GB14287.7—2025电气防火限流式保护器低温（运行）试验方法详解

低温（运行）试验的目的是验证电气防火限流式保护器在规定的低温环境条件下，能否正常启动和稳定工作的能力。

1. 试验目的

检验限流式保护器在低温环境下其电气性能、机械性能及监控功能的稳定性，确保在寒冷环境中（如未供暖的配电间、冬季的户外柜等）能可靠运行。

2. 试验设备与环境

• 低温试验箱（室）：

• 能够达到并保持标准规定的低温温度。

• 内部容积应大于被试保护器体积的3倍，以确保空气能充分流通。

• 具备必要的引线孔，用于连接电源和测量仪器。

• 测量仪器：

• 标准电流源、可调负载电阻、示波器、数据记录仪等，用于监测保护器的输入、输出及动作特性。

• 所有测量仪器应在实验室常温环境下使用，或通过引线将信号引出至常温环境测量，以避免仪器在低温下性能漂移。

3. 试验严酷等级

• 试验温度：通常为标准规定的 下限工作环境温度。根据产品的规格和预期使用环境，这个值可能是 -5℃, -10℃, -25℃ 或 -40℃ 等。具体等级应在产品的技术条件中明确。

• 试验持续时间：通常在保护器达到温度稳定后，再持续 2小时 或 16小时。GB14287系列标准常参考GB/T 2423.1（电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验A：低温），其运行试验的典型持续时间为2小时。

4. 试验准备（预处理）

1. 将不通电的试样（限流式保护器）置于室温下的试验箱内。

2. 将试样按正常使用方式安装，包括所有必要的盖板。

3. 连接好所有必要的电气连接线（电源线、信号输出线、监测电流线等），导线应通过箱体上的引线孔引出。

5. 试验步骤

这是一个分步的详细流程：

步骤一：降温

1. 启动低温试验箱，以不超过 1℃/min 的平均速率（为防止热冲击）将箱内温度降至规定的低温试验温度（例如-25℃）。

2. 在此温度下，使试样达到温度稳定。温度稳定的定义通常是：当试样的所有部分与周围环境之间的温差不超过3℃时，即认为稳定。对于小型保护器，这通常需要1-2小时；对于较大或有外壳的产品，可能需要更长时间。

步骤二：低温运行测试

1. 在试验温度达到稳定后，开始计算持续时间（例如2小时）。

2. 在整个持续时间段内（或至少在开始和结束时），给试样通电，并使其处于正常监控状态。

3. 进行以下功能与性能测试：

• 短路限流功能测试：这是核心功能。在低温环境下，模拟一个短路故障，使用外部的示波器（置于常温环境）记录保护器的响应时间和限流效果。验证其是否仍能满足标准规定的极限值（如小于150μs）。

• 过载报警功能测试：施加一个略高于过载报警阈值的电流，验证其在低温下的报警延时和准确性。

• 基本功能检查：确认保护器的电源指示灯、运行指示灯正常。

• 监控功能检查：通过施加一个模拟的正常工作电流，检查保护器的电流测量值是否在允许的误差范围内。

• 通信功能检查（如适用）：检查保护器是否能与上位机或监控主机正常通信，上传数据。

• 关键性能试验（可选，但非常重要）：

步骤三：恢复

1. 试验持续时间结束后，切断试样的电源。

2. 让试样在试验箱内，以不超过 1℃/min 的速率将温度恢复至实验室常温条件（如15℃-35℃）。

3. 在恢复期结束后，取出试样，并在常温环境下放置至少1小时，使其表面凝露自然干燥。

步骤四：最终检查
在恢复期结束后，对试样进行最终检测：

• 外观检查：检查外壳、接线端子等有无因低温引起的开裂、变形或损坏。

• 电气强度试验：按照标准要求，进行一次绝缘电阻和电气强度测试，以验证低温环境没有对其绝缘性能造成永久性损害。

6. 合格判据

如果试样满足以下所有条件，则判定为通过低温（运行）试验：

• 在低温环境下，所有要求的功能（监测、报警、通信、限流保护）均能正常执行，性能参数（如响应时间）仍在规定范围内。

• 恢复后，外观无永久性损坏，绝缘性能符合要求。

• 试验过程中，没有发生任何不可恢复的故障。

总结

低温（运行）试验是模拟限流式保护器在严寒环境下“冷启动”和持续工作的场景。该试验不仅关注其“能否工作”，更关注其核心的快速限流性能在半导体器件（如MOSFET/IGBT）和控制系统受温度影响时，是否依然可靠。通过此试验，是确保产品在广泛气候条件下适用性的关键一环。