施耐德电气Acti9故障脱扣指示实现快速精准节能
施耐德电气产品高级工程师 周斌
随着电力技术的高速发展和供电规模的日益扩大，业内用户相应对配电设备的操作简便性，安全性以及可靠性提出了新要求。施耐德电气Acti 9将独创专利技术——故障脱扣指示功能引入iC65，iDPN等小型断路器及拼装的剩余电流动作附件中，这项新功能让配电系统的运行和维护更加简单易行，也引领着配电领域未来智能化发展趋势。
目前市面上的小型断路器一般提供国标要求的开断指示，但是在指示故障脱扣方面却无能为力。故障脱扣产品隐藏在众多自然断开的产品间，检修人员需要花费较长时间排查。施耐德电气故障脱扣指示功能，帮助用户在第一时间知道有故障而报修，检修人员可以快速找到有故障的线路，并确诊是因为过载短路等引起断路器的脱扣还是漏电造成的剩余电流动作附件脱扣。
VisiTrip故障脱扣的原理采用了机械的方式，节能而不受断电的影响。在故障指示窗口内有一个移动的红色零件（下称红标），只有因故障产生脱扣时才会出现在视窗范围内，从而被人或者检测装置识别。当产品正常断开和闭合时，红标不会进入视窗范围。当产品因故障而脱扣时，断路器和剩余电流动作附件中的拨块会因惯性而转动，带动红标运动到视窗范围。
五项工艺突破实现故障脱扣新功能
VisiTrip故障脱扣的原理虽然并不复杂，但是由于设备的空间窄小，在一个紧凑的产品中增加一个新功能，实现起来很有难度，尤其是增加这种重要的精密功能。因此在设计上，施耐德电气攻克五项技术难关，才得以实现故障脱扣专利功能。
首先，解决了零件运动轨迹的不确定性。不同的故障情况、产品的脱扣速度和内部零件的运动顺序会有一些不同，拨块的运动轨迹也会受到影响。在工程样品初期，断路器和剩余电流动作附件拼装在一起，漏电脱扣时，红标有时无法显示。施耐德电气专家经过对特定情况的计算和模拟找到原因，对剩余电流动作附件的零件进行修改后，终于解决了这个难题。
其次，要合理设定红标的位置。显然有一个位置能在脱扣指示窗口被显示的位置，另外还要选择另外两个位置，分别对应的是产品在正常开闭稳态时候的位置。
再次，要精确确定红标挡板的几何尺寸。厚度太薄，在被撞击时易断裂或变形；厚度太厚，占用太多的空间，无法到达正确位置。长度太短，拨块在某些情况下会与之擦肩而过，不能正确显示；长度太长，与机构零件的运动轨迹产生干涉，影响脱扣速度或造成自身损坏。宽度方面也要兼顾和壳体的间隙，以及与拨块的重合长度，避免错过或受力不平衡。
此外，要恰当设计红标定位和使其移动的外力。拨块推动的能量有限，因此使红标移动的外力要适中，太大会无法显示，太小则在正常操作时会错误显示故障状态。因此要设计好红标的弹性臂尺寸，以及壳体上的形状。
最后，确定指示窗口的位置。最初使用胶水，会影响透明度，有时也会影响到红标的运动。Acti 9故障脱扣最终采用了先进的超声波焊接进而提高了可靠性。
五种验证试验提高故障脱扣技术的可靠性
在多次验证试验中，施耐德电气研发工程师团队克服了重重困难，优化零件设计，满足了各项验证试验。因为我们发现，提供VisiTrip功能只是基础，能够在各种条件下零差错的提供故障脱扣指示功能才是客户真正所需要的。
实现VisiTrip功能的五种验证试验包括：寿命试验、环境试验、震动试验、随机试验和短路实验。
寿命试验，即用光学颜色探测仪识别窗口中有无显示红色；环境试验，指在55℃和20℃交变、95%湿度的环境下，连续8天，每天通过剩余电流动作附件脱扣2次，窗口必须显示红色；震动试验，指除了满足GB10963.1中9.13.1机械冲击和9.13.2耐机械应力和撞击中，断路器不断开，红标不显示；还根据内部标准从5到300Hz波段扫描式3个方向分别震动，加速度达到1gn，产品处于闭合位置，窗口不能显示红色；随机试验，即为产品闭合时，尝试不同速度打开手柄，窗口不能显示红色；短路试验，产品在短路试验时，性能不能下降，红标要能到指示位置，产品可以重新合闸，并通过相应的介电和热脱扣试验。
施耐德电气Acti9故障脱扣
指示功能，在五项工艺方面实现突破，并经过严格的测试验证，提升了产品的性能和可靠性，因而使配电系统的运行和维护更加简单易行。这一独创性的专利技术再次表明了施耐德电气在配电领域的一如既往的专注和努力。未来，施耐德电气还将继续保持在研发领域的持续投入，不断推出创新性终端配电产品，满足行业客户的需求，并揭示行业发展的最新动向。
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