中国标准化协会标准 STANDARDSOFCHINAASSOCIATION FORSTANDARDIZATION
CAS 214-2012
塑料外壳式断路器可靠性评价 ReliabilityEvaluationofMoldedCaseCircuitBreakers
2012-08-24发布
CAS
索引号
CAS 214-2012(C) CAS214-2012
该标准为中国标准化协会制定，其版权为中国标准化协会所有。除了用于国家法律或事先得到中国标准化协会文字上的许可外，不许以任何
形式再复制该标准。
中国标准化协会地址：北京市海淀区增光路33号中国标协写字楼
邮政编码：100048 3电话：68486206 68481778传真：68485356
网址： www.china-cas.org 电子信箱：cas@china-cas.org
I CAS 214-2012
前 言
中国标准化协会（CAS）是组织开展国内、国际标准化活动的全国性社会团体。制定中国标准化协会标准（以下简称：中国标协标准），满足企业需要，推动企业标准化工作，是中国标准化协会的工作内容之一。中国境内的团体和个人，均可提出制、修订中国标协标准的建议并参与有关工作。
中国标协标准按《中国标准化协会标准管理办法》进行管理，按CAS1.1一2001《中国标准化协会标准结构及编写规则》的规定编制。
中国标协标准草案经向社会公开征求意见，并得到参加审定会议的75%以上的专家、成员的投票赞同，方可作为中国标协标准予以发布。
使用中国标准化协会标准的单位，应按现行国家有关规定办理标准备案，并对技术内容负责。 本标准的附录Λ、附录B是资料性附录。 本标准出中国标准化协会可靠性专业委员会归口。 本标准为首次制定。 在本标准实施过程中，如发现需要修改或补充之处，请将意见和有关资料寄给中国标准化协会，以
便修订时参考。
II CAS 214-2012
塑料外壳式断路器可靠性评价
1范围
本标准适用于符合GB14048.2规定的塑料外壳式断路器（简称塑壳断路器），规定了塑料外壳式断路器的可靠性级别、可靠性试验及可靠性评价方法。
本标准不包括产品的电磁兼容性及分断性能的评价。 2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T2900.13电工术语可信性与服务质量 GB/T2900.18电工术语低压电器 GB/T5080(所有部分）设备可靠性试验(IEC60605，IDT) GB14048.1低压开关设备和控制设备第1部分：总则(IEC60947-1，MOD) GB14048.2低压开关设备和控制设备低压断路器（IEC60947-2，IDT) GB/Z22074塑料外壳式断路器可靠性试验方法 CAS213继电器、控制与保护电器可靠性评价通则 IEC 61810-1Electromechanical elementary relays-Part1:Gcncral requircmcnts IEC 61810-2Electromechanical elementary relays-Part2:Reliability IEC 61810-2-1 Elcctromechanical clementary rclays -Part2-1: Reliability-Procedurc for thc verification
of Bio valucs
IEC61810-7Electromechanical clementaryrelays-Part7:Testandmcasurcmcntprocedurcs 3术语和定义、符号 3.1术语和定义
GB/T5080、GB/T2900.13、GB/T2900.18、GB14048.1、GB14048.2、GB/Z.22074、CAS213确立的术语和定义适用，并补充下列术语和定义。 3.1. 1
可靠性级别Gradeofreliability 在规定的试验条件下，按产品可靠性特征量数值及相关标准规定对产品可靠性水平划分的级别。
3.1.2
可靠性评价Evaluatingofreliability 在规定的试验条件下，根据可靠性试验结果及相关标准的规定，确定产品所符合的可靠性级
别。可靠性评价是可靠性系统工程中重要的环节之一 3.1.3
成功率Successratio 产品在规定的条件下完成规定功能的概率或在规定条件下试验成功的概率。
1 CAS214-2012
3.1. 4
失效率Failurerate 产品工作到t时刻后的单位时间内发生失效的概率。
3.1.5
定时或定数截尾试验方案Timeorfailurecurtailedtestplan 在试验期间，对试品进行连续地或短间隔地监测，若累积相关试验时间达到了预定的试验截
尾时间，而相关失效数未达到预定的截尾失效数，则判为接收；若累积相关试验时间未达到预定的试验截尾时间，而相关失效数达到了预定的截尾失效数，则判为拒收。
注：本标准中，有关可靠性量值的“时间”单位可用“次数”替代，例如：累积相关试验次数、和关试验次数、截尾次数、截止次数和试验次数等。
3.1. 6
可靠性验证试验Reliabilityverificationtest 为了验证产品的可靠性水平是否达到规定的可靠性级别所进行的试验。
3.1.7
相关失效（关联失效）Relevantfailure 在解释试验或工作结果或者计算可靠性量值时必须计入的失效。
3.1. 8
相关试验时间Relevanttesttime 与试品相关失效数有关的用来验证可靠性要求或用来计算可靠性量值时的试验时间。
3.1. 9
使用方风险Consumer'srisk 当产品的真实失效率等于失效率级别的最大失效率时（或当产品的真实成功率等于不可接收的成
功率时），产品被接收的概率。 3.2符号
本标准采用了下列符号：
合格判定数（允许失效数），A。=r。-1；额定电流；试品数；成功率验证试验时的截尾次数（截尾时间）：成功率验证试验时单台试品的截止次数（截止时间）；成功率验证试验时的累积相关试验次数（累积相关试验时间）：操作可靠性验证试验时的相关失效数；截尾失效数；成功率试验时的总失效次数；不可接收的成功率；拒动次数；
Ae I. n nt nz nz r re rd R n
2 CAS 214-2012
误动次数：操作可靠性验证试验时的累积相关试验时间（累积相关试验次数）：操作可靠性验证试验时的截尾时间（截尾次数）：操作可靠性验证试验时单台试品的试验截止时间（截止次数）：触头分断状态下触头间的电压：触头接通状态下其两引出端间的电压降：使用方风险：规定失效率级别的最大失效率。
r2 T Te t: Ut U β A gax
4可靠性级别
塑壳断路器可靠性特征量采用操作失效率、瞬动保护成功率和过载保护成功率，并按可靠性特征量数值划分塑壳断路器的可靠性级别。 4.1操作可靠性级别
按最大失效率的数值将操作可靠性划分为三个级别（一级、二级、三级），操作可靠性级别的名称及最大失效率见表1。 4.2 瞬动保护可靠性级别
按不可接收的成功率R的数值将瞬动保护可靠性划分为三个级别（一级、二级、三级），瞬动保护可靠性级别的名称及R的数值见表1。 4.3 3过载保护可靠性级别
按不可接收的成功率R1的数值将过载保护可靠性划分为三个级别（一级、二级、三级），过载保护可靠性级别的名称及R1的数值见表1。
表1塑壳断路器可靠性级别
过载保护可靠性级别
解动保护可靠性级别
操作可靠性级别
最大失效率入单位：(1/10次）
名称 不可接收的成功率R1 名称 不可接收的成功率R1 一级
名称一级二级三级 5可靠性试验 5.1试验条件 5.1.1 试验环境条件
一级二级三级
0. 96 0.92 0.90
0. 99 0. 97 0. 96
3X10 1X103 3X10°
三级三级
除非产品标准中另有规定， a) 操作可靠性试验与瞬动保护可靠性试验在室温下进行。 b) 过载保护可靠性试验在GB14048.2的试验条件下进行。 c) 试验环境应注意避免灰尘和其它污染。
5.1.2 试品的安装条件
3 CAS214-2012
在试验中，试品安装应符合以下要求： a) 试品应按产品标准规定的正常工作方式安装； b) 试品安装处的冲击和振动条件应符合产品标准的规定： c) 试品安装面与垂直面的倾斜度应符合产品标准的规定： d) 对于采用安装轨安装的产品，安装轨应符合有关安装轨的标准。
5.1.3试验电源
试验电源应符合以下要求： a) 交流电源可采用频率为50Hz（60Hz）的正弦波电源，其频率允许偏差为土5%，波形畸变因数
不大于5%：
b) 直流电源可采用发电机、蓄电池电源或稳压电源，若试验中不影响产品性能时，可以采用三相
全波整流电源，但其纹波系数不大于5%。
5.1.4试验激励条件 5.1.4.1操作可靠性试验
进行操作可靠性试验时，每小时的操作循环次数可选为120次，在每个操作循环期间，断路器应保持闭合足够的时间，但不超过2s。 5.1.4.2瞬动保护可靠性试验
进行断路器的瞬动保护可靠性试验时，应在其短路整定电流的80%和120%下对任意二极串联进行验证及每一相极通以脱扣电流（按制造厂提出的数据）单独进行验证，电流持续时间为0.2s。试验电
流应无非对称分量。 5.1.4.3过载保护可靠性试验
在基准温度下，电流整定值的1.05倍时，即在约定不脱扣电流时，脱扣器的各相极同时通电，断路器从冷态开始，即断路器在基准温度下，施加约定不脱扣电流时至约定时间（约定时间：1>63A时为2h，I.≤63A时为1h）。
此外，在约定时间结束后，立即使电流上升至电流整定值的1.30倍，即达到约定脱扣电流，施加最长时间为约定时间。
如果制造厂申明脱扣器实质上与周围温度无关，则上述的约定不脱扣电流和约定脱扣电流将在制造厂公布的温度带内适用，允差范围在0.3%/K内。
温度带的宽在基准温度的任何一侧应至少为10K。 对于与周围空气温度有关的脱扣器，其动作特性应在基准温度（基准温度也可由制造厂规定）下进
行验证，脱扣器所有相极都通电。如果本试验是在不同的周围空气温度下进行的，则应按制造厂的温度 /电流数据进行校正。 5.2试品的准备
试验中所用试品，应是从在稳定的工艺条件下批量生产并经过出厂检验合格的产品中随机抽取，供抽样的产品数量应不小于试品数n的10倍。 5.3试品的检测 5.3.1操作可靠性试验的检测 5.3.1.1试验前检测 4 CAS214-2012
试验前先对试品进行开箱检测，检查试品的零部件有无运输引起的损坏、断裂，剔除零部件损坏、 断裂的试品，并按规定补足试品数，剔除掉的试品不计入相关失效数r内。 5.3.1.2 试验中检测
试验过程中要对断路器的操作可靠性进行监测。 除非产品标准另有规定，应对试品的所有相极在试品每次操作循环的“闭合”期中间的40%时间内
与“断开”期中间的40%时间内，监测每相极进出线端子间的电压。监测电源可采用直流24V电源，监测电路电流可为1A，监测电路的负载可采用阻性负载。 5.3.2瞬动保护可靠性试验的检测 5.3.2.1试验前检测
按本标准5.3.1.1规定。 5.3.2.2试验中检测
多极短路脱扣器的动作应对任意二极申联通以试验电流进行验证，但要对每个具有短路脱扣器的极作各种可能的组合（A、B极串联，B、C极串联，C、A极串联）进行验证。
其次，短路脱扣器的动作应对每一相极单独验证，脱扣电流按制造厂提出的数值。 1）当试验电流等于短路整定电流的80%时，在电流持续时间检测塑壳断路器的状态； 2）当试验电流等于短路整定电流的120%时，在电流持续时间检测塑壳断路器的状态。 完成1)和2）的步骤为1次试验。 上述6种情况各进行n./6次，每台试品瞬动保护可靠性试验共进行n.次。
5.3.3 过载保护可靠性试验的检测 5.3.3.1 试验前检测
按本标准5.3.1.1规定。 5.3.3.2i 试验中检测
每次试验，试品从冷态开始通以1.05In电流（约定不脱扣电流）至约定时间的过程中检测塑壳断路器的状态，试品再通1.30In电流并检测断路器的状态。
对于制造厂声明与周围空气温度无关的脱扣器，其动作特性应用两种测量法进行验证，一种是在 30℃土2℃下进行，另一种是在20℃土2℃或在40℃土2℃下进行，脱扣器的所有相极都通电。
该操作每台试品进行nz次，对于制造厂声明与周围空气温度无关的脱扣器，每台试品在30
℃±2℃下进行nz/2次，在20℃±2℃或在40℃±2℃下进行nz/2次。 5.4 失效判据 5.4.1操作可靠性试验的失效判据
在操作可靠性试验过程中，当某试品出现下列任意一种情况时，即认为该试品发生失效。 a) 触头闭合状态下其相极接线端间的电压降U超过监测电源回路开路电压的10%： b) 触头断开状态下相极接线端间的电压U低于监测电源回路开路电压的90% c) 触头发生熔接或其它形式的粘接； d) 断路器闭合操作时闭合不上；
5