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IEC 61058-1-2 故障试验布置:电路分析、绢纸 200mm 与 1h 通电

按 23.2 还原故障试验的五个布置要素:电路分析定点、故障施加顺序、按声明安装并按 Clause 16 接线、绢纸铺在 200 mm 内、关键路径 1 h 通电或 15 min 空载,并说明试样制备与记录要求。

KBA·发布于 2026/11/2·LinkSpec 技术团队联合整理·16 分钟阅读

一句话总结:IEC 61058-1-2:2016 (Ed 1.0) 的 23.2 规定的不是"测什么",而是"怎么摆"——先用电路分析找出故障点,按 23.2.3 以声明方式安装并按 Clause 16 接线,绢纸铺在试样下方不超过 200 mm 的木板上,按 23.2.4 让电流通过关键路径、通电 1 h(故障后无电流则 15 min),环境 25 ℃ ± 10 ℃。

一、23.2 的五个布置要素

要素 条款 具体要求
故障点定位 23.2.1 先完成开关的电路分析,据此确定试验点
施加顺序 23.2.2 按对试验最方便的次序施加,标准不规定固定顺序
安装与接线 23.2.3 按制造商声明安装,按 Clause 16 接线;可拆卸件按声明处理
绢纸 23.2.3 单层绢纸铺在平整光滑木板上,位于试样下方不超过 200 mm
通电 23.2.4 电流通过关键路径;环境 25 ℃ ± 10 ℃;持续 1 h,或故障后无电流时 15 min

顺序这一项值得说明:23.3.1 要求"逐个单独施加",但标准没有规定先做哪一类。23.2.2 明确按"最方便"的次序,因为四类故障的破坏性差异很大——先做破坏性弱的(如涂层短路),有可能在一次试样上多走几个点;先做强的(如半导体短路),往往一个点就报废。

故障试验台布置(侧视) 试样(按声明安装) 按 Clause 16 接线,电流通过关键路径 环境 25 ℃ ± 10 ℃ ≤ 200 mm 单层绢纸 平整光滑木板 有电流:通电 1 h 关键路径,必要时按最大声明电流加载 故障后无电流:15 min 二选一:无电流流过时按此时长 全程目视监视外壳:记录火焰、熔融金属、绢纸炭化

二、绢纸的三个细节

23.2.3 对绢纸的写法很具体,三个细节都不能省:

  1. 单层。不是多层叠加,一层就是一层;
  2. 铺在平整光滑的木板上。木板是承托,不是随便一张纸垫在桌上;
  3. 位于试样下方不超过 200 mm。这是一个"上限",不是"标称值"——放得越近越严酷,标准只约束不得远于 200 mm。

绢纸的判定在 23.4.1 a):不得引燃。注意"炭化"与"引燃"是两件事——23.3.5 要求记录"绢纸炭化",说明炭化是允许报告的现象,判定用的是引燃。

三、关键路径与加载

23.2.4 的核心是"让电流走关键路径":

  • 接线方式应使模拟故障时电流流过关键路径;
  • 若关键路径经过负载,则按最大声明电流接入负载;
  • 环境温度 25 ℃ ± 10 ℃。

"关键路径"由 23.2.1 的电路分析确定。它可能经过触点、可能经过半导体、也可能经过一段为了通过额定电流而设计的铜箔。如果故障点在一条本来不载流的信号线上,试验电流就要单独引入,否则测不出后果。

标准没有为 Clause 23 规定加载档位(不像 Clause 17 有 TL1–TL4),只说"关键路径 + 最大声明电流"。这与 23.5 的 TL2 也不同——23.5 明确用 TL2,23.3 用的是"通过关键路径的、最大声明电流"。

四、1 h 与 15 min 的分工

23.2.4 给的通电时长是两个并列值:

情形 时长
故障后仍有电流流过 1 h
故障后无电流(如开路型故障) 15 min

后一条容易被误解为"没电流就不用等了"。实际是:开路型故障虽然没有电流,但故障点可能仍在发热、仍在冒烟,所以仍需观察 15 min。这也解释了为什么 Table 106 的 TC9 堵转试验要 1 s 通、30 s 断——不同试验的时间逻辑各由自身条款规定。

顺带对比:23.5.3 的强制冷却失效不用 1 h,而是"到温度稳态或开关切断"。三条时长规则并存,按条款归属选用。

五、试样制备:允许专门做线

Table 101 注 l) 明确:Clause 23 一般为破坏性试验,开关通常无法修复再用,可能需要专门制备的试样(例如把线焊到内部电路上)才能完成试验。

这条给了"开盖引线"的合法依据。因为故障模拟需要在内部节点施加短路,不引出线根本做不到。但要注意两点:引线本身不得改变原电路的电气特性(长度、截面、走线尽量短);引线引入的开孔在判定"带电件是否可触及"时,要按 23.4.1 b) 结合 Clause 9 考虑——如果开盖后能触及带电件,不能直接判不合格,应判断是"试验制备导致的"还是"开关本身结构导致的"。

六、记录什么

23.3.5 要求全程目视监视整个开关外壳,并记录三类事件:

事件 记录内容 与判定的关系
火焰 出现时刻、持续时长、位置 判定看绢纸是否引燃,火焰本身要报告
熔融金属喷出 是否有、落点 要报告,可能引燃绢纸
绢纸炭化 范围、程度 要报告,炭化 ≠ 引燃

这三项记录是整改的主要输入:如果绢纸未燃但出现熔融金属,说明材料选择或结构隔离还有余量可挖;如果炭化范围大,说明热源与绢纸之间的隔离距离不足。

关键事实

  • IEC 61058-1-2:2016 23.2.1 要求先完成开关的电路分析以确定试验点;23.2.2 规定故障按对试验最方便的次序施加,不规定固定顺序
  • IEC 61058-1-2:2016 23.2.3 规定绢纸为单层、铺于平整光滑木板上、位于试样下方不超过 200 mm
  • IEC 61058-1-2:2016 23.2.4 规定试验在 25 ℃ ± 10 ℃ 进行,电流持续 1 h,故障后无电流时持续 15 min
  • IEC 61058-1-2:2016 23.2.4 规定关键路径经过负载时按最大声明电流接入负载
  • IEC 61058-1-2:2016 23.3.5 规定须目视监视整个外壳并记录火焰、熔融金属、绢纸炭化

常见问题

Q: IEC 61058-1-2 故障试验的绢纸放多远? A: 不超过 200 mm。23.2.3 要求单层绢纸铺在平整光滑的木板上,位于试样下方不超过 200 mm 处;越近越严酷,200 mm 是上限。

Q: 故障试验要通电多久? A: 有电流时 1 h;故障后无电流时 15 min。注意这是 23.2.4 的通用规则,23.5 的强制冷却失效试验另按"到稳态或开关切断"。

Q: 故障试验可以自己开盖焊线吗? A: 可以。Table 101 注 l) 明确允许专门制备试样,例如把线焊到内部电路上,因为不引出线无法在内部节点施加短路。

Q: 四个故障有规定先做哪个吗? A: 没有。23.2.2 只要求按对试验最方便的次序施加,具体顺序由实验室结合破坏性与试样数量安排。

Q: 绢纸炭化了就算不合格吗? A: 不算。判定是 23.4.1 a) 的"绢纸未引燃",炭化属于 23.3.5 要求报告的现象,两者不等同。

参考文献

  • IEC 61058-1-2:2016 (Ed 1.0), 23.2.1–23.2.4 — Test set-up
  • IEC 61058-1-2:2016 (Ed 1.0), 23.3.1 — 单故障逐个施加
  • IEC 61058-1-2:2016 (Ed 1.0), 23.3.5 — 目视监视与事件记录
  • IEC 61058-1-2:2016 (Ed 1.0), 23.4.1 — 两条判定
  • IEC 61058-1-2:2016 (Ed 1.0), Table 101 注 l) — 专门制备试样
  • IEC 61058-1:2026 (Ed 5.0), Clause 16 — 安装与接线要求
  • 版本说明:1-2:2016 原文引用为 Tables 12–14,2026 版对应表 13–15

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