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摘 要 小型断路器接线端子的温度作为表征
断路器运行状态的重要参数，是实际运行中判断电气安全和火灾隐患的重要依据。本文通过小型断路器在不同运行工况下接线端子温度的实际测试，分析了负载率、接线端子拧紧力矩和断路器布置方式等因素对接线端子温度的影响．得到了接线端子内部温度和表面温度之间的差异关系。此外还对相同型号断路器之间的个体差异进行了对比分析，获得了一些重要结论。
关键词 小型断路器 接线端子 拧紧力矩 温度
1 引言
电气防火检测中，通过红外辐射测温仪测量接线端子的表面温度来判断是否存在电气火灾隐患，这样的测试在一定程度上起到了预防电气火灾和排除隐患的作用。但是，关于小型断路器接线端子温度的影响因素，以及这些因素的影响大小，没有更多的文献可以参阅。因此目前的检测仅仅停留在简单的判断上，缺乏数据上的支持。另一个问题则是，实际中只能通过红外辐射测温仪测试接线端子的表面温度，而国标《低压开关设备和控制设备第1部分：总则》(GB 14048．1—2006)中规定的温度限值是基于接线端子内部的温度，一般表面温度肯定低
于内部温度，不能直接用来判断， 如何通过表面温度估算接线端子的内部温度是广大测试者面临的一个重要问题。
2 测试准备
2．1 确定测试对象
根据实际应用情况。选择浙江正泰电器股份有限公司生产的小型断路器进行测试， 包括两个系列：NB1系列，额定电流分别为16 A、32 A、63 A；DZ158系列，额定电流为80A和100 A；均选择4极断路器。
2．2 确定断路器接线端子的标准拧紧力矩
根据断路器接线端子螺母直径的大小，参考GB 14048．1—2006确定不同断路器标准拧紧力矩的大小，如表1所示。
根据产品说明书上的推荐值，同时结合实际使用情况，不同额定电流的断路器接线端子压接的导线截面积如表2所示。本次测试所用导线均为多股铜芯线，压接均为直接压接，未使用线鼻子。3 测试方案
3．1 测试环境
测试在浙江正泰电器股份有限公司内部实验室进行，通过多路可调电流源实现多个断路器在不同负载率下的带载运行。
实验室的环境温度通过空调控制，空调温度设定为24℃ ，经测试温度波动在±l℃
3．2 测试内容
所有断路器均只测试左数第二个分断路器上下接线端子的内部温度和表面温度．原因很简单，中间两个分断路器的散热情况最差。
热电偶测试持续2h，红外热像图则每0．5h拍摄一张。测试时，热电偶和导线一起压接在接线端子内。
3．3 测试仪器
a． 热电偶，用来测试接线端子的内部温度。
b． 红外热像仪．用来测试接线端子的表面温度
c． 扭力螺丝刀，用来确定接线端子的拧紧力矩。
3．4 测试工况
a． 5个断路器在50％ 、70％ 和100％ 三种负载率下，4极负载率相同，拧紧力矩均为100％。
b． 额定电流l6 A、32 A和63 A的断路器在50％、70％ 和100％ 三种拧紧力矩下，80A和100A的断路器在30％ 、50％ 、70％ 和100％ 四种拧紧力矩下，4极上下接线端子拧紧力矩相同，负载率均为100％ 。
c． 16A断路器单独布置和并排布置，拧紧力矩和负载率均为100％。
d． 型号相同的2个断路器，负载率和拧紧力矩也相同。
3．5 断路器布置方式
除了进行16 A断路器并排布置方式下的测试之外，其他测试情况下，断路器均为单独布置，两侧10 cm范围内没有其他断路器和热源。
3．6 温度计算方法
对于热电偶的测试结果， 以最后连续5个测试结果的平均值为最后的稳定温度值。对于红外热像仪拍摄的热像图，以测试开始后1．5 h左右的热像图为准，利用热像网分析软件，计算接线端子处的平均温度，作为最终的稳定温度。
因为测试在实验室进行，环境温度变化控制在可接受范围内，因此以下分析均不再进行温升的计算，而是直接利用稳定温度进行分析。
4 测试结果分析
4．1 不同负载率下的接线端子温度
对于上述5个不同额定电流的小型断路器，所有端子100％ 拧紧力矩，50％ 、70％ 和100％ 三种负载率下，热电偶测得的断路器上下接线端子的稳定温度如表3所示
从表3数据可以明 看出 对同一个断路器，随着负载率的增加，断路器接线端子的稳定温度大幅上升。对于不同额定电流的断路器在同一负载率下的稳定温度变化趋势，分析时要考虑断路器模型结构的不同：额定电流为16 A、32 A和63 A的断路器模型结构相同， 为一个系列；额定电流为80 A和100 A的断路器模型结构相同．为一个系列。可以看出对于两个系列，在各自系列内，相同负载率下，上、下接线端子的温度均随着额定电流的增大而增大。
4．2 不同拧紧力矩下的接线端子温度
表4列出了5种不同额定电流的小型断路器100％ 负载率时，不同拧紧力矩下热电偶测得的接线端子的稳定温度。对于额定电流80A和100 A的断路器，测试了30％ 、50％ 、70％ 和100％ 四种拧紧力矩；对于额定电流16 A、32 A和63 A的断路器，则测试了50％ 、70％ 和100％ 三种拧紧力矩。之所以这样选择，原因在于16 A、32 A、63 A三种断路器的标准拧紧力矩远小于80 A和100 A，30％ 的拧紧力矩
已经比较小了，实际发生这类情况的几率较小。从上面的数据可以看出，除了额定电流100A的断路器之外，其他断路器上、下接线端子在50％和100％ 两种拧紧力矩情况下的稳定温度之差全部小于5 cc。显然拧紧力矩对接线端子稳定温度的影响远没有负载率明显。但这并不是说拧紧力矩的影响就可以忽略， 毕竟对于额定电流80A和100A的断路器，30％ 拧紧力矩下，接线端子的稳定温度比100％ 拧紧力矩下有大幅的增加
4．3 不同布置方式下的接线端子温度
对于额定电流16 A的断路器，分别测试了单独布置和两个l6 A的断路器并排紧挨布置两种方式下的接线端子温度。表5列出了100％ 负载率，两种布置方式不同，拧紧力矩下，热电偶测得的接线端子的稳定温度， 以及两种布置方式下，相同拧紧力矩下稳定温度的差值。从上面的数据可以看出， 并排布置时接线端子的稳定温度确实高于单独布置时，但是上、下接线端子所受影响的大小不同，上接线端子的温度增幅明显大于下接线端子。单独布置时，上、下接线端子的稳定温度均随着拧紧力矩的增大而减小，并排布置时则不尽然。同时可以看出，单独布置和并排布置两种情况下接线端子稳定温度的差值随着拧紧力矩增大而增大，这是因为两种情况下稳定温度的变化趋势不相同，并排布置时三种拧紧力矩情况下稳定温度的差异很小，单独布置时三种拧紧力矩情况下稳定温度则随着拧紧力矩的增大而减小， 因此才会出现如此的变化趋势。可以说，并排布置时拧紧力矩的影响被进一步降低。
4．4 接线端子内部温度和表面温度
对于断路器的每种工况．被测接线端子均有两个稳定温度，分别为热电偶和红外热像仪测试数据，下面分析二者的差值与热像仪测试温度之间的关系。按热像仪测试温度的大小划分区间，看看在不同的温度区问，热电偶测得的接线端子内部温度和红外热像仪测得的表面温度之问的温差有何变化。具体方法是，对某一确定温度区间，将所有热电偶测试数据和对应红外热像仪测试数据的温度差求平均值，获得该温度区间热电偶和红外热像仪测试数据的平均差值。计算结果如表6所示。从上面的数据可以看出。对于小型断路器接线端子，随着接线端子温度的升高，内外温差同时也在增大。一般来讲，以环境温度25℃ 为例，接线端子表面温度低于60℃ 时，内部温度不超过80℃ ，温升为55℃ ，实际电气防火检测中可以此为临界点实现简单判断。
4．5 个体差异分析
对于额定电流分别为16 A、32 A、63 A、80 A和100 A的4极断路器，两个完全相同的个体在100％负载率，70％ 标准力矩(4极拧紧力矩相同)下，热电偶测得的接线端子的稳定温度对比如表7所示。可以看出，随着额定电流的增加，型号相同的断路器，在相同测试工况下，不同个体之间接线端子温度的差异也呈现增大的趋势。笔者分析认为，随着断路器额定电流的增加，断路器所压接的导线线径也逐渐增大，导线线径越大，要想做到导线与接线端子之间的可靠、统一的压接就越难，即使拧紧力矩相同，也不能保证导线与接线端子的压接效果就一致。这说明对于额定电流较大的小型断路器，尤其是80 A和100 A的小型断路器．因为导线线径较大，要实现接线端子的良好压接比较困难。因此，对于实际的电气防火检测来说。额定电流较大的小型断路器是检测的重点。
可见，判断接线端子接触是否良好．拧紧力矩只是一个因素，还有其他改善接触的措施。比如压接线鼻子等。