态。
6.10.1.2 调节湿热试验箱,使试样在温度为40 ℃±2 ℃、相对湿度为93%±3%的条件下持续4d。试验期间,观察并记录试样的工作状态。
6.10.1.3 试验后,取出试样,在正常大气条件下放置1h。然后按6.3规定的方法进行报警性能试验,并记录试样的报警时间。
6.10.2 试验设备
试验设备应符合GB16838的有关规定。

6.11 冲击试验

6.11.1 试验步骤
6.11.1.1 将试样及其底座固定在冲击试验台上,接通监控设备,使其处于正常监视状态。
6.11.1.2 对质量为m的试样,当m≤4.75kg时,峰值加速度为(100-20m)m/s²;当m>4.75kg时,峰值加速度为0,脉冲时间为6ms。启动冲击试验台,对试样的6个方向进行冲击。
6.11.1.3 试验后,按6.3的规定方法进行报警性能试验,并记录试样的报警时间。
6.11.2 试验设备
试验设备应符合 GB 16838的规定。

6.12 碰撞试验

6.12.1 试验步骤
6.12.1.1 按要求将试样及其底座按正常的工作位置固定在碰撞试验台的水平安装板上,接通监控设备,使其处于正常监视状态。试样在试验前应至少通电15min。
6.12.1.2 调整碰撞试验设备,使锤头碰撞面的中心能够从水平方向碰撞试样,并对准使试样最易遭受破坏的部位。然后以1.5 m/s±0.125 m/s 的锤头速度、1.9 J±0.1 J 的碰撞动能碰撞试样1次。试验期间,观察并记录试样的工作状态。
6.12.1.3 试验后,按6.3规定的方法进行报警性能试验,并记录试样的报警时间。
6.12.2 试验设备
试验装置(如图12所示)主体是一个摆锤机构,摆锤的锤头由硬质铝合金 AlCu4SiMg(经固溶、时效处理)制成,外形为具有一个斜的碰撞面的六面体。锤头的摆杆固定在带球轴承的钢轮毂上,球轴承装在硬钢架的固定钢轴上。硬钢架的结构应保证在未安装试样时能够使摆锤自由旋转。
锤头的外形尺寸为长94mm、宽76mm、高50mm,质量约为0.79kg。锤头的斜切面与纵轴之间的夹角为 60°±1°。锤头的摆杆外径为 25mm土0.1mm,壁厚为 1.6mm±0.1mm。
锤头的纵轴距旋转轴线的径向距离为 305mm,锤头的摆杆轴线要保证与旋转轴线垂直。外径为
102mm,长为 200mm的钢轮毂同心组装在直径为 25mm的钢轴上。钢轴直径的精度取决于所用轴承尺寸公差。
在钢轮毂与摆杆相对的方向上装有两个外径为 20mm、长为 185mm的钢质配重臂,其伸出长度为150mm。在两个配重臂上装一个位置可调的配重块,以便使锤头与配重臂平衡。在钢轮毂的一端上装一个厚 12mm、直径为 150mm的铝合金滑轮,在滑轮上缠绕一条缆绳,缆绳的一端固定在滑轮上,另一端系上工作重锤,工作重锤的质量约为0.55 kg。

图12 碰撞试验装置结构图

安装试样的水平安装板由钢架支撑,安装板可以上下调整,以便使锤头的碰撞面中心从水平方向碰撞试样。
在使用试验设备时,首先应按图12调整试样和安装板的位置。调好后,把安装板固定在钢架上,然后摘下工作重锤,通过调整配重块平衡摆锤机构。调整平衡后,把摆杆拉到水平位置上,系上工作重锤,当摆锤机构释放时,工作重锤使锤头旋转270°碰撞试样。

6.13 振动(正弦)(耐久)试验

6.13.1 试验步骤
6.13.1.1 将试样及其底座固定在振动试验台上。
6.13.1.2 依次在三个互相垂直的轴线上,在 10 Hz~150 Hz 的频率循环范围内,以 10m/s² 的加速度幅值,1倍频程/分的扫频速率,各进行20次扫频循环。
6.13.1.3 试验后,按6.3规定的方法进行报警性能试验,并记录试样的报警时间。
6.13.2 试验设备
试验设备应符合GB16838的规定。

6.14 射频电磁场辐射抗扰度试验

6.14.1 试验步骤
6.14.1.1 将试样安放在不导电支座上,接通电源,使试样处于正常监视状态 15 min。
6.14.1.2 按 GB 16838 中的要求,对试样施加表4所示条件的电磁干扰。
6.14.1.3 干扰期间,观察并记录试样工作状态。
6.14.1.4 干扰结束后,按6.3规定的方法进行报警性能试验,并记录试样的报警时间。
6.14.2 试验设备
试验设备应满足 GB/T 17626.3 的规定。

6.15 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验

6.15.1 试验步骤
6.15.1.1 将试样安放在绝缘台上,接通电源,使试样处于正常监视状态,保持 15 min。
6.15.1.2 按 GB 16838 中的要求,对试样施加表4所示条件的电磁干扰。
6.15.1.3 干扰期间,观察并记录试样工作状态。
6.15.1.4 干扰结束后,按6.3规定的方法进行报警性能试验,并记录试样的报警时间。
6.15.2 试验设备
试验设备应满足 GB/T 17626.6的规定。

6.16 静电放电抗扰度试验

6.16.1 试验步骤
6.16.1.1 将试样放在距接地参考平面 0.8 m 的支架上。接通电源,使试样处于正常监视状态,保持15 min。
6.16.1.2 对绝缘体外壳的试样,实施空气放电;对导体外壳的试样,实施接触放电。
6.16.1.3 按 GB 16838中的要求,对试样施加表4所示条件的电磁干扰。
6.16.1.4 干扰期间,观察并记录试样的工作状态。
6.16.1.5 干扰结束后,按6.3规定的方法进行报警性能试验,并记录试样的报警时间。
6.16.2 试验设备
试验设备应满足 GB/T 17626.2 的规定。

6.17 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

6.17.1 试验步骤
6.17.1.1 将试样安放在绝缘台上,接通电源,使试样处于正常监视状态,保持 15 min。
6.17.1.2 按 GB 16838中的要求,对试样施加表4所示条件的电磁干扰。
6.17.1.3 干扰期间,观察并记录试样工作状态。
6.17.1.4 干扰结束后,按6.3规定的方法进行报警性能试验,并记录试样的报警时间。
6.17.2 试验设备
试验设备应满足 GB/T 17626.4的规定。

6.18 浪涌(冲击)抗扰度试验

6.18.1 试验步骤
6.18.1.1 将试样安放在绝缘台上,接通电源,使试样处于正常监视状态,保持 15 min。
6.18.1.2 按 GB 16838中的要求,对试样施加表4所示条件的电磁干扰。
6.18.1.3 干扰期间,观察并记录试样工作状态。
6.18.1.4 干扰结束后,按6.3规定的方法进行报警性能试验,并记录试样的报警时间。
6.18.2 试验设备
试验设备应满足 GB/T 17626.5的规定。

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