ГОСТ 31196.4-2012 Низковольтные плавкие предохранители. Часть 4. Дополнительные требования к плавким предохранителям для защиты полупроводниковых устройств.

ГОСТ 31196.4-2012

(IEC 60269-4:1986)

Группа Е71

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

 Низковольтные плавкие предохранители

 Часть 4

 ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПЛАВКИМ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯМ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ УСТРОЙСТВ

 Low-voltage fuse-links. Part 4. Supplementary requirements for fuse-links for the protection of semiconductor devices

МКС 29.120.50

Дата введения 2014-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью "Всероссийский научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт низковольтной аппаратуры (ООО "ВНИИ-электроаппарат")

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 24 мая 2012 г. N 41)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 ноября 2012 г. N 844-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 31196.4-2012 (IEC 60269-4:1986) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2014 г.

Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту IEC 60269-4:1986* Low-voltage fuse-links. Part 4. Supplementary requirements for fuse-inks fur the protection of semiconductor devices (Низковольтные плавкие предохранители. Часть 4. Дополнительные требования к плавким предохранителям для защиты полупроводниковых устройств)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

 Введение

Настоящий стандарт применяется совместно с ГОСТ 31196.0-2012* (IEC 60269-1:1998) "Предохранители плавкие низковольтные. Часть 1. Общие требования" и дополняет или исключает соответствующие разделы и/или пункты ГОСТ 31196.0.

Настоящий стандарт распространяется на плавкие предохранители, предназначенные для защиты полупроводниковых устройств промышленного назначения (далее - плавкие предохранители), и устанавливает нормы, правила и методы испытаний, которые дополняют, изменяют или исключают соответствующие разделы и/или пункты ГОСТ 31196.0.

      1 Общие положения

Плавкие предохранители должны соответствовать требованиям настоящего стандарта и ГОСТ 31196, а также стандартов или технических условий на плавкие предохранители отдельных серий или типов.

В стандарте сохранена нумерация пунктов и таблиц ГОСТ 31196.0.

1.1 Область распространения

Требования настоящего стандарта относятся к плавким предохранителям, устанавливаемым в электрооборудовании на номинальное напряжение до 1000 В переменного тока и до 1500 В постоянного тока и, если это возможно, на плавкие предохранители более высоких номинальных напряжений.

Как правило эти плавкие предохранители выполняют в виде плавкой вставки без основания и держателя.

При наличии отдельных оснований или держателей плавких предохранителей, они должны отвечать соответствующим требованиям ГОСТ 31196.0.

1.2 Цель

Цель настоящего стандарта заключается в установлении стандартных характеристик плавких вставок.

1.2.1 В стандарте рассматривают следующие характеристики плавких предохранителей:

- номинальные данные;

- предельное напряжение дуги;

- превышение температуры в нормальных условиях эксплуатации;

- потери мощности;

- время-токовые характеристики;

- отключающую способность;

- характеристики пропускаемого тока и

.

1.2.2 Типовые испытания для проверки характеристики плавких предохранителей.

1.2.3 Маркировка плавких предохранителей.

1.2.4 Наличие и форма представления технических данных (см. приложение В).

      2 Определения

2.2 Общие термины

2.2.10 (Исключен, Изм. N 1)

2.2.14 полупроводниковое устройство: Устройство, основные характеристики которого обусловливаются движением носителей заряда в полупроводнике.

2.2.15 плавкая вставка для защиты полупроводников: Токоограничивающая плавкая вставка, способная в указанных условиях отключать ток с любым значением в пределах диапазона отключения (см. 7.4).

      3 Условия эксплуатации

3.4 Напряжение

3.4.1 Номинальное напряжение плавкой вставки переменного тока соотносится с напряжением до включения: оно основывается на действующем значении синусоидального переменного напряжения. Предполагается, что это напряжение до включения остается одинаковым на протяжении всего периода срабатывания плавкой вставки. Это предположение положено в основу всех испытаний для проверки номинальных значений.

Работоспособность плавкой вставки, напряжение до включения которой несинусоидально, можно в первом приближении оценить путем равнения среднеарифметических значений несинусоидального и синусоидального напряжения до включения.

Номинальное напряжение плавкой вставки постоянного тока соответствует напряжению до включения. Оно основывается на среднем значении этого напряжения. Если постоянное напряжение получают путем выпрямления переменного, предполагается, что пульсация вызывает колебания не более плюс 5% и минус 9% от среднего значения.

3.4.2 Напряжение до включения в процесс эксплуатации

В условиях эксплуатации напряжение до включения - это напряжение, вызывающее в поврежденной цепи нарастание тока до уровня, при котором плавкая вставка срабатывает.

Поэтому переменное напряжение до включения в однофазной цепи переменного тока обычно равно возвращающемуся напряжению. Во всех случаях, когда переменное напряжение несинусоидально, необходимо знать напряжение до включения как функцию времени. Для выпрямленного напряжения важное значение имеют среднее значение за весь период срабатывания плавкой вставки и мгновенное значение к концу времени горения дуги.

Постоянное напряжение до включения обычно приблизительно равно среднему восстанавливающемуся напряжению.

3.5 Ток

Номинальный ток плавкой вставки основывается на действующем значении синусоидального переменного тока с номинальной частотой.

При постоянном напряжении действующее значение тока не должно превышать действующего значения синусоидального переменного тока при номинальной частоте.

3.6 Частота, коэффициент мощности и постоянная времени

3.6.1 Частота

Номинальная частота соотносится с частотой синусоидального тока и напряжения, положенных в основу типовых испытаний.

В частности, если частота в условиях эксплуатации значительно отличается от номинальной, следует консультироваться с изготовителем.

3.6.3 Постоянная времени (

)

При постоянном напряжении ожидаемые на практике постоянные времени считаются соответствующими таблице XII.

3.10 Температура внутри оболочки

В стандартах или технических условиях на предохранители отдельных серий и типов должны быть указаны номинальные токи плавких вставок в диапазоне температур до 60 °С.

      5* Характеристика плавких предохранителей

5.1 Перечень характеристик

5.1.2 Плавкие вставки

a) Номинальное напряжение (5.2);

b) Номинальный ток (5.3 ГОСТ 31196.0);

c) Род тока и частота (5.4 ГОСТ 31196.0);

d) Номинальные потери мощности (5.5 ГОСТ 31196.0);

e) Время-токовые характеристики (5.6);

f) Диапазон отключения (5.7.1 ГОСТ 31196.0);

g) Номинальная отключающая способность (5.7.2 ГОСТ 31196.0);

h Характеристики пропускаемого тока (5.8.1);

i) Характеристики

(5.8.2);

ki) Размеры или габариты (при необходимости);

I) Предельное напряжение дуги (5.9).

5.2 Номинальное напряжение

Ряд номинальных переменных напряжений до 660 В и постоянных - до 750 В по ГОСТ 31196.0 при более высоких напряжениях значения следует выбирать из ряда R5 или, если это невозможно, из ряда R10 ГОСТ 31196.0.

5.4 Номинальная частота

Номинальная частота - это частота, к которой относятся рабочие характеристики.

5.5 Номинальные потери мощности плавкой вставки

Дополнительно к требованиям ГОСТ 31196.0 изготовитель должен указать потери мощности как функцию тока в диапазоне от 50% до 100% номинального тока или при 50%, 63%, 80% и 100% номинального тока.

Сопротивление плавкой вставки определяется как отношение между потерями мощности и соответствующим значением тока.

5.6 Пределы время-токовых характеристик

5.6.1 Время-токовые характеристики, время-токовые зоны

Изготовитель должен представить время-токовые характеристики для температуры окружающего воздуха 20 °С - 25 °С в соответствии с условиями, указанными в 8.3. Эти время-токовые характеристики приводят для номинальной частоты.

При постоянном напряжении их указывают для постоянных времени согласно таблице ХIIВ.

В некоторых случаях, в частности, при повышенных значениях ожидаемого тока (уменьшении времени), ту же информацию можно представить в форме характеристик

. В этом случае рекомендуется выборочно или дополнительно указывать характеристики

.

5.6.1.1 Преддуговые время-токовые характеристики

При переменном напряжении преддуговая время-токовая характеристика должна относиться к симметричному переменному току указанной (номинальной) частоты.

При постоянном напряжении преддуговая время-токовая характеристика особенно важна при длительности более 15

для данной цепи и в этом диапазоне тождественна преддуговой время-токовой характеристике при переменном напряжении.

Примечания

1 Из-за широкого разброса постоянных времени цепи, ожидаемых в процессе эксплуатации, информацию для интервалов времени менее 15

желательно представить в виде преддуговой характеристики.

2 Значение 15

выбрано для установления границы влияния, оказываемого различной скоростью нарастания тока на преддуговую время-токовую характеристику при меньшей длительности.

5.6.1.2 Время-токовые характеристики отключения

Время-токовые характеристики отключения следует указывать с использованием напряжения до включения в качестве параметра и для установленного значения коэффициента мощности. В принципе, они должны основываться на моменте появления тока, обусловливающем наибольшее значение

отключения (см. 8.7). Параметры напряжения должны соответствовать по крайней мере 100%, 50% и 25% номинального напряжения.

При постоянном напряжении время-токовые характеристики отключения для времени более 15

не представляют (5.6.1.1).

5.6.2 Условные время и токи

Не применяют.

5.6.3 Пороговые значения

Не применяют.

5.6.4 Кривые перегрузки

5.6.4.1 Стойкость против перегрузок

Изготовитель должен указать координаты точек вдоль время-токовых характеристик (5.6.1), для которых была проверена стойкость против перегрузок методом, описанным в 8.4.3.4.

Число и положение точек, для которых следует проверить стойкость против перегрузок, выбирают по усмотрению изготовителя. Временную ось координат для проверки стойкости против перегрузок следует выбирать в интервале от 0,01 до 60 с. По соглашению между изготовителем и потребителем можно добавить и другие координатные точки.

5.6.4.2 Условная кривая перегрузок

Условная кривая перегрузок состоит из прямолинейных отрезков, проходящих через точки, для которых проверялась стойкость против перегрузок. От каждой из этих точек строят две прямые:

- одну - в направлении сокращения времени параллельно оси координат;

- другую - в направлении удлинения времени через точки с постоянным значением

. Эти прямые пересекаются с прямой, соответствующей номинальному току, образуя условную кривую перегрузок (рисунок 1).

1

- преддуговая характеристика;

2

- прямая постоянного значения

;

3

- условная кривая перегрузок

Рисунок 1 - Пример условной кривой перегрузок (

и

- точки, для которых проверяется стойкость против перегрузок)

Примечание - На практике достаточно проверки на стойкость против перегрузок для нескольких точек. С увеличением числа точек, для которых проверяется стойкость против перегрузок, условная кривая перегрузок становится более точной.

5.7.1 Диапазон отключения и категории применения

Первая буква должна указывать диапазон отключения "а" - плавкие вставки с отключающей способностью в части диапазона согласно п.7.4.

Вторая буква должна указывать категорию применения. Согласно области применения "R" - плавкие вставки для защиты полупроводниковых устройств.

Таким образом, "aR" - плавкие вставки для защиты полупроводниковых приборов с отключающей способностью в части диапазона.

(Введен дополнительно, Изм. N 1)

5.7.2 Номинальная отключающая способность

Отключающая способность должна составлять не менее 50 кА переменного тока и 8 кА постоянного тока.

Для переменного напряжения номинальную отключающую способность определяют по результатам периодических испытаний в цепи с исключительно линейным полным сопротивлением и постоянным синусоидальным напряжением до включения номинальной частоты.

Для постоянного напряжения номинальную отключающую способность определяют по результатам периодических испытаний в цепи с исключительно линейными индуктивностью и активным сопротивлением при среднем напряжении до включения.

5.8 Характеристики пропускаемого тока и

5.8.1 Характеристики пропускаемого тока

Изготовитель должен представить характеристики пропускаемого тока согласно примеру, изображенному на рисунке 2 ГОСТ 31196.0 в двойных логарифмических координатах, с ожидаемым током по оси абсцисс и, при необходимости, с напряжением до включения и/или частотой в качестве параметра.

При переменном напряжении характеристики пропускаемого тока должны отражать наибольшее значение тока, возможные в процессе эксплуатации. Они должны соответствовать условиям, вытекающим из условий испытания по данному стандарту, например, указанным значениям напряжения, частоты и коэффициента мощности. Характеристики пропускаемого тока проверяют входе испытаний по 8.6.

При постоянном напряжении характеристики пропускаемого тока должны отражать наибольшие значения тока, возможные в процессе эксплуатации в цепях с постоянной времени от 15 до 20 мс. В цепях с меньшими постоянными времени эти значения превышаются.

Изготовитель должен представить информацию о пропускаемых токах для постоянных времени 5 и 10 мс.

5.8.2 Характеристики

5.8.2.1 Преддуговая характеристика

При переменном напряжении преддуговая характеристика

должна основываться на симметричном токе установленной (номинальной) частоты.

При постоянном напряжении преддуговая характеристика

должна основываться на действующем значении постоянного тока при постоянной времени 15-20 мс.

Изготовитель должен представить информацию о характеристиках по крайней мере при постоянных времени 5 и 10 мс.

5.8.2.2 Характеристики

отключения

При переменном напряжении характеристики

отключения должны строиться с указанием напряжения до включения в качестве параметра при 100%, 50% и 25% номинального и для установленного значения коэффициента мощности. В принципе они должны основываться на моменте появления тока, обусловливающего максимальное значение отключения (8.7).

При постоянном напряжении характеристики

отключения должны строиться с указанием напряжения до включения в качестве параметра при 100% и 50% номинального для постоянной времени 15-20 мс. Допускается определение характеристик

отключения при меньших напряжениях с помощью испытаний согласно таблице ХIIВ.

5.9 Характеристики напряжения дуги

Характеристики напряжения дуги, представленные изготовителем, должны показывать наибольшее (пиковое) значение напряжения дуги как функцию напряжения до включения цепи, в которую введена плавкая вставка, при переменном напряжении - для коэффициентов мощности по таблице ХIIС, при постоянном напряжении - для постоянных времени от 15 до 20 мс.

      6 Маркировка

6.2 Маркировка плавких вставок

Дополнительно к указанному в ГОСТ 31196.0 (6.2) маркировка должна содержать наименование изготовителя и/или условные обозначения, позволяющие установить все характеристики, перечисленные в ГОСТ 31196.0 (5.1.2).

      7 Стандартные требования к конструкции

7.3 Превышение температуры и потери мощности плавких вставок

Плавкие вставки должны быть спроектированы и рассчитаны так, чтобы при испытаниях по 8.3 они могли проводить номинальный ток без выхода за пределы:

- максимально допустимого превышения температуры наиболее нагретой верхней металлической части плавкой вставки, указанного изготовителем (рисунки 2а, 2b);

- потерь мощности при номинальном токе, указанных изготовителем.

Размеры в миллиметрах (приблизительные значения)

1 - крепежные болты; 2 - точки измерения напряжения для определения потерь мощности; 3 - блоки изолирующего материала (например, деревянные); 4 - опорный лист из изолирующего материала (например, фанерный толщиной 16 мм); 5 - матовая черная поверхность; 6 - положение термопары, прикрепленной к наиболее нагретой верхней металлической части плавкой вставки, указанное изготовителем или установленное другим способом; 7 - контактная поверхность, подлежащая металлизации; 8 - зажимы из изолирующего материала. В случае необходимости 2 верхних зажима могут оставаться незатянутыми; 9 - корпус плавкой вставки, может быть круглым или прямоугольным

Рисунок 2а - Пример стандартной испытательной схемы

- точка замера превышения температуры;

- точка замера потерь мощности

Рисунок 2b - Пример стандартной испытательной схемы

7.4 Срабатывание

Плавкая вставка должна быть спроектирована и рассчитана так, чтобы она могла длительно проводить любой ток вплоть до его номинального значения (8.4.3.5).

Плавкая вставка должна срабатывать и отключать любой ток в диапазоне от тока, при котором время срабатывания составляет около 30 с до тока номинальной отключающей способности.

По соглашению между изготовителем и потребителем допускается другой диапазон токов.

7.5 Отключающая способность

Плавкая вставка должна быть способна отключать при напряжении не выше указанного в 8.5 любую цепь с ожидаемым током в интервале токов по 7.4:

- при переменном напряжении - при коэффициентах мощности не ниже указанных в таблице XII для соответствующего значения ожидаемого тока;

- при постоянном напряжении - при постоянных времени, не превышающих значения, указанные в таблице ХIIВ, для соответствующих значений ожидаемого тока.

(Измененная редакция, Изм. N 1)

7.7 Характеристики

Значения

отключения, определенные по 8.7, не должны превышать указанных изготовителем. Преддуговые значения, определенные по 8.7, должны быть не ниже указанных значений (5.8.2.1 и 5.8.2.2).

7.14 Характеристики напряжения дуги

Значения напряжения дуги, измеренные по 8.7.5, не должны превышать указанных изготовителем (5.9).

7.15 Специальные условия эксплуатации

Специальные условия эксплуатации должны согласовываться изготовителем и потребителем.

      8 Испытания

8.1 Общие положения

8.1.4 Положение плавкой вставки

Плавкая вставка должна быть смонтирована на открытом воздухе, в месте, защищенном от сквозняков, и, при отсутствии других указаний, в вертикальном положении (8.3.1). Примеры испытательных устройств изображены на рисунках 2а, 2b.

8.1.5.1 Полные испытания

Полные испытания плавких предохранителей приведены в таблице VII А.

8.1.5.2 Исключение периодических испытаний для плавких вставок однородной серии

Плавкие вставки однородной серии с промежуточными значениями номинального тока не подвергают периодическим испытаниям, если плавкая вставка с наибольшим номинальным током испытывалась на соответствие требованиям 8.1.5.1, а плавкая вставка с наименьшим номинальным током подвергалась испытаниям согласно таблице VIIB.