電氣開關標準之解析

1、電氣裝置的開關標準之解析開關是家家戶戶所必需的建筑電氣產(chǎn)品，所有的燈要亮起來，都少不了開關。所以，松下幸之助就曾經(jīng)說過“開關是墻上的一面旗幟”。2003 年 5 月 26 日國家質(zhì)檢總局發(fā)布了GB 16915.1-2003 家用和類似用途固定式電氣裝置的開關第 1 部分：通用要求，規(guī)定該標準于2004 年 1月 1 日實施。此標準代替GB 16915.1-1997。為了使廣大同行加深對新標準理解和認識，筆者根據(jù)自身多年的實踐工作經(jīng)驗，及對我國標準的理解，和對國際電工標準IEC 60669 標準的認識，對新標準作一全面地解析，以期能夠?qū)π聵藴首饕缓喢髑仪宄脑忈?。但是，由于新技術、新材料的不斷出

2、現(xiàn)，產(chǎn)品標準也隨之在不斷發(fā)展，檢測技術也在不斷完善，所以，筆者希望拋磚引玉，與同行共同學習理解新標準，同時，也希望廣大同行能夠給予批評指正。第一部分簡 況世界各國所用的開關標準眾多，如，我國采用GB 16915.1-2003 、英國用BS 3676-1:2000( BS EN 60669-1:2000) 、 德國為 DIN 0632 Teil 1( DINEN 60669-1 ) 、 澳洲采用AS 3133:2003 、 國際電工標準IEC 60669-1:2000，等等。 各個標準既有相同之處，又有不同點，總之都主要是從安全角度去建立標準體系和測試要求的。這里將我國現(xiàn)有的開關標準進行歸納如下

3、：一、標準系列：1 、通用要求(GB 16915.1-2003)適用于戶內(nèi)或戶外使用的，僅用于交流電、額定電壓不大于440V ，額定電流不大于63A 的家用和類似用途固定式電氣裝置的手動操作的一般用途開關。裝有無螺紋端子的開關的額定電流限為最大16A 。亦適用于開關安裝盒。還適用于： 裝有信號燈的開關； 電磁遙控開關； 裝有延時裝置的開關； 帶有開關和其他功能組合的開關； 電子開關； 裝有軟纜保持裝置或軟纜出口裝置的開關。2 、電子開關（GB 16915.2-2000）適用于戶內(nèi)或戶外使用的，家用和類似用途固定式電氣裝置的電子開關或相關的電子輔助裝置。適用于操縱照明電路、控制燈的亮度（調(diào)光器）

4、、控制電動機（如排氣扇等用的）轉速和作其他用途（如電熱裝置）的電子開關，這些開關的工作電壓不超過交流 250V ，額定電流不超過16A。上述的操縱和控制是人為地通過起動元件、傳感面和傳感裝置，借助于觸摸、接近、旋轉、光、聲、熱或其他影響等方式來實現(xiàn)的。3 、遙控開關（GB 16915.3-2000 ）適用于額定電壓不超過440V 、額定電流不超過63A 的電磁遙控開關；并適用于額定電壓不超過250V 、額定電流不超過16A 的電子遙控開關；這兩種遙控開關是供戶內(nèi)或戶外使用的家用和類似用途固定式電氣裝置使用的。4、延時開關（GB 16915.4-2003 ）適用于額定電壓不大于440V 、 額定

5、電流不大于63A ， 用于家用和類似用途供戶內(nèi)或戶外使用的固定式電氣裝置上用手動和/ 或遙控操作并裝有機械的、熱的、 氣動的、 液壓的或電操作的延時裝置，或上述中任意組合的延時裝置的延時開關。二、產(chǎn)品概況：1 、主要產(chǎn)品有（按操作方法分類）1 ） 旋轉開關 （如，控制風扇風速的調(diào)速開關、控制燈的亮度的調(diào)光開關）（ 2 ）倒扳開關（ 3 ）蹺板開關（常見的墻壁開關）（ 4）按鈕開關（如，門鈴開關）（ 5 ）拉線開關（老式的燈開關）2 、開關的基本結構：傳統(tǒng)機械式開關產(chǎn)品一般由面板、底座、觸頭組成，其中，特別是觸頭的好壞決定著開關產(chǎn)品性能的優(yōu)劣。電子開關一般由面板、底座、電子控制和導通機構組成。第

6、二部分標準要求一、標志（第8 章）目的： 標志可以指導消費者正確安裝、使用和維修產(chǎn)品，是確保人身財產(chǎn)安全的極其重要的標準內(nèi)容。要使用正確的標志，標志符號的位置要明顯，且應經(jīng)久耐用，清晰可辨。問題1 ：需要標注哪些標志？（ 1 ）重要的三個標志： 商標（識別標志） 型號（可以是產(chǎn)品目錄編號） 電氣參數(shù)（電流、電壓、電源性質(zhì)） （重要：凡電流不超過 16A的開關（除瞬動式開關（如，門鈴開關） ，均要打“AX ”標志，見標準 6.2 條）（ 2 ）其它標志： 小間隙結構的符號（m） 微間隙結構符號（N） 帶有無螺紋端子的開關如果僅適于連接硬導線，則應標出僅能連接硬導線的標志 導線插進無螺紋端子（如有

7、）之前應剝?nèi)サ慕^緣長度2 ：標志要標在哪里？一些標志要標在開關主要部位上： 額定電流、額定電壓和電源性質(zhì)符號 制造商或代理商的名稱、商標或識別標記 導線插進無螺紋端子（如有）之前應剝?nèi)サ慕^緣長度 小間隙結構、微間隙結構或半導體轉換器件的符號 型號問題3：如何理解“主要部位”？“主要部位”是指開關中帶有觸頭的部件，或與觸頭成一整體的任何部件。如，開關功能件、底座等。問題4：外殼上需要標志嗎？組合式開關的可拆卸的外殼上的標志：商標（或識別標志）和型號。問題5：哪些開關需要接通指示？代號為2、 3 和 03 的開關（多極開關，如，兩極開關），和額定電壓大于250V 或額定電流大于16A 的開關的標志

8、，均應清楚地標示出起動元件朝不同的位置移動的方向或開關的實際位置。開關接通指示的三種表示方式： on/off 指示燈O/1問題6:對開關標志的試驗有哪些?擦拭試驗：對不是鋼印打印、鑄造的、壓鑄的或刻印的標志（如，絲印、膠合標簽、水滑板印、噴墨等），要用浸透水、汽油的布片各擦拭15s。試驗后，標志或符號仍應清晰明了；如果有標志牌，不應發(fā)生卷邊現(xiàn)象。二、防觸電保護（第10章）目的：通過試驗、材料分析、結構檢查，防止在使用中產(chǎn)生觸電事故問題1 :如何進行試驗指試驗？兩種試驗指：有節(jié)試驗指（觸及試驗）、無節(jié)試驗指（壓力試驗），見下圖安裝：按正常使用時垂直安裝，如，模擬產(chǎn)品安裝在墻面上。無節(jié)試驗指有節(jié)試

9、驗指觸及試驗：試驗設備需要接通指示試驗儀； 合格判斷：試驗指不應觸及帶電部件。壓力試驗：試驗指不應觸及帶電部件試驗原理圖：問題2:起動元件（操作部件）應是什么材料制成？起動元件（操作部件），如，旋鈕、操作桿、按鈕、蹺板等，應為絕緣材料制品，起動元件（操作部件）如果是金屬材料制品就必須用雙重絕緣或加強絕緣將 它們的易觸及的金屬部件與開關機構的金屬部件隔開，或?qū)⑺鼈兊囊子|及金屬部 件牢靠接地。問題3:開關的外部部件（如，外殼）應是什么材料制成？額定電流不大于16A的普通開關的易觸及部件（即，外部部件，如外殼） 應由絕緣材料制成，除了，（1）金屬蓋或蓋板要用由絕緣襯墊或絕緣隔層構成的附加絕緣來保護（

10、2）應在固定金屬蓋或蓋板的同時將蓋或蓋板接地。接地連接應是低電阻連接，電阻值不應超過0.05 Q問題4:目前，我國的拉線開關是否符合標準要求？帶電端子不符合防觸電要求，見下圖原因：老式拉線開關（黑色膠木）在更換拉線時，使用者會觸及帶電部件。三、接地措施（第11章）目的：保證接地良好，在發(fā)生短路時，能夠?qū)㈦娏饕虼蟮?。問題1 :哪些開關要考慮接地措施？金屬部件（如，金屬面板、金屬框架）：絕緣失效時會變成帶電的易觸及金 屬部件，應裝有接地端子或連接到接地端子。四、端子（第12章）目的：端子是開關中一個至關重要的接線部件，直接關系到開關的安全和使 用性能。本章對端子的考核非常全面，也很嚴格，有接線容

11、量的測試、導線拉出 測試、導線損傷程度的檢查、力矩測試、無螺紋端子的電應力和熱應力測試、無 螺紋端子的彎曲測試等。問題1:端子有哪些類型?(1)螺紋夾緊型端子：主要有柱型、螺釘、螺栓、鞍型、接片、罩式端子等。在開關產(chǎn)品中，使用的端子主要是柱型、螺釘端子。柱型端子：這種端子是使用最為廣泛的一類端子，見下圖。X冷 E螺釘和螺栓端子：螺釘端子目前也使用較普遍，螺栓端子在開關產(chǎn)品中使用 很少，見下圖（ 2 ）無螺紋型端子：國內(nèi)俗稱“直插式端子”。請?zhí)貏e留意，標準明確規(guī)定：裝有無螺紋型端子的開關的額定電流限為最大16A 。由于國內(nèi)的無螺紋端子結構是壓緊片和導線之間線接觸的形式，接觸面較小， 接觸電阻較大

12、，發(fā)熱較高，所以筆者認為此類端子不適合用于大電流的電器環(huán)境下，如，空調(diào)器的電氣接線等。但是，由于無螺紋型端子安裝比較方便、簡單，施工工地的電工比較喜歡使用這種直插式端子的開關。一般而言，螺紋型端子（如，柱型端子）中螺釘與導線間的接觸面大，壓接良好，從安全角度考慮，筆者建議用戶最好還是使用螺紋型端子。問題 2：開關應接什么樣的導線？根據(jù)電流的大小，選取合適的連接導線，即接線容量，見標準表2。 如， 10A開關應能接1.0 2.5mm 2的導線。這是檢查端子的接線孔要足夠的大，才能容納規(guī)定截面積的導線。注意，這里的連接導線一般為硬導線（包括，單芯或絞合導線），因為此類開關一般是用于建筑工程上，而建

13、筑上使用的電線一般為硬導線。問題 3：對端子螺釘有哪些要求？螺釘和螺母的螺紋、螺矩和機械強度應符合我國普通螺紋標準的要求。螺釘不應是軟的或易于蠕變的金屬（如，鋅或鋁）來制造，但可以用黃銅、A3 鐵等來制造。問題 4：如何保證螺紋夾緊型端子應能夾緊導線而不過度損傷導線？對該項目的檢查要通過旋轉拉力試驗，試驗裝置是檢查導線損傷程度的試驗裝置，見標準圖10 。根據(jù)導線不同的截面積，使用不同直徑孔的套管，不同的高度，掛上與導線對應的砝碼。旋轉速率：（ 10 2） r/min ，持續(xù) 15min ，如，對1.0 mm 2，套管孔直徑6.5mm ，高度 260mm ，砝碼 0.4kg 。試驗期間，導線不得

14、脫出或斷開問題 5：如何進行導線拉出試驗？此測試項目關注的是導線應能可靠牢固地夾緊在端子里，從而保證良好的接觸。測試方法詳見標準第12.2.6 條，對端子施加軸向拉力（力的大小見標準表5） ， 1min 。試驗期間，導線不應在端子里明顯移動。這里請注意，如果夾緊件是夾兩根導線的，應依次向每根導線施加相應的拉力。如，對螺釘端子（見問題1 圖示）是要拉多次的，兩邊的插線孔都要檢查，而且要考慮到多種復雜的接線情況：接一根線的情況、兩根線的情況、接最小導線的情況、接最大導線的情況、同時接最小和最大導線的情況，所以測試是很多的。問題6：對接地端子材料有哪些要求？接地端子的零件應能防腐蝕：本體應以黃銅或其

15、他耐腐蝕性材料制成；如果本體是鋁合金框架或外殼的一部分應有措施防止銅鋁接觸引起的腐蝕。 （因為銅鋁接觸會起化學反應）問題 7：導線插入時的距離要求？柱型端子的夾緊螺釘與導線完全插入時導線端部之間的距離應至少為圖1的規(guī)定值。注意： 夾緊螺釘與導線端部之間的最小距離，僅適用于導線不能直接穿過的柱型端子。即，不適用于穿通式端子。但是，注意，對某些穿通式端子，當導線插入后，可能觸及不同極性的帶電連接條或部件，從而造成短路，或是電氣間隙的減小，可能會引起事故。問題 8：無螺紋端子電應力和熱應力試驗如何進行？兩個試驗：試驗a）,按表8通以試驗電流，電流不流經(jīng)開關，僅流經(jīng)端子。通電時間一結束， 立即測出在通

16、過額定電流的情況下每個無螺紋端子兩端的電壓降，電壓降不應超過15mV 。試驗 b） ，測出第192 個周期（每個周期中，通電30min ，斷電 30min ）后的電壓降（見圖片）,要求：電壓降0 22.5mV或第24個周期之后測得值的 兩倍，二者中，取較小值。問題9：無螺紋端子的彎曲試驗裝置應注意的問題？試驗裝置見標準圖11 ， 該裝置應能使插入到端子的導線朝每個方向相差30度 5 度的 12 個方向中任一方向彎曲。五、結構要求（第13 章）目的：通過檢查開關的結構，確保開關符合基本的安全要求。問題1 ：結構上有哪些基本要求？開關的結構應： 易于將導線插入和連接到接線端子里； 使導線正確定位；

17、 易于將開關固定到墻壁上或固定到安裝盒里； 底座的底面與底座的安裝表面之間，或底座的各邊與外殼（蓋或安裝盒） 之間有足夠的空間，使開關在安裝好之后，導線的絕緣不會壓著不同極性的帶電部件或機構中的運動部件。（但是，目前很多明裝式開關（特別是和插座組合在一起的產(chǎn)品）很難達到要求，其開關功能件與外殼之間的空隙太小，造成連接導線擠在一起，有產(chǎn)生短路、或是積熱的隱患。）明裝式的開關在安裝過程中，固定件不會損傷電纜絕緣。結構A 的開關應不用移動導線便可將蓋或蓋板定位或拆掉。問題2：如何固定蓋或蓋板？蓋或蓋板的脫出試驗，見標準表11 。要參照第20 章中相關條款一同測試，主要為：第20.4 條、第 20.5

18、 條、第 20.6 條、第 20.7 條、第 20.8 條。 （這里說明了標準是一個嚴密的整體，條款之間有內(nèi)在的聯(lián)系，研究標準時要上下內(nèi)容結合在一起考慮，不能只考慮獨立的章節(jié)。）問題 3：旋轉開關的拉力試驗？此試驗的目的是避免用戶在操作旋鈕過程中，將旋鈕拉出，從而， 觸及帶電部件， 造成事故。所以， 要求旋轉開關的旋鈕應與操作機構的軸或部件牢固的耦合。試驗方法：向旋鈕施加100N 的軸向拉力1min 。 將僅有一個操作方向的開關的旋鈕朝相反方向旋轉100 次。試驗期間，旋鈕不應脫出。問題 4：組合開關的安裝？組合裝置在設計上應能保證每個底座正確定位。每個底座的固定與整個組合裝置在安裝表面的固定

19、應是相互獨立的。六、機構（第14 章）檢查要點：1 、開關的起動元件在被釋放時應能自動地處于與動觸頭相應的位置，拉線開關和單按鈕開關（如，門鈴開關）的起動元件可以處于單一靜止位置。2 、一般情況下，開關的動觸頭只能靜止于“通”或“斷”的位置上。3 、代號為2 、 3 、 03 和 6/2 的開關的所有極應基本上同時接通和斷開。這要求開關的觸頭機構操作是同步，而且結構的設計合理，如果不能同時接通和斷開， 就會在斷口處造成過大的拉弧，對觸頭的損傷嚴重，從而影響到開關的使用壽命，甚至會影響操作者的人身安全。4、拉線開關的拉力試驗：在兩個方向上施力： 垂直地施加45N 的力， 65N 的力在 45 5

20、 方向。注意：這里要求測試時，開關“按正常使用要求安裝”是指“按制造商的規(guī)定安裝” ，因為拉線開關可能是垂直于墻面安裝，也可能是吊于天花板上，所以要考慮到實際使用情況。七、耐老化、防有害進水和防潮（第15 章）目的： 開關進行老化、防潮試驗主要是對其絕緣材料進行考核，測試絕緣材料耐老化性能、耐候性、 吸水性能等。（參見拙作：電器附件產(chǎn)品常用塑料分析）試驗 1 ：老化試驗：開關和開關盒放置在溫度為70 的加熱箱中7 天 （168h） ，取出后，放置4天（ 96h ） 。試驗后，試樣： 不應有可見裂痕 材料不應發(fā)粘、變膩 不應留有布痕（用5N的力壓試樣）不應有不符合標準要求的損壞試驗2：防潮開關應

21、能耐受得住正常使用時可能出現(xiàn)的潮濕潮濕處理在潮濕箱里進行，箱內(nèi)空氣溫度在40 2 ，空氣相對濕度應維持在91%95%之間將試樣放進潮濕箱里： 普通開關：2d（48h）非普通開關：7d（168h） （非普通開關：一般指有防水要求的開關）注意：不用工具即可拆下的部件要拆下（如，某些僅裝飾用的面框）并與主要部件一起經(jīng)受潮濕處理，使之充分受潮。八、絕緣電阻和電氣強度（第16 章）注意： 絕緣電阻和電氣強度是緊接著防潮試驗之后進行的。并在將不用工具即可拆下的部件和為了試驗而拆下了的部件重新裝配好之后進行。試驗1 ：絕緣電阻：施加500V d.c. 的電壓 1min ，量出絕緣電阻。驗證絕緣電阻用的試驗電

22、壓施加點見標準表13 。試驗儀器可用兆歐表。試驗2：電氣強度：基本要求：開關應有足夠的電氣強度。開關經(jīng)受基本正弦波，頻率為50Hz 或 60Hz 表 13規(guī)定的電壓1min ，不發(fā)生擊穿或閃絡。試驗方法：電壓施加的幾個重要部位如下：（ 1 ）開關處于“通”的位置：所有連接在一起的極與本體之間；（ 2 ） 開關處于 “通”的位置： 依次在每極與所有連接到本體的其他極之間；（ 3 ）開關處于“斷”的位置：開關處于“通”的位置時，電氣連接在一起的端子之間。對一般開關，試驗電壓值應為2 000V 。試驗設備：通常用耐壓試驗機，要注意耐壓試驗機升壓變壓器的容量 500VA ,整定電流0 100mA 。若

23、絕緣材料中含有太多金屬雜質(zhì)（如， 在制造過程中混入的細小金屬物質(zhì)）或是帶電部件之間的爬電距離過小，都有可能出現(xiàn)被擊穿現(xiàn)象。九、溫升（第17 章）目的： 這個試驗對開關產(chǎn)品來講是一個非常重要的安全性能試驗，它模擬實際使用情況，產(chǎn)品通電后發(fā)熱，測試積熱是否會超標，從而探究造成事故的可能性。 因為如果開關在使用中過熱的話，一方面對絕緣材料造成嚴重的影響，使材料很快老化、變質(zhì)；一方面有可能會燙傷用戶。所以，標準要求開關的結構應能確保其在正常使用時溫升不會超過規(guī)定值。進行溫升試驗時，應注意以下方面：（ 1 ）安裝方式：將開關按正常使用要求垂直安裝，接上標準表14 規(guī)定的PVC 絕緣的硬的銅導線。連接開關

24、的電纜要從安裝盒頂部進入。這是模擬開關裝在墻面上的進線方式。2 ） 試驗用安裝盒：這是模擬一個墻面條件的盒子，由灰泥和松木槽組成。開關要裝在此安裝盒里，人為模擬熱量在盒子里聚集。注意：在安裝盒里，每根導線長度為80mm 10mm 。（ 3 ）試驗區(qū)域：在不通風的環(huán)境里進行試驗，盡量避免空氣的流動對試驗結果的影響。端子的溫升不應超過45K 。十、通斷能力（第18 章）目的： 開關應有足夠的通斷能力，以避免由于分斷能力不足，當遇到電路異常情況時，觸頭熔焊在一起，不能正常分斷電路。本試驗是模擬電路出現(xiàn)異常情況（如，負載出現(xiàn)異常情況、供電電路出現(xiàn)異常過高電壓）時，需要即時分斷電路時，開關應能順利地斷開

25、，否則就會造成危險或損失。標準要求開關在經(jīng)受本試驗后，應不出現(xiàn)影響繼續(xù)使用的損壞。試驗 1 ：異常狀態(tài)（過電壓、過電流）試驗（因為此試驗是在超過額定電壓、超過額定電流的條件下的測試，屬于非正常使用條件，筆者認為這種條件是異常情況，故定義為異常狀態(tài)試驗。）開關接上同第17 章溫升試驗規(guī)定的導線，裝在專用試驗設備（如，開關耐久性試驗機，要求該試驗機應使開關的起動元件操作平穩(wěn)，既不會影響開關機構的正常操作，又不會阻礙起動元件的自由移動）上，在1.1 倍額定電壓和1.25倍額定電流，功率因數(shù)為0.3 0.05 的條件下，經(jīng)受200 次操作試驗。操作速度要均勻：額定電流不超過10A的開關，每分鐘30次操

26、作（即，每分鐘15個循 環(huán)）；額定電流超過10A但小于25A的開關，每分鐘15次操作（即，每分 鐘7.5個循環(huán)）；額定電流不小于25A的開關，每分鐘7.5次操作（即，每分鐘3.75 個循環(huán)）。試驗期間，不應出現(xiàn)持續(xù)的閃弧。試驗之后，開關不應有任何會不利于繼續(xù)使用的損壞，如蹺板不能操作、不能接通電路等現(xiàn)象。試驗2:鴇絲燈負載試驗額定電流不大于16A、額定電壓不大于250V開關，和代號為3和03的且 額定電壓大于250V的開關，需要進行此試驗。試驗條件：以額定電壓和1.2倍額定電流的鴇絲燈負載進行試驗。這里需注意的是試驗電壓為鴇絲燈的額定電壓?？捎玫亩搪冯娏鳛橹辽?500A 。試驗用若干個200W

27、 鴇絲燈來進行，例如10A250V 的開關進行試驗時, 鴇絲燈的額定電壓為240V ,燈的個數(shù)應為：240 1.2 1020014.415開關經(jīng)200次操作試驗（此處試驗條件同18.1條，如，操作速度）試驗期間，不應出現(xiàn)持續(xù)的閃弧，觸頭不應熔焊。相關概念介紹:1、對次操作”的理解根據(jù)平常的認識，開關的操作是一個循環(huán)是一次操作，所以標準規(guī)定200次操作是進行200 個循環(huán)。但是，這種理解是不符合標準的，在標準第3.2 條明確規(guī)定： “一次操作：動觸頭由一個位置到另一位置的位置轉移”，即，打開開關算一次操作，關斷開關算另一次操作，所以，一個循環(huán)是兩次操作，標準規(guī)定200 次操作是進行100 個循環(huán)

28、。2 、對功率因數(shù)的要求，如，在異常狀態(tài)試驗中功率因數(shù)為0.3 0.05 。由于開關實際控制的電路中大量存在電感/ 電容元件，而非純阻性電路。由于電容 / 電感是儲能元件，它們會給開關觸頭在接通/ 分斷時造成嚴重損傷。當開關接通電感性電路時，若負載無源，電感有抑制電流增長的作用；若負載有源， 則因起動電流甚大而易發(fā)生熔焊。當接通電容性負載時，涌流的出現(xiàn)也易導致觸頭熔焊。3 、觸頭的熔焊在標準耐久性測試中，經(jīng)常會出現(xiàn)“熔焊”一詞，那么什么是“熔焊”呢？熔焊是指動靜觸頭因被加熱而熔化、以致焊在一起無法正常分開的現(xiàn)象。熔焊有靜熔焊和動熔焊兩種：（ 1 ）靜熔焊：觸頭在閉合狀態(tài)下，如通過很大的短路電流

29、或過載電流,使觸頭產(chǎn)生過熱而熔化并焊為一體的現(xiàn)象。（ 2）動熔焊： 當觸頭在閉合過程中，由于彈跳產(chǎn)生電弧，因電弧的高溫作用使接觸區(qū)局部熔化發(fā)生，使觸頭形成的熔焊的現(xiàn)象。觸頭被熔焊后，其焊接強度大于電器開關的機械分斷力，觸頭就不能斷開， 就會有產(chǎn)生嚴重事故的可能。4、電弧在開關兩個觸頭行將接觸或開始分離時，只要它們之間的電壓達12 20V 、電流達0.251A,就可以將觸頭間隙內(nèi)介質(zhì)和金屬蒸氣擊穿，就會產(chǎn)生高溫弧光，這就是電弧。電弧通常是有害的：1 、因為其溫度達成千上萬K ，足以燒傷觸頭、使之迅速損壞；2、它也能使觸頭熔焊、破壞開關電器的正常工作，甚或釀成火災及人員傷亡等嚴重事故；3 、它還會

30、產(chǎn)生干擾附近的通信設施的高次諧波。然而， 電弧也有益處的，開關本身可借助它以防止產(chǎn)生過高的過電壓和限制故障電流。4、開關觸頭材料采用具有優(yōu)質(zhì)性能的觸頭材料是改善開關性能，提高開關的使用壽命和制造出高技術經(jīng)濟指標開關產(chǎn)品的關鍵性措施之一。開關觸頭的性能，諸如接觸電阻、溫升、抗熔焊能力和抗侵蝕能力等，無不與其材料性能密切相關。對觸頭材料通常有下列要求：具有低的電阻率和低的電阻溫度系數(shù)；具有高具有高的熱導率、比熱容、 以及高的熔點和沸點； 具有高的抗氧化和抗化學腐蝕能力；具有適當?shù)挠捕群土己玫墓に囆阅?。顯然， 要求一種材料兼具所有上述性能并不現(xiàn)實，所以實用上應根據(jù)主要矛盾選擇觸頭材料。觸頭材料一般有

31、純金屬、合金和粉末合金三類。在開關產(chǎn)品中常見的觸頭材料有銀氧化鎘、銀氧化鋅、銀鎳合金等。銀氧化鎘粉末合金：CAgCdO(12):成分：Ag,雜質(zhì)，CdO。具氧化鎘含量為 12%15% 。氧化鎘除在合金中起骨架作用外，還有下列作用：一是它具有較低的蒸氣壓，易為電弧熱量所蒸發(fā)，從而去除接觸面上的氧化物，并有助于吹滅電弧和驅(qū)使弧斑迅速移動，最終減小了電侵蝕量；二是其分解要吸收大量熱能， 有助于冷卻及熄滅電?。蝗欠稚⒌逆k微粒能增大觸頭表面熔融物粘度，減少液態(tài)金屬噴濺；四是鎘蒸氣有部分會與氧重新結合，生成固態(tài)氧化鎘沉積在觸頭表面，加強抗熔焊能力。其缺點是鎘蒸氣有毒。近年來，此合金中還添加少許其他元素(

32、硅、鋁、鈣)以細化晶粒，提高抗侵蝕性能。RoHS 和 WEEE 指令將“鎘”納入六種有害物質(zhì)。 )銀氧化鋅粉末合金：它抗熔焊、抗電侵蝕好，而且電導率高，常用于各種低 壓開關電器。銀鍥粉末合金：CAgNi :成分：Ag,雜質(zhì)，Ni,其電阻率小，接觸電阻小抗電侵蝕性能好，又無毒。十一、正常操作（第19 章）目的：本試驗是模擬開關的正常使用，檢查其使用壽命、耐久性，其中有兩個試驗：（ 1 ）普通負載情況試驗；（ 2）熒光燈電路負載試驗。按標準第6.2 條的要求，凡電流不超過16A的開關（除瞬動式開關（如，門鈴開關） ，均要打“AX ”標志，即除瞬動式開關（如，門鈴開關），其余開關都要進行熒光燈負載試驗（參見本解析的標志部分的說明）。即，對普通開關均需進行此項試驗，國外相關試驗室、知名企業(yè)對此試驗都是非常重視。正常操作試驗是開關產(chǎn)品重要的安全性能試驗，它是開關的耐久性和壽命試驗， 考核開關能否經(jīng)受得住正常使用情況的機械應力、電應力和熱應力而不會出現(xiàn)過度的磨損或其他有害的影響。問題 1 ： 4 萬次壽命試驗如何進