小型斷路器的可靠性指標的研究

一、小型斷路器的工作特點及故障模式

小型斷路器屬於保護類電器，用於保護電器線路及裝置的安全，與控制用繼電器、小容量交流接觸器等頻繁操作的控制類電器不同。當電器線路或用電裝置發生過載、短路等故障時，其脫扣器應能及時動作，可靠地將電路切斷；當電氣線路或用電裝置處於正常狀態時，它的主觸頭應能可靠接通電路，其脫扣器不應誤動作。此外，小型斷路器是不頻繁操作類電器，其產品標準中規定的電壽命次數遠遠低於控制繼電器和接觸器的電壽命次數，一般僅為數千次。

透過分析，我們將小型斷路器的主要故障模式分成如下三類

（1）操作故障，即小型斷路器在手動合閘操作時合不上閘，電路不能接通；小型斷路器在手動分閘操作時分不了閘，電路不能斷開。

（2） 誤動故障，即當電氣線路或用電裝置未發生過載、短路故障時，斷路器的瞬動脫扣器或延時動作脫扣器動作而使斷路器自動分閘。

（3） 拒動故障，即當電氣線路或用電裝置發生過載、短路故障時斷路器不能及時可靠地切斷故障電流，使電氣線路或用電裝置得不到可靠的保護，

一般說來，照明線路或用電裝置的過載、短路故障不會頻繁發生，有的斷路器可能幾年都遇不到過載、短路故障，而有的斷路器可能在一年內會遇到若干次故障，所以拒動故障一般不會頻繁發生。此外，從故障的後果來看，操作故障或誤動故障雖會造成照明線路或用電裝置不能正常通電或不必要的停電，從而產生一定的經濟損失，但一般不會造成嚴重的後果；而拒動故障會危及照明線路或用電裝置的安全，甚至會引起建築物發生火災，從而可能導致較大的經濟損失，其後果比其他兩類故障的後果更嚴重。

二、小型斷路器的可靠性指標

小型斷路器與控制類電器的最大區別在於，人們除了關心其操作特性的可靠性外，更關心其對用電裝置故障的保護作用，即要求其在實際使用期間，對用電裝置的保護成功率要高。而小型斷路器拒動故障發生的頻繁程度不僅取決於斷路器本身是否工作可靠，而且也取決於照明線路或用電裝置故障的頻繁程度；誤動故障發生的頻繁程度與干擾訊號是否頻繁有關，還取決於斷路器本身元件及電路引數的漂移及其抗干擾性能，很難進行可靠模擬試驗，操作故障發生的頻繁程度主要取決於斷路器操作機構的工作是否可靠。此外，小型斷路器拒動故障與其他兩種故障後果的嚴重程度也有較大差別。

根據小型斷路器的上述工作特點及故障模式，我們建議針對拒動、誤動故障及操作故障這三類故障分別規定兩個可靠性指標。對拒動、誤動故障而言，可採用保護成功率R的高低作為可靠性指標（成功率是指產品在規定的條件下完成規定功能的機率，或在規定條件試驗成功的機率）；對操作故障而言，可採用故障率λ的大小作為可靠性指標（故障率是指已工作到t時刻的產品在t時刻後的單位時間內發生操作故障的機率）。而小型斷路器對用電裝置的保護包括線路過載保護和短路保護，鑑於線路發生短路故障時對用電裝置所造成危害比發生過載時嚴重的多，同時為避免可靠性指標體系過於複雜又不宜採用太多的可靠性指標來描述，因此在本文中我們提出主要考慮小型斷路器線上路發生短路時的保護特性，故採用瞬動保護成功率R 和操作故故障率λ作為小型斷路器的可靠性特徵量，並分別將故障率和成功率等級作為其可靠性指標。

我們推薦按最大故障率λmax的數值分為三個故障率等級 （ 三級、亞四級、四級） ， 按不可接收的成功率R1的數值分為五個成功率等級（一級。一級、三級、四級、五級） 。

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