GB/T 22200.4-2025 低压电器可靠性 第4部分：家用及类似场所用过电流保护断路器的可靠性试验方法

　　ICS 29. 120.50 CCS K 31

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 22200.4—2025代替 GB/Z 22203—2016

　　低压电器可靠性 第 4 部分 :

　　家用及类似场所用过电流保护断路器的

　　可靠性试验方法

　　Reliability oflow-voltageapparatus—Part4:Reliabilitytestmethod ofcircuit- breakersforovercurrentprotection forhousehold and similarinstallation

　　2025-12-31发布 2026-07-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 22200.4—2025

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　引言 Ⅳ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语 、定义和符号 1

　　3. 1 术语和定义 1

　　3. 2 符号 2

　　4 可靠性指标 2

　　4. 1 一般要求 2

　　4. 2 操作失效率等级 2

　　4. 3 过流保护成功率等级 3

　　5 可靠性试验方法 3

　　5. 1 试验条件 3

　　5. 2 试品的准备 5

　　5. 3 试品的检测 5

　　5. 4 失效判据 8

　　5. 5 可靠性试验的试验装置 8

　　6 可靠性验证试验方案及试验程序 9

　　6. 1 试验组成 9

　　6. 2 可靠性验证试验方案 9

　　6. 3 可靠性验证试验程序 9

　　7 试验记录 10

　　8 带电操作下可靠性试验方法与步骤 11

　　附录 A (资料性) 试验报告 12

　　附录 B (规范性) 确定带电操作下家用及类似场所用过电流保护断路器可靠性数据的步骤 14

　　B. 1 概述 14

　　B. 2 以电寿命试验结果为基础确定可靠性数据的方法 14

　　B. 3 威布尔分析 15

　　B. 4 威布尔分析示例 15

　　Ⅰ

　　GB/T 22200.4—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　本文件是 GB/T 22200《低压电器可靠性》的第 4部分 。GB/T 22200已经发布了以下部分 :

　　— 第 1部分 :通则 ;

　　— 第 2部分 :塑料外壳式断路器可靠性试验方法 ;

　　— 第 3部分 :过载继电器可靠性试验方法 ;

　　— 第 4部分 :家用及类似场所用过电流保护断路器的可靠性试验方法 ;

　　— 第 5部分 :家用和类似用途的剩余电流动作断路器可靠性试验方法 ;

　　— 第 6部分 :接触器式继电器可靠性试验方法 ;

　　— 第 7部分 :接触器可靠性试验方法 。

　　本文件代替 GB/Z 22203—2016《家 用 及 类 似 场 所 用 过 电 流 保 护 断 路 器 的 可 靠 性 试 验 方 法》, 与GB/Z 22203—2016相比 ,除结构调整和编辑性改动外 ,主要技术变化如下 :

　　— 更改了可靠性指标 ,将 “短路保护成功率 ”和 “过载保护成功率 ”合并为 “过流保护成功率 ”(见4. 1,2016年版的 4. 1) ;

　　— 增加了操作失效率等级的 “亚五级 ”(见 4. 1 和表 3) ;

　　— 将 “短路保护可靠性试验 ”和 “过载保护可靠性试验 ”合并为 “过流保护可靠性试验 ”,并更改相应试验方法 、验证试验抽样方案及程序(见第 5 章和第 6章 ,2016年版的第 5 章和第 6章) ;

　　— 更改了短路保护可靠性试验和过载保护可靠性试验次数要求(见 5. 3. 2 和 5. 3. 3, 2016年版的5. 3. 2 和 5. 3. 3) ;

　　— 更改了操作失效率验证试验程序中试品的试验截止时间 tz (见 6. 3. 1,2016年版的 6. 3. 1) ;

　　— 更改了附录 B,删除了 “使用寿命 ”,增加了 “可靠寿命 ”和 “平均寿命 ”(见附录 B,2016年版的附录 B) 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由中国电器工业协会提出 。

　　本文件由全国低压电器标准化技术委员会(SAC/TC189)归 口 。

　　本文件起草单位 :河北工业大学 、上海电器科学研究院 、浙江正泰电器股份有限公司 、施耐德电气(中国)有限公司上海分公司 、上海良信电器股份有限公司 、上海正泰智能科技有限公司 、北京 ABB低压电器有限公司 、广州白云电器设备股份有限公司 、浙江创奇电气股份有限公司 、德力西电气有限公司 。

　　本文件主要起草人 :骆燕 燕 、王 宇 轩 、司 莺 歌 、邱 蔚 冰 、杨 娜 、周 长 青 、李 浩 、李 文 华 、龙 文 德 、王 尧 、谢昕 、许利战 。

　　本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为 :

　　— 2008年首次发布为 GB/Z 22203—2008,2016年第一次修订 ;

　　— 本次为第二次修订 。

　　Ⅲ

　　GB/T 22200.4—2025

　　引 言

　　低压电器量大面广 ,产品涉及配电电器 、控制电器 、终端电器等 ,其可靠性广泛地影响到低压电器应用的机械 、电力 、电子等各个领域 ,涉及电能的控制 、配送等多个方面 。 GB/T 22200《低压电器可靠性》是指导我国低压电器相关产品的可靠性验证的重要系列标准 ,拟由 7个部分构成 。

　　— 第 1部分 :通则 。 目的在于规定低压电器可靠性的总体要求 。

　　— 第 2部分 :塑料外壳式断路器可靠性试验方法 。 目的在于规定塑料外壳式断路器的可靠性要求及试验方法等相关要求 。

　　— 第 3部分 :过载继电器可靠性试验方法 。 目的在于规定过载继电器的可靠性要求及试验方法等相关要求 。

　　— 第 4部分 :家用及类似场所用过电流保护断路器的可靠性试验方法 。 目 的在于规定家用及类似场所用过电流保护断路器的可靠性要求及试验方法等相关要求 。

　　— 第 5部分 :家用和类似用途的剩余电流动作断路器可靠性试验方法 。 目 的在于规定家用和类似用途的可靠性要求及试验方法等相关要求 。

　　— 第 6部分 :接触器式继电器可靠性试验方法 。 目的在于规定接触器式继电器的可靠性要求及试验方法等相关要求 。

　　— 第 7部分 :接触器可 靠 性 试 验 方 法 。 目 的 在 于 规 定 接 触 器 的 可 靠 性 要 求 及 试 验 方 法 等 相 关要求 。

　　Ⅳ

　　GB/T 22200.4—2025

　　低压电器可靠性 第 4 部分 :

　　家用及类似场所用过电流保护断路器的

　　可靠性试验方法

　　1 范围

　　本文件规定了家用及类似场所用过电流保护断路器(以下简称断路器) 的可靠性指标 、可靠性试验方法 、可靠性验证试验方案及试验程序 、试验记录 、带电操作下可靠性试验方法与步骤 。

　　本文件适用于符合 GB/T 10963. 1 和 GB/T 10963. 2 规定的家用及类似场所用过电流保护断路器的可靠性试验方法 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;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 。

　　1

　　GB/T

　　GB/T

　　

　　2900. 18—2008

　　2900. 99—2016

　　

　　电工术语电工术语

　　

　　低压电器可信性

　　GB/T 5080(所有部分) 设备可靠性试验

　　GB/T 10963. 1—2020 电气附件 家用及类似场所用过电流保护断路器 第 1 部分 :用于交流的断路器

　　GB/T 10963. 2—2020 电气附件 家用及类似场所用过电流保护断路器 第 2 部分 :用于交流和直流的断路器

　　GB/T 19334—2021 低压开关设备和控制设备的尺寸 在开关设备和控制设备及其附件中作机械支承的标准安装轨

　　GB/T 22200. 1—2025 低压电器可靠性 第 1部分 :通则

　　3 术语、定义和符号

　　3. 1 术语和定义

　　GB/T 2900. 18—2008、GB/T 2900. 99—2016、GB/T 5080(所 有 部 分 ) 、GB/T 10963. 1—2020、 GB/T 10963. 2—2020和 GB/T 22200. 1—2025界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1. 1

　　可靠寿命 reliablelife

　　使产品的可靠度减小到给定值时所需的工作时间 。

　　注 : 对于家用及类似场所用过电流保护断路器 ,可靠寿命用操作循环次数来表示 。

　　3. 1.2

　　平均寿命 averagelife

　　一批产品寿命的平均值 。对于不可修复的产品 ,指不可修复的产品发生失效前的平均工作时间 。

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　　3. 1.3

　　失效时间 time to failure

　　从第一次使用开始 ,直到失效的工作时间 。

　　3.2 符号

　　下列符号适用于本文件 。

　　B1(Ac)0 有(允)10(许)失品(A)cc失-效(1);的寿命(可靠寿命) ;

　　Fi 累积失效概率 ;

　　In 额定电流 ;

　　n 试品数 ;

　　i 失效试品编号 ,i= 1,2, … ,r;

　　nf 成功率验证试验的截尾次数(截尾时间) ;

　　nz 单台试品成功率验证试验的截止次数(截止时间) ;

　　成功率验证试验的累积相关试验次数(累积相关试验时间) ;

　　R1 不可接收的成功率 ;

　　r 相关失效数 ;

　　r1 短路保护拒动次数 ;

　　r2 短路保护误动次数 ;

　　r3 过载保护失效次数 ;

　　rc 截尾失效数 ;

　　T 失效率验证试验的累积相关试验时间(累积相关试验次数) ;

　　Tc 失效率验证试验的截尾时间(截尾次数) ;

　　tz 单台试品失效率验证试验的截止时间(截止次数) ;

　　Uf 触头断开时触头间的电压 ;

　　Uj 触头接通时其两引出端的电压降 ;

　　威布尔分布中的形状参数的估计值 ;

　　β 使用方风险 ;

　　λmax 规定失效率等级的最大失效率 ;

　　威布尔分布中的真尺度参数的估计值 。

　　4 可靠性指标

　　4. 1 一般要求

　　分别将操作失效率等级 、过流保护成功率等级作为家用及类似场所用过电流保护断路器的可靠性指标 。

　　4.2 操作失效率等级

　　按最大失效率λmax 的数 值 将 操 作 失 效 率 等 级 划 分 为 五 个 等 级(亚 五 级 、四 级 、亚 四 级 、三 级 、亚 三级) ,操作失效率等级的名称和最大失效率见表 1。

　　2

　　GB/T 22200.4—2025

　　表 1 断路器操作失效率等级名称和最大失效率 λmax

　　单位为 1/(10次)

　　操作失效率等级名称

　　最大失效率 λmax

　　亚五级

　　3× 10- 5

　　四级

　　1× 10-4

　　亚四级

　　3× 10-4

　　三级

　　1× 10- 3

　　亚三级

　　3× 10- 3

　　4.3 过流保护成功率等级

　　按不可接收的成功 率 R1 的 数 值 将 过 流 保 护 成 功 率 等 级 划 分 为 四 个 等 级 (六 级 、五 级 、四 级 、三级) ,过流保护成功率等级的名称和 R1 的数值见表 2。

　　表 2 断路器过流保护成功率等级名称和不可接收的成功率 R1

　　过流保护成功率等级名称

　　R1

　　六级

　　0. 995

　　五级

　　0. 99

　　四级

　　0. 98

　　三级

　　0. 95

　　5 可靠性试验方法

　　5. 1 试验条件

　　5. 1. 1 试验环境条件

　　试验应在如下环境条件下进行 :

　　— 周围空气温度 :操作可靠性试验在 15 ℃ ~ 25 ℃条件下进行 ,过载保护可靠性试验在 30 ℃ ~ 35 ℃温度下进行 ;

　　— 海拔 :不超过 2 000 m ;

　　— 相对湿度 :25% ~ 75% ;

　　— 污染等级 :污染等级 2。

　　或按被试产品国家标准或按制造商宣称的使用环境条件规定的使用环境条件进行 。

　　5. 1.2 试品的安装条件

　　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 ;

　　3

　　GB/T 22200.4—2025

　　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断路器 ,安装轨应符合 GB/T 19334—2021的要求 。

　　5. 1.3 试验电源条件

　　5. 1.3. 1 交流电源

　　交流电源应符合以下条件 :

　　a) 波形 :正弦波 ,波形畸变因数不大于 5% ;

　　b) 频率 :50 Hz(或 60 Hz) ,其允许偏差为 ±5% ;

　　c) 电压允差 :0~ +5% ;

　　d) 电流允差 :0~ +5% ;过载保护可靠性试验时按 0~ +2. 5%或 -2. 5% ~0,详见 5. 1. 5. 3。

　　5. 1.3.2 直流电源

　　直流电源应符合以下条件 :

　　a) 纹波系数 :不大于 5% ;

　　b) 电压允差 :0~ +5% ;

　　c) 电流允差 :0~ +5% ,过载保护可靠性试验时按 0~ +2. 5%或 -2. 5% ~0,详见 5. 1. 5. 3;

　　d) 时间常数允差 :在过流保护可靠性试验中 ,允差为 -10% ~0。

　　5. 1.4 触头回路条件

　　为检测触头是否正常地工作 ,可将触头接入检测线路 ,成为触头回路 。触头回路的电源推荐采用直流 24V,其负载推荐采用阻性负载 , 电流为 0. 1 A。

　　5. 1.5 试验激励条件

　　5. 1.5. 1 操作可靠性试验

　　进行操作可靠性试验时 ,单台试品的操作循环次数的选取可与断路器产品标准中规定的机械和电气寿命试验次数相同 。而每小时的操作循环次数可如下选取 :

　　对于额定电流小于或等于 32A 的断路器 ,操作频率应为每小时 240次操作循环 ,在每次操作循环中 ,断路器应保持在断开位置至少 13 s;对于额定电流大于 32A 的断路器 ,操作频率应为每小时 120次操作循环 ,在每次操作循环中 ,断路器应保持在断开位置至少 28 s。

　　5. 1.5.2 短路保护可靠性试验

　　5. 1.5.2. 1 对于符合 GB/T 10963. 1—2020的断路器

　　对于符 合 GB/T 10963. 1—2020 的 断 路 器 , 按 GB/T 10963. 1—2020 中 9. 10. 3. 2~ 9. 10. 3. 4 的 要求 ,对断路器所有极通以电流 。

　　5. 1.5.2.2 对于符合 GB/T 10963.2—2020的断路器

　　对符合 GB/T 10963. 2—2020 的 断 路 器 ,应 在 交 流 电 流 和 直 流 电 流 下 分 别 进 行 短 路 保 护 可 靠 性 试验 ,可将试品总数的各一半分别在交流电流和直流电流下进行短路保护可靠性试验 。按 GB/T 10963. 2— 2020中 9. 10.3 的要求 ,对断路器所有极通以电流 。

　　4

　　GB/T 22200.4—2025

　　5. 1.5.3 过载保护可靠性试验

　　5. 1.5.3. 1 对于符合 GB/T 10963. 1—2020的断路器

　　按 GB/T 10963. 1—2020 中 8. 6. 1 和表 7 的规定 ,从冷态开始 ,对试品所有极通以 1. 13In 的电流(约定不脱扣电流)至约定时间 ,试品不应脱扣 。试验过程中施加的电流允差为 0~ +2. 5% 。

　　然后 ,在 5 s 内把电流稳定地升至 1. 45In (约定脱扣电流) ,试品应在约定时间内脱扣 。试验过程中施加的电流允差为 -2. 5% ~0。

　　接着冷却至冷态 ,对试品所有极通以 2. 55In 的电流 ,脱扣时间应不小于 1 s也不大于 60 s(对于额定电 流 小 于 或 等 于 32 A) 或 120 s(对 于 额 定 电 流 大 于 32 A) 。 试 验 过 程 中 施 加 的 电 流 允 差 为-2. 5% ~0。

　　5. 1.5.3.2 对于符合 GB/T 10963.2—2020的断路器

　　按 GB/T 10963. 2—2020 中 8. 6. 1 和表 7 的规定进行试验 ,试品应在交流电流和直流电流下分别进行过载保护可靠性试验 , 可 将 试 品 总 数 的 各 一 半 分 别 在 交 流 电 流 和 直 流 电 流 下 进 行 过 载 保 护 可 靠 性试验 。

　　在交流电流下进行过载保护可靠性试验时 ,试验要求与 5. 1. 5. 3. 1相同 。

　　在直流电流下进行过载保护可靠性试验时 , 除试验电流要求为直流电流外 ,其他要求与 5. 1. 5. 3. 1相同 。

　　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

　　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 。试验前检测并记录触头回路开路电压 。

　　5.3. 1.2 试验过程中检测

　　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 ,应对试品的所有触头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 ,监测触头接通时其触头两引出端的电压降及断开时触头间的电压 。

　　5.3. 1.3 试验后检测

　　试验后试品不应有下列现象 :

　　— 过度磨损 ;

　　— 动触头位置和指示装置相应位置不一致 ;

　　— 外壳损坏至能被试指触及带电部件 ;

　　— 电气或机械连接松动 ;

　　5

　　GB/T 22200.4—2025

　　— 密封化合物渗漏 。

　　此外 ,试 品 还 应 经 受 GB/T 10963. 1—2020 中 9. 7. 3 规 定 的 介 电 强 度 试 验 , 但 试 验 电 压 要 比GB/T 10963. 1—2020 中 9. 7. 3规定的电压值低 500V,试验前不经过潮湿处理 。

　　5.3.2 短路保护可靠性试验的检测

　　5.3.2. 1 试验前检测同 5. 3. 1. 1。

　　5.3.2.2 试验过程中检测

　　5.3.2.2. 1 一般要求

　　短路保护可靠性试验次数为 nz/2次 。

　　5.3.2.2.2 对于符合 GB/T 10963. 1—2020的断路器

　　5.3.2.2.2. 1 对于 B 型断路器

　　从冷态开始 ,对所有极通以 3In 的电流 ,断路器断开时间应不小于 0. 1 s;

　　然后再从冷态开始 ,对所有极通以 5In 的电流 ,断路器应在小于 0. 1 s时间内脱扣 。

　　以上试验一个循环计为 1 次试验 ,试验次数为 nz/2次 ,在过载保护可靠性试验前后各进行一半 。每次间隔时间至少 3 min,使得断路器恢复到冷态 。

　　5.3.2.2.2.2 对于 C 型断路器

　　从冷态开始 ,对所有极通以 5In 的电流 ,断路器断开时间应不小于 0. 1 s;

　　然后再从冷态开始 ,对所有极通以 10In 的电流 ,断路器应在小于 0. 1 s时间内脱扣 。

　　以上试验一个循环计为 1 次试验 ,试验次数为 nz/2次 ,在过载保护可靠性试验前后各进行一半 。每次间隔时间至少 3 min,使得断路器恢复到冷态 。

　　5.3.2.2.2.3 对于 D 型断路器

　　从冷态开始 ,对所有极通以 10In 的电流 ,断路器断开时间应不小于 0. 1 s;

　　然后再从冷态开始 ,对所有极通以 20In 或最大瞬时脱扣电流(见 GB/T 10963. 1—2020第 6章的列项 j)) ,断路器应在小于 0. 1 s时间内脱扣 。

　　以上试验一个循环计为 1 次试验 ,试验次数为 nz/2次 ,在过载保护可靠性试验前后各进行一半 。每次间隔时间至少 3 min,使得断路器恢复到冷态 。

　　5.3.2.2.2 对于符合 GB/T 10963.2—2020的断路器

　　5.3.2.2.2. 1 对于 B 型断路器

　　各取抽样试品数量的 1/2,分别进行试验 a) 、b) 。

　　a) 取 1/2抽样试品进行试验 , 以 1) 、2)试验一个循环计为 1 次试验 ,试验次数为 nz/2次 ,在过载

　　保护可靠性试验前后各进行一半 。试验间隔时间至少 3 min,使得断路器恢复到冷态 。

　　1) 从冷态开始 , 对 断 路 器 的 各 极 通 以 3In 的 交 流 电 流 , 断 开 时 间 不 应 小 于 0. 1 s,并 且 不大于 :

　　—45 s,对额定电流小于或等于 32A 的断路器 ;

　　— 90 s,对额定电流大于 32A 的断路器 。

　　6

　　GB/T 22200.4—2025

　　2) 然后再从冷态开始 ,对断路器的各极通以 5In 的交流电流 ,断路器应在 0. 1 s 内脱扣 。

　　b) 取 剩 余 的 1/2抽 样 试 品 进 行 试 验 , 以 1) 、2) 试 验 一 个 循 环 计 为 1 次 试 验 , 试 验 次 数 为 nz/2次 ,在过载保护可靠性试验前后各进行一半 。试验间隔时间至少 3 min, 使得断路器恢复 到冷态 。

　　1) 从冷态开始 ,对断路器的各极通以 4In 的直流电流 ,断路器断开时间不应小于 0. 1 s,并且不大于 :

　　—45 s,对额定电流小于或等于 32A 的断路器 ;

　　— 90 s,对额定电流大于 32A 的断路器 。

　　2) 然后再从冷态开始 ,对断路器的各极通以 7In 的直流电流 ,断路器应在 0. 1 s 内脱扣 。

　　5.3.2.2.2.2 对于 C 型断路器

　　各取抽样试品数量的 1/2,分别进行试验 a) 、b) 。

　　a) 取 1/2抽样试品进行试验 , 以 1) 、2)试验一个循环计为 1 次试验 ,试验次数为 nz/2次 ,在过载

　　保护可靠性试验前后各进行一半 。试验间隔时间至少 3 min,使得断路器恢复到冷态 。

　　1) 从冷态开始 ,对断路器的各极通以 5In 的交流电流 ,断路器断开时间不应小于 0. 1 s,并且不大于 :

　　— 15 s,对额定电流小于或等于 32A 的断路器 ;

　　— 30 s,对额定电流大于 32A 的断路器 。

　　2) 然后再从冷态开始 ,对断路器的各极通以 10In 的交流电流 ,断路器应在 0. 1 s 内脱扣 。

　　b) 取 剩 余 的 1/2抽 样 试 品 进 行 试 验 , 以 1) 、2) 试 验 一 个 循 环 计 为 1 次 试 验 , 试 验 次 数 为 nz/2次 ,在过载保护可靠性试验前后各进行一半 。试验间隔时间至少 3 min, 使得断路器恢复 到冷态 。

　　1) 从冷态开始 , 对 断 路 器 的 各 极 通 以 7In 的 直 流 电 流 , 断 开 时 间 不 应 小 于 0. 1 s,并 且 不大于 :

　　— 15 s,对额定电流小于等于 32A 的断路器 ;

　　— 30 s,对额定电流大于 32A 的断路器 。

　　2) 然后再从冷态开始 ,对断路器的各极通以 15In 的直流电流 ,断路器应在 0. 1 s 内脱扣 。

　　5.3.3 过载保护可靠性试验的检测

　　5.3.3. 1 试验前检测同 5. 3. 1. 1。

　　5.3.3.2 试验过程中检测

　　过载保护可靠性试验按 5. 1. 5. 3规定和要求进行验证 。

　　过载保护可靠性试验总次数为 nz/2,试验 a)和 b) 一个循环累计为 1 次 ,试验次数不少于 nz/4,并在试验 c)前后各进行一半 。试验 c)的试验次数不超过 nz/4。

　　试验要求如下 :

　　a) 在试品从冷态开始通以 1. 13In 的电流(约定不脱扣电流) 至约定时间的过程中监测断路器的状态 ,记录断路器的状态和通 1. 13In 电流的时间 。

　　b) 紧接着在 5 s 内把电流稳定地增加到 1. 45In 电流(约定脱扣电流)至约定时间的过程中监测断路器的状态 ,记录断路器的状态和通 1. 45In 电流的时间 。

　　c) 恢复冷态后 ,在试品通以 2. 55In 电流至约定时间的过程中监测断路器是否脱扣 ,记录断路器

　　7

　　GB/T 22200.4—2025

　　的状态和通 2. 55In 电流的时间 。

　　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 ,每台试品的相关失效数最多为 1:

　　a) 触头接通时其两引出端的电压降 Uj 超过触头回路开路电压的 10% ;

　　b) 触头断开时触头间的电压 Uf 低于触头回路开路电压的 90% ;

　　c) 触头发生熔接或其他形式的粘接 ;

　　d) 断路器闭合操作时闭合不上 ;

　　e) 断路器分断操作时不分断 ;

　　f) 试品零部件有破坏性损坏 、连接导线及零部件松动 ;

　　在操作可靠性试验后 ,未失效的试品应按 5. 3. 1. 3 检验 ,其中任一项 目 的检测结果不符合产品标准的规定 , 即认为该试品失效 。

　　5.4.2 短路保护可靠性试验的失效判据

　　在短路 保 护 可 靠 性 试 验 中 , 断 路 器 所 有 极 中 按 5. 3. 2. 2 规 定 试 验 时 , 其 断 开(脱 扣) 时 间 不 符 合5. 3. 2. 2的规定的情况出现一次时 , 即认为该试品发生失效 ,每台试品的相关失效数最多为 1:

　　a) 若通以瞬时脱扣电流的下限值 , 断开(脱扣) 时间小于 0. 1 s,则称试品发生误 动 故 障(简 称 误动) ;

　　b) 若通以瞬时脱扣电流的上限值 ,断开(脱扣)时间大于或等于 0. 1 s(包括不断开 、不脱扣) ,则称试品发生拒动故障(以下简称 “拒动 ”) 。

　　5.4.3 过载保护可靠性试验的失效判据

　　在过载保护可靠性 试 验 过 程 中 , 当 某 试 品 出 现 以 下 任 意 一 种 情 况 一 次 时 , 即 认 为 该 试 品 发 生 失效 ,每台试品的相关失效数最多为 1:

　　a) 在通以约定不脱扣电流 1. 13In 时 ,在约定时间内试品脱扣 ;

　　b) 在通以试验电流 1. 45 In 时 ,在约定时间内试品没脱扣 ;

　　c) 在通以试验电流 2. 55 In 时 ,试品脱扣时间小于 1 s;

　　d) 在通以试验电流 2. 55 In 时 ,试 品 脱 扣 时 间 大 于 60 s(对 于 额 定 电 流 小 于 等 于 32 A) 或 大 于120 s(对于额定电流大于 32A) 。

　　5.5 可靠性试验的试验装置

　　断路器可靠性试验装置应满足以下要求 :

　　a) 能实现逐次监测 ;

　　b) 试品失效时 ,试验装置应自动停机 、记录失效试品编号 、失效发生时的操作次数及记录输出 ;

　　c) 进行程序控制 ,并能正确按照操作循环的顺序进行 。

　　推荐采用微机进行控制 、检测的可靠性试验装置 ,也可采用其他合适的试验装置 。

　　电动操作试验装置在驱动过程中 ,应以(0. 1±0. 025) m/s 的操作速度操作断路器 。该速度应在试验装置的操动件接触到被试断路器操作件末端时并在该位置进行测量 。对旋钮式操作件 ,其角速度应基本上与上述条件相当 , 即被试断路器操作件末端处的速度与上述速度相当 。

　　气动操作试验装置的操作速度与电动操作试验装置速度相同 ,为(0. 1±0. 025) m/s。

　　8

　　GB/T 22200.4—2025

　　6 可靠性验证试验方案及试验程序

　　6. 1 试验组成

　　断路器的可靠性验证试验由操作失效率验证试验和过流保护成功率验证试验两部分组成 。

　　6.2 可靠性验证试验方案

　　断路器的可靠性验证试验推荐采用实验室试验 。

　　断路器的可靠性验证试验推荐采用定时或定数截尾试验 。

　　断路器可靠性验证试验的操作失效率验证试验和过流保护成功率验证试验 ,其使用方风险 β均为0. 1。操作失效率验证试验抽样方案见表 3,过流保护成功率验证试验抽样方案见表 4。

　　表 3 操作失效率验证试验抽样方案

　　操作失效率等级

　　最大失效率 λmax 1/10次

　　试验截尾时间 Tc

　　104 次

　　Ac= 0

　　Ac= 1

　　Ac= 2

　　Ac= 3

　　Ac= 4

　　Ac= 5

　　亚五级

　　3× 10- 5

　　76. 8

　　130

　　177

　　223

　　266

　　309

　　四级

　　1× 10-4

　　23. 0

　　38. 9

　　53. 2

　　66. 8

　　79. 9

　　92. 7

　　亚四级

　　3× 10-4

　　7. 68

　　13. 0

　　17. 7

　　22. 3

　　26. 6

　　30. 9

　　三级

　　1× 10- 3

　　2. 30

　　3. 89

　　5. 32

　　6. 68

　　7. 99

　　9. 27

　　亚三级

　　3× 10- 3

　　0. 77

　　1. 30

　　1. 77

　　2. 23

　　2. 66

　　3. 09

　　表 4 过流保护成功率验证试验抽样方案

　　过流保护成功率等级

　　不可接收的成功率 R1

　　试验截尾次数 nf

　　次

　　Ac= 0

　　Ac= 1

　　Ac= 2

　　Ac= 3

　　Ac= 4

　　Ac= 5

　　六级

　　0. 995

　　460

　　777

　　1 063

　　1 335

　　1 597

　　1 853

　　五级

　　0. 99

　　230

　　388

　　531

　　667

　　798

　　926

　　四级

　　0. 98

　　114

　　194

　　265

　　333

　　398

　　462

　　三级

　　0. 95

　　45

　　77

　　105

　　132

　　158

　　184

　　6.3 可靠性验证试验程序

　　6.3. 1 操作失效率验证试验程序

　　操作失效率验证试验按下列程序进行 :

　　a) 选定失效率等级 ;

　　b) A(选)c0(允);许失效数 Ac 和截尾失效数 rc(rc=Ac+1) ,推荐在 2~ 5 的范围内选择 Ac,不推荐选择

　　9

　　GB/T 22200.4—2025

　　c) 根据选定的失效率等级和 Ac, 由表 3查出试验截尾时间 Tc ;

　　4 000次 ,取最大值 ;

　　d) 选定单台试品的试验截止时间 tz,tz 推荐不低于产品标准规定的操作循环总数的 90%或 tz=

　　e) 根据 Tc、Ac、tz, 由式(1)确定试品数 n(用进一法取整) :

　　n Ac ……………………( 1 )

　　f) 从批量生产的合格产品中随机抽取 n 个试品 ,试品应符合 5. 2 的规定 ;

　　g) 按 5. 1. 5. 1 和 5. 3. 1 的规定进行试验与检测 ;按 5. 4. 1 进行失效判定 , 当某台试品的失效次数累计达到 1 次时 ,该试品应退出试验 ;相关失效数 r 累加 1;

　　h) 统计相关失效数 r 及各失效试品的相关试验时间(失效发生时间) ,对试验后检测出的相关失效试品 ,其相关试验时间按试验结束时的试验次数计算 ;

　　i) 统计累积相关试验时间 T;

　　j) 试验结果判定 :

　　当累积相关试验时间 T 达到或超过了截尾时间 Tc,而相关失效数 r 未达到截尾失效数 rc (即r≤Ac) ,则判为试验合格(接收) ; 当相关失效数 r 达到或超过了截尾失效数 rc (即 r>Ac) , 而累积相关试验时间 T 未达到截尾时间 Tc,则判为试验不合格(拒收) 。

　　6.3.2 过流保护成功率验证试验程序

　　过流保护成功率验证试验按下列程序进行 :

　　a) 选定产品的过流保护成功率等级 ;

　　Ac=0;

　　b) 选定允许失效数 Ac 和截尾失效数 rc(rc=Ac+1) ,推荐在 2~ 5 的范围内选择 Ac,不推荐选择

　　c) 根据选定的过流保护成功率等级和 Ac, 由表 4查出试验截尾次数 nf ;

　　e) 根据 nf、nz 及 Ac 由式(2)确定试品数 n(用进一法取整) :

　　d) 选定试品的试验截止次数 nz,一般为 4 的倍数 ,推荐选 nz=32次 ;

　　n Ac ……………………( 2 )

　　f) 从批量生产的合格产品中随机抽取 n 个试品 ,试品应符合 5. 2 的规定 ;

　　g) 分别按 5. 3. 2、5. 4. 2 和 5. 3. 3、5. 4. 3 的规定进行短路保护可靠性和过载保护可靠性试验与检测 ;按 5. 4. 2、5. 4. 3进行短路保护可靠性试验和过载保护可靠性试验的失效判定 , 当某台试品的失效次数累计达到 1 次时 ,该试品应退出试验 ;根据失效情况 ,r1 或 r2 或 r3 累加 1;

　　h) 误动次数(统计所有)试,r3品为(相)过(关)载(失)保(效)护(数)效(r1; + r2 + r3 ) ,式中 r1 为短路保护拒动次数 ,r2 为短路保护

　　i) 统计累积试验次数 nΣ ;

　　j) 试验结果判定 :

　　当累积试验次数 nΣ 达到或超过了截尾次数 nf,而相关失效数 r 未达到截尾失效数 rc (即 r≤ Ac) ,则判为试验合格(接收) ; 当相关失效数 r 达到或超过截尾失效数 rc (即 r>Ac) ,而累积试验次数 nΣ 未达到截尾次数 nf,则判为试验不合格(拒收) 。

　　7 试验记录

　　应对每次试验的所有试品建立一份试验记录 ,并按先后顺序在试品失效后进行试验数据记录 ,记录内容为 :

　　10

　　GB/T 22200.4—2025

　　a) 试品名称 、型号 、规格 、制造单位 、生产日期 ;

　　b) 试验地点和试验日期 ;

　　c) 试品数和试品基数 ;

　　d) 试验依据和试验方案 ;

　　e) 试验条件(温度 、湿度 、气压 、触头回路电源电压 、负载性质及负载电流等) ;

　　f) 失效试品编号及相关试验次数 ;

　　g) 失效现象 ;

　　h) 失效分析与判断 ;

　　i) 试验人员 。

　　推荐的试验报告格式参见附录 A。

　　8 带电操作下可靠性试验方法与步骤

　　关于确定带电操作下家用及类似场所用过电流保护断路器可靠性数据的步骤按附录 B 的规定 。

　　11

　　GB/T 22200.4—2025

　　附 录 A (资料性)试验报告

　　推荐的家用及类似场所用过电流保护断路器(以下简称断路器) 可靠性试验报告格式见表 A. 1 和表 A. 2。

　　表 A. 1 断路器操作可靠性试验(操作失效率验证试验)报告

　　文档编号 :

　　制造单位

　　产品型号和规格

　　生产 日期

　　试验地点

　　试验日期

　　年 月 日 时至 年 月 日 时

　　试品数 n

　　试验条件

　　试验依据

　　试品基数

　　试验目的

　　操作失效率等级

　　操作失效率试验方案

　　截尾时间 Tc次

　　截尾失效数 rc

　　单台试品试验截止时间 tz/次

　　序号

　　失效产品序号

　　相关试验次数/次

　　失效现象

　　失效原因

　　备注

　　累积相关试验时间 T

　　相关失效数 r

　　试验结论

　　建议采取措施

　　试验人员

　　试验负责人 可靠性试验单位 (盖章) 年 月 日

　　注 : 试验条件包括温度 、湿度 、气压 、触头回路电源电压 、负载性质及负载电流 、每 小 时 操 作 循 环 次 数 及 断 路 器 类型等 。

　　12

　　GB/T 22200.4—2025

　　表 A.2 断路器过流保护可靠性试验(过流保护成功率验证试验)报告

　　文档编号 :

　　制造单位

　　产品型号和规格

　　生产 日期

　　试验地点

　　试验日期

　　年 月 日 时至 年 月 日 时

　　试品数 n

　　试验条件

　　试验依据

　　试品基数

　　试验目的

　　过流保护成功率等级

　　过流保护成功率试验方案

　　截尾次数nf/次

　　截尾失效数 rc

　　单台试品试验截止次数 nz/次

　　序号

　　失效产品序号

　　所有极试验电流/A

　　相关试验次数/次

　　失效现象

　　失效原因

　　备注

　　短路保护拒动次数 r1

　　短路保护误动次数 r2

　　过载保护失效次数 r3

　　相关失效数 r

　　累计相关试验次数 nΣ

　　试验结论

　　建议采取措施

　　试验人员

　　试验负责人 可靠性试验单位 (盖章) 年 月 日

　　注 : 试验条件包括温度 、湿度 、气压 、触头回路电源电压 、负载性质及负载电流及断路器类型等 。

　　13

　　GB/T 22200.4—2025

　　附 录 B

　　(规范性)

　　确定带电操作下家用及类似场所用过电流保护断路器可靠性数据的步骤

　　B. 1 概述

　　本附录规定了确定带电操作下家用及类似场所用过电流保护断路器(以下简称断路器)可靠性数据的步骤 。

　　B.2 以电寿命试验结果为基础确定可靠性数据的方法

　　B.2. 1 一般方法

　　在电寿命试验中 , 以对断路器连续监测所得的结果为基础 。

　　发生一个或多个表 B. 1所列的故障情况 ,该台试品结束试验 。

　　表 B. 1 断路器在带电气负载条件下的失效模式

　　失效模式

　　断路器的失效特征

　　断开失效

　　断电后仍有电流存在

　　闭合失效

　　通电后 ,一个或多个极上没有电流

　　极间短路

　　极间绝缘失效

　　极与任一相邻部件间短路

　　与任一相邻部件间绝缘失效

　　B.2.2 负载条件

　　B.2.2. 1 对于符合 GB/T 10963. 1—2020的断路器

　　符合 GB/T 10963. 1—2020的断路器按 GB/T 10963. 1—2020 中 9. 11. 1规定进行试验 。

　　在额定电压下用串联连接在负载端的电阻器和电抗器调节至额定电流的电流下进行试验 。如果使用空芯电抗器 ,每个电抗器应并联连接一个电阻器 ,流过电阻器的电流约为流过电抗器的电流的 0. 6% 。试验电流的功率因数应在 0. 85~0. 9。

　　进行电寿命试验时 ,每小时的操作循环次数可如下选取 :

　　对于额定电流小于或等于 32A 的断路器 ,操作频率应为每小时 240次操作循环 ,在每次操作循环中 ,断路器应保持在断开位置至少 13 s;对于额定电流大于 32A 的断路器 ,操作频率应为每小时 120次操作循环 ,在每次操作循环中 ,断路器应保持在断开位置至少 28 s。

　　在试验过程中 ,应对试品的电压和电流进行实时监测 。交流试验电源波形畸变因数不大于 5% ,频率为 50 Hz或 60 Hz,频率允许偏差为 ±5% ,试验电压允差为 0~ +5% ,试验电流允差为 0~ +5% ,功率因数允差为 ±0. 05。

　　B.2.2.2 对于符合 GB/T 10963.2—2020的断路器

　　符合 GB/T 10963. 2—2020的断路器可仅在直流电流下进行电寿命试验 。 每小时的操作循环次数如 B. 3. 2. 1 的要求 。

　　在试验过程中 ,应对试品的电压和电流进行实时监测 。直流试验电源的纹波系数不大于 5% ,试验

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　　GB/T 22200.4—2025

　　电压允差为 0~ +5% ,试验电流允差为 0~ +5% ,时间常数允差为 -10% ~0。

　　B.3 威布尔分析

　　B.3. 1 线性回归技术估计分布参数

　　线性回归技术估计分布参数的方法采用中位秩和操作循环次数作为变量 。

　　可采用伯纳德(Bernard)近似方程计算累积失效概率 Fi,见公式(B. 1) :

　　Fi ……………………( B. 1 )

　　注 : 该方程主要用于试品数 n≤30;当 n>30, 累计失效概率不必修正 , 即 :Fi

　　测定系数 r2 可用公式(B. 2)进行计算 :

　　r2越接近于 1,其拟合结果越近似为威布尔分布 。

　　r 这里xi和 yi(i= 1, … ,n)分别是中位秩和失效时间 。

　　以下为拟合曲线的绘制步骤 :

　　a) 首先 ,将操作循环次数由开始到结尾依次编号 ;

　　b) 使用伯纳德(Bernard)近似方程计算中位秩 ,见公式(B. 1) ;

　　c) 在 1× 1 的威布尔或对数坐标纸上画出失效时间 x 与中位秩 Fi (y)的对数曲线 ;

　　d) 用直线回归函数计算以获得直线方程 :yIn=xln+b;

　　f(e))) 画出(计算))线;验证拟合度 。

　　B.3.2 可靠寿命

　　B.3.2. 1 数字方法

　　对于 20个或更少的试验数据 ,应该采用中位秩回归法(MRR)得到的威布尔参数和。

　　B.3.2.2 B10 的点估计

　　使用公式(B. 3)计算 10%的试品发生失效的10 (B10 的点估计) :

　　ln ……………………( B. 3 )

　　B.4 威布尔分析示例

　　B.4. 1 试验结果

　　中用 i按顺序列出 。

　　共有 15台断路器(n= 15)同时试验 ,直到所有断路器都失效为止 。 15个失效时间(r= 15)在表 B. 2

　　15

　　GB/T 22200.4—2025

　　表 B.2 15台断路器按发生故障的顺序排列的示例

　　i

　　操作循环次数

　　1

　　10 594

　　2

　　10 758

　　3

　　11 436

　　4

　　11 987

　　5

　　12 587

　　6

　　13475

　　7

　　14865

　　8

　　15 789

　　9

　　16230

　　10

　　17852

　　11

　　18040

　　12

　　18245

　　13

　　18 950

　　14

　　19040

　　15

　　19 550

　　B.4.2 威布尔分布和中位秩回归中位秩的计算结果见表 B. 3。

　　表 B.3 中位秩计算结果

　　i

　　操作循环次数

　　中位秩

　　1

　　10 594

　　4. 5%

　　2

　　10 758

　　11. 0%

　　3

　　11 436

　　17. 5%

　　4

　　11 987

　　24. 0%

　　5

　　12 587

　　30. 5%

　　6

　　13475

　　37. 0%

　　7

　　14865

　　43. 5%

　　8

　　15 789

　　50. 0%

　　9

　　16230

　　56. 5%

　　10

　　17852

　　63. 0%

　　16

　　GB/T 22200.4—2025

　　表 B.3 中位秩计算结果 (续)

　　i

　　操作循环次数

　　中位秩

　　11

　　18040

　　69. 5%

　　12

　　18245

　　76. 0%

　　13

　　18 950

　　82. 5%

　　14

　　19040

　　89. 0%

　　15

　　19 550

　　95. 5%

　　得,2值:接一=:1(。)的(1),布16(-)分(5).6布(41)。9。(见图 B.1) 。

　　图 B. 1 威布尔中位秩回归图

　　B.4.3 可靠寿命

　　为了计算有 10%的断路器发生失效的可靠寿命 ,计算示例可见 B. 3. 2。

　　可靠寿命的点估计10 = 10 601次 。

　　B.4.4 平均寿命

　　平均寿命的点估计为=Γç1+),÷ ,其中的 Γç 1+),÷ 可根据形状参数值由数学手册中的 Gamma

　　函数表查得为 0. 9179,则= 15 289次 。

　　17