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摘 要：固定式电子开关应能经受过载的情况，而不会危及使用者和周围环境，按配装保护装置类型进行过载试验以确保符合标准要求。本文介绍固定式电子开关常用的保护装置，按标准要求，分析采用不同保护装置时进行过载试验的技术要求和要点，并给出相关建议。
关键词：电子开关；过载；保护装置
1 固定式电子开关现状
随着物联网、智能家居、智能楼宇的兴起，越来越多的企业开发、生产、销售各式各样的固定式电子开关，常见的电子开关类型有触摸、声控、遥控、红外感应等，依靠其便利性、智能化和节能，产业发展迅速，市场日益扩大，逐步挤占传统机械开关的份额。为彰显产品质量、树立品牌，企业一般都会申请产品认证，但很多技术人员还不了解电子开关在异常条件下，特别是过载时的检测要求，无法顺利通过认证，增加了设计、检测和销售的成本。
2 常用保护装置
为确保在过载情况下电子开关不会产生危害，符合标准的要求，一般通过配装保护装置来应对。按标准指明的保护装置有符合GB 9364的熔断器和符合GB 14536的自动保护器件，实际上常用的保护装置有熔断器、熔断电阻、热敏电阻、低压断路器等，企业可综合考虑成本、应用要求、技术水平等因素，选用合适的保护装置，可采用单一保护装置，也可采用多重保护装置。
熔断器是当电流超过限值一定时间后，发热使熔体熔化，从而斷开电路的一种保护装置，应用广泛，成本一般。缺点是不可复位，需要专业人员更换，其参数要与电子开关工作特性密切配合。
熔断电阻是具有电阻器和熔断器双重作用的特殊元件，依靠大电流时产生的热量断开。有可复位和不可复位两种，可复位的很少见，不可复位的较为常见，成本较高，由于其越来越多被采用。
热敏电阻有正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC），依靠发热改变电阻值，从而限制电流。成本较高，开关内装半导体开关元件时较为常见，需要充分估计电子开关的发热、散热和使用环境。
低压断路器相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合，可复位，常见于无内装保护装置时，声称依靠外接断路器提供保护的情况，成本高，实际应用困难。这不属于标准指明的自动保护器件。
3 不同保护装置的过载试验
按GB 16915.2第101章的要求，固定式电子开关应符合过载试验的要求，根据配装的不同保护装置进行规定的对应试验，以下结合标准要求和常用的几种保护装置分析过载测试的要求。
当电子开关没有内装式限温器或熔断器时，制造商应在说明书中注明预期采用的保护装置的信息，包括额定电流，测试用的分断电流应与额定电流相关。此时标准指出要采用外接熔断器的约定分断电流进行加载，持续1h。标准没有明确指出额定电流与预定分断电流的关系，这个要参考熔断器的相关标准及其认证证书。标准的要求非常含糊，没有指明要采用何种保护装置，而且制造商难以确定产品最终是如何使用的，并不一定是通过外接熔断器进行保护，无法确定具体保护装置及其信息。虽然按标准要求必须要声明保护装置的信息，实际是否能够得到执行，有待商榷。
当采用自动保护器件（包括熔断器）时，应先测得保护器件通电1小时后动作的电流值，然后按该值的0.95倍施加，测试持续到稳定或4小时（择其时间短者）。标准未规定如何测动作的电流值，参考其他标准的过载试验要求，可以选一适当电流施加，1小时后若保护装置不动作，电流增加5%，以此类推，直到动作为止，由此测得动作的电流值。
当采用符合GB 9364的熔断器时，要增加一次过载试验，用阻抗可忽略的接线替换熔断器，施加2.1倍的熔断器额定电流，持续30分钟。
当采用熔断器和自动保护器件的复合式保护时，测试更为复杂，先要测得保护器件通电1小时后动作的电流值，再计算2.1倍的熔断器额定电流，两相比较，取其小者，再按相应情况进行0.95倍动作电流或2.1倍额定电流的过载试验。
当采用自动保护器件，但其只在过载情况下才形成短路，在其他元件发生故障时没有形成短路时，要按有自动保护器件和无保护器件两种情况分别测试。
整个试验期间，要监测各部件的温升，不得超过标准限值，也不会产生不符合标准的其他危害，才能判为合格。
总的来说，没有内装熔断器和自动保护器件时，按熔断器的约定分断电流进行过载试验；内装熔断器时，要进行0.95倍动作电流和2.1倍额定电流的过载试验；内装自动保护器件时，要进行0.95倍动作电流的过载试验；内装熔断器和自动保护器件时，选择进行0.95倍动作电流和2.1倍额定电流中较小者进行过载试验；内装自动保护器件，且只在过载情况下才形成短路时，要进行0.95倍动作电流和分断电流的过载试验。
这里存在一个漏洞，标准仅指出采用符合GB 9364熔断器和符合GB 14536的自动保护器件时的测试要求，但实际应用还有其他类型的保护装置，如低压断路器，标准仅说明要制造商说明保护装置的信息，并未规定具体的测试要求，断路器的额定电流和动作电流都比较大，难以参照其他保护装置的情况进行测试。当采用低压断路器时，按实际应用，一个断路器往往是负责一组开关的保护，极少有一个断路器保护一个开关的情况，但其对电子开关的过载电流不敏感，对漏电流很敏感，实际运用是可靠、有效的，不应当禁止。这有待标准后续的制修订外完善。
4 对过载试验的建议
为通过过载试验，配装合适的保护装置是关键，按照日常测试中遇到的各种保护装置在过载试验时的表现，建议按电子开关的实际情况选择保护装置。
不建议采用低压断路器，这往往是企业未配装保护装置，而为了通过试验，不得不宣称采用断路器，这与企业的技术水平和成本控制有关。从长远看，不利于提高产品质量和树立品牌，不利于保护消费者，而且这属于标准的缺漏，若被完善，此类电子开关以后将更难获得认证。
熔断器是一种简单有效的装置，容易通过测试，较为常见。但要注意选用参数匹配的熔断器，因为在进行2.1倍额定电流的过载试验时，这是非常严苛的，往往因为选用的熔断器额定值偏大，导致温升超过标准限值。另外，在异常条件下试验时，可能会出现熔断器爆炸的情况，爆炸物飞溅，容易导致触电危险和其他伤害，有必要采取防爆措施。
熔断电阻比较类似于熔断器，相比熔断器，更容易通过试验，但对开发设计人员的技术水平要求较高，同时，也要考虑防止出现爆炸的情况。
热敏电阻一般应用在发热较大、有散热片的电子开关，对开发设计人员的技术水平要求高，但也是最容易通过试验的保护装置，基本不会导致高温、触电等危险。
参考文献
[1] GB 16915.2-2012 《家用和类似用途固定式电气装置的开关 第2-1部分：电子开关的特殊要求》.
[2] GB 14536.1-2008 《家用和类似用途电自动控制器 第1部分：通用要求》.
[3] GB/T 9364.1-2015 《小型熔断器 小型熔断器定义和小型熔断体通用要求》.
关键词：电子开关；过载；保护装置
1 固定式电子开关现状
随着物联网、智能家居、智能楼宇的兴起，越来越多的企业开发、生产、销售各式各样的固定式电子开关，常见的电子开关类型有触摸、声控、遥控、红外感应等，依靠其便利性、智能化和节能，产业发展迅速，市场日益扩大，逐步挤占传统机械开关的份额。为彰显产品质量、树立品牌，企业一般都会申请产品认证，但很多技术人员还不了解电子开关在异常条件下，特别是过载时的检测要求，无法顺利通过认证，增加了设计、检测和销售的成本。
2 常用保护装置
为确保在过载情况下电子开关不会产生危害，符合标准的要求，一般通过配装保护装置来应对。按标准指明的保护装置有符合GB 9364的熔断器和符合GB 14536的自动保护器件，实际上常用的保护装置有熔断器、熔断电阻、热敏电阻、低压断路器等，企业可综合考虑成本、应用要求、技术水平等因素，选用合适的保护装置，可采用单一保护装置，也可采用多重保护装置。
熔断器是当电流超过限值一定时间后，发热使熔体熔化，从而斷开电路的一种保护装置，应用广泛，成本一般。缺点是不可复位，需要专业人员更换，其参数要与电子开关工作特性密切配合。
熔断电阻是具有电阻器和熔断器双重作用的特殊元件，依靠大电流时产生的热量断开。有可复位和不可复位两种，可复位的很少见，不可复位的较为常见，成本较高，由于其越来越多被采用。
热敏电阻有正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC），依靠发热改变电阻值，从而限制电流。成本较高，开关内装半导体开关元件时较为常见，需要充分估计电子开关的发热、散热和使用环境。
低压断路器相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合，可复位，常见于无内装保护装置时，声称依靠外接断路器提供保护的情况，成本高，实际应用困难。这不属于标准指明的自动保护器件。
3 不同保护装置的过载试验
按GB 16915.2第101章的要求，固定式电子开关应符合过载试验的要求，根据配装的不同保护装置进行规定的对应试验，以下结合标准要求和常用的几种保护装置分析过载测试的要求。
当电子开关没有内装式限温器或熔断器时，制造商应在说明书中注明预期采用的保护装置的信息，包括额定电流，测试用的分断电流应与额定电流相关。此时标准指出要采用外接熔断器的约定分断电流进行加载，持续1h。标准没有明确指出额定电流与预定分断电流的关系，这个要参考熔断器的相关标准及其认证证书。标准的要求非常含糊，没有指明要采用何种保护装置，而且制造商难以确定产品最终是如何使用的，并不一定是通过外接熔断器进行保护，无法确定具体保护装置及其信息。虽然按标准要求必须要声明保护装置的信息，实际是否能够得到执行，有待商榷。
当采用自动保护器件（包括熔断器）时，应先测得保护器件通电1小时后动作的电流值，然后按该值的0.95倍施加，测试持续到稳定或4小时（择其时间短者）。标准未规定如何测动作的电流值，参考其他标准的过载试验要求，可以选一适当电流施加，1小时后若保护装置不动作，电流增加5%，以此类推，直到动作为止，由此测得动作的电流值。
当采用符合GB 9364的熔断器时，要增加一次过载试验，用阻抗可忽略的接线替换熔断器，施加2.1倍的熔断器额定电流，持续30分钟。
当采用熔断器和自动保护器件的复合式保护时，测试更为复杂，先要测得保护器件通电1小时后动作的电流值，再计算2.1倍的熔断器额定电流，两相比较，取其小者，再按相应情况进行0.95倍动作电流或2.1倍额定电流的过载试验。
当采用自动保护器件，但其只在过载情况下才形成短路，在其他元件发生故障时没有形成短路时，要按有自动保护器件和无保护器件两种情况分别测试。
整个试验期间，要监测各部件的温升，不得超过标准限值，也不会产生不符合标准的其他危害，才能判为合格。
总的来说，没有内装熔断器和自动保护器件时，按熔断器的约定分断电流进行过载试验；内装熔断器时，要进行0.95倍动作电流和2.1倍额定电流的过载试验；内装自动保护器件时，要进行0.95倍动作电流的过载试验；内装熔断器和自动保护器件时，选择进行0.95倍动作电流和2.1倍额定电流中较小者进行过载试验；内装自动保护器件，且只在过载情况下才形成短路时，要进行0.95倍动作电流和分断电流的过载试验。
这里存在一个漏洞，标准仅指出采用符合GB 9364熔断器和符合GB 14536的自动保护器件时的测试要求，但实际应用还有其他类型的保护装置，如低压断路器，标准仅说明要制造商说明保护装置的信息，并未规定具体的测试要求，断路器的额定电流和动作电流都比较大，难以参照其他保护装置的情况进行测试。当采用低压断路器时，按实际应用，一个断路器往往是负责一组开关的保护，极少有一个断路器保护一个开关的情况，但其对电子开关的过载电流不敏感，对漏电流很敏感，实际运用是可靠、有效的，不应当禁止。这有待标准后续的制修订外完善。
4 对过载试验的建议
为通过过载试验，配装合适的保护装置是关键，按照日常测试中遇到的各种保护装置在过载试验时的表现，建议按电子开关的实际情况选择保护装置。
不建议采用低压断路器，这往往是企业未配装保护装置，而为了通过试验，不得不宣称采用断路器，这与企业的技术水平和成本控制有关。从长远看，不利于提高产品质量和树立品牌，不利于保护消费者，而且这属于标准的缺漏，若被完善，此类电子开关以后将更难获得认证。
熔断器是一种简单有效的装置，容易通过测试，较为常见。但要注意选用参数匹配的熔断器，因为在进行2.1倍额定电流的过载试验时，这是非常严苛的，往往因为选用的熔断器额定值偏大，导致温升超过标准限值。另外，在异常条件下试验时，可能会出现熔断器爆炸的情况，爆炸物飞溅，容易导致触电危险和其他伤害，有必要采取防爆措施。
熔断电阻比较类似于熔断器，相比熔断器，更容易通过试验，但对开发设计人员的技术水平要求较高，同时，也要考虑防止出现爆炸的情况。
热敏电阻一般应用在发热较大、有散热片的电子开关，对开发设计人员的技术水平要求高，但也是最容易通过试验的保护装置，基本不会导致高温、触电等危险。
参考文献
[1] GB 16915.2-2012 《家用和类似用途固定式电气装置的开关 第2-1部分：电子开关的特殊要求》.
[2] GB 14536.1-2008 《家用和类似用途电自动控制器 第1部分：通用要求》.
[3] GB/T 9364.1-2015 《小型熔断器 小型熔断器定义和小型熔断体通用要求》.