Приложение L (обязательное). Дополнительные требования к выключателям с винтовыми выводами для внешних неподготовленных алюминиевых проводников и с алюминиевыми винтовыми выводами для медных или алюминиевых проводников

Приложение L
(обязательное)

Дополнительные требования к выключателям с винтовыми выводами для внешних неподготовленных алюминиевых проводников и с алюминиевыми винтовыми выводами для медных или алюминиевых проводников

Примечание - Данное приложение дополняет или изменяет соответствующие пункты в настоящем стандарте. Если в данном приложении указано "добавление", "изменение" или "замена", соответствующие требования, спецификации испытаний или пояснительные материалы в настоящем стандарте должны быть соответствующим образом адаптированы.

L.1 Область применения

Настоящее приложение распространяется на выключатели в пределах действия настоящего стандарта, оснащенные винтовыми выводами из меди или медных сплавов, содержащих не менее 58 % меди (для частей, изготавливаемых холодным способом) и не менее 50 % меди (для частей другого способа изготовления), или из другого металла или металла с соответствующим покрытием, не менее коррозиеустойкого, чем медь, и с не менее пригодными механическими свойствами, применяемыми с неподготовленными алюминиевыми проводниками, либо оснащенные винтовыми выводами из алюминиевого материала для присоединения медных или алюминиевых проводников.

В данном приложении алюминиевые проводники с покрытием медью или никелем считаются алюминиевыми.

Примечание - В Австрии, Австралии и Германии применение алюминиевых винтовых выводов для присоединения медных проводников недопустимо.

В Австрии, Швейцарии и Германии применение выводов только для алюминиевых проводников запрещено.

В Испании недопустимо применение алюминиевых проводников в концевых цепях в бытовых и аналогичных электроустановках, например офисы, магазины и т.п.

В Дании минимальное поперечное сечение алюминиевых проводников составляет 16 мм ².

L.2 Нормативные ссылки

Аннулировано.

L.3 Определения

По разделу 3 со следующими дополнениями:

L.3.1 подготовленный проводник (treated conductor): Проводник, с внешних жил которого в контактной его части снят окисный слой и/или залита уплотняющая масса для обеспечения хорошей проводимости и/или предохранения от коррозии.

L.3.2 неподготовленный проводник (untreated/unprepared conductor): Проводник, с конца которого на определенную длину снята изоляции для ввода его в вывод.

Примечание - Проводник, имеющий такую форму, которая позволяет легко вводить его в вывод или концы жилы которого скручены с целью укрепления, считают неподготовленным проводником.

L.3.3 эквалайзер (выравниватель) (equalizer): Устройство, применяемое в испытательном контуре и обеспечивающее эквипотенциальную и однородную плотность тока в многопроволочном проводнике без изменения температуры проводника.

L.3.4 контрольный проводник (reference conductor): Проводник большой протяженности того же типа и сечения, что и присоединенный к испытуемому выводу, включенный последовательно в ту же цепь.

Примечание - Он обеспечивает определяемую контрольную температуру и при необходимости контрольное сопротивление.

L.3.5 коэффициент устойчивости (S _f) (stability factor S _f): Измерение стабильности температуры вывода при циклических испытаниях током.

L.4 Классификация

По разделу 4.

L.5 Характеристики выключателей

По разделу 5.

L.6 Маркировка и другая информация об изделии

По разделу 6 со следующими дополнениями:

Маркировка, указанная в таблице L.1, должна наноситься на выключатели у выводов.

Информация, относящаяся к числу проводников, значениям крутящих моментов (если отличаются от приведенных в таблице 11) и сечениям проводников, должна наноситься на выключатели.

Таблица L.1 - Маркировка выводов

Тип присоединяемого проводника	Маркировка
Только медный	Нет
Только алюминиевый	Al
Алюминиевый и медный	Al/Cu

Изготовитель в своих каталогах должен указать значения затягивающих моментов и способы крепления алюминиевых проводников.

L.7 Стандартные условия эксплуатации и монтажа

По разделу 7.

L.8 Требования к конструкции и функционированию

По разделу 8, за исключением следующего.

Раздел дополнить пунктом:

8.1.5.2 Для присоединения алюминиевых проводников выключатель должен быть оснащен винтовыми выводами для присоединения проводников с номинальными поперечными сечениями по таблице L.2.

Выводы для присоединения алюминиевых проводников и выводы из алюминия для присоединения медных или алюминиевых проводников должны обладать соответствующей механической прочностью, чтобы выдержать испытания по 9.4 с проводниками, затянутыми моментом, указанным в таблице 11 либо указанным изготовителем, причем значение, указанное изготовителем, не должно быть ниже указанного в присоединяемых к винтовым выводам в таблице 11.

Таблица L.2 - Поперечные сечения алюминиевых проводников

Номинальный ток а), А	Диапазон номинальных поперечных сечений b) присоединяемых проводников, мм 2
До 13 включ.	От 1,0 до 4,0
От 13 до 16 включ.	От 1,0 до 6,0
От 16 до 25 включ.	От 1,5 до 10,0
От 25 до 32 включ.	От 2,5 до 16,0
От 32 до 50 включ.	От 4,0 до 25,0
От 50 до 80 включ.	От 10,0 до 35,0
От 80 до 100 включ.	От 16,0 до 50,0
От 100 до 125 включ.	От 25,0 до 70,0
a) Требуется, чтобы при номинальных токах до 50 А включительно выводы были рассчитаны на зажим как однопроволочных, так и жестких многопроволочных проводников; допускается применение гибких проводников. В то же время допускается, чтобы выводы для проводников с поперечным сечением от 1,0 до 10,0 мм 2 были рассчитаны на зажим только однопроволочных проводников. b) Максимальные сечения проводников по таблице 5 увеличены в соответствии с таблицей D.2 IEC 61545:1996.

Соответствие проверяют осмотром, измерением и поочередным введением проводника наименьшего и наибольшего сечения из указанных.

8.1.5.4 Изложить в новой редакции:

Выводы должны допускать присоединение проводников без специальной подготовки.

Соответствие проверяют осмотром и испытанием по L.9.

L.9 Испытания

По разделу 9 со следующими изменениями/дополнениями:

Для испытаний в зависимости от вида материала вывода и типа присоединяемых проводников применяют условия испытаний в соответствии с таблицей L.3.

Дополнительно проводится испытание по L.9.2 на выводах отдельно от выключателей.

Таблица L.3 - Перечень испытаний в зависимости от материала проводников и выводов

Материал выводов	Материал по 8.1.4.4 a)	Al a)
	Al	Cu	Al
Материал проводника (таблица L.1)	По таблицам L.2 и L.5	По таблицам 5 и 10	По таблицам L.2 и L.5
9.4 Надежность винтов	По таблицам L.2 и 11	По таблицам 5 и 11	По таблицам L.2 и 11
9.5.2 Испытание на вытягивание b)	По таблице L.2	По таблице 5	По таблице L.2
9.5.3 Повреждение проводника	По таблицам L.2, 11 и 12	По таблицам 5, 11 и 12	По таблицам L.2, 11 и 12
9.5.4 Введение проводника	По таблицам L.2 и 11	По таблицам 5 и 11	По таблицам L.2 и 11
9.8 Превышение температуры	По таблице L.5	По таблице 10	По таблице L.5
9.9 Двадцативосьмисуточное испытание	По таблице L.5	По таблице 10	По таблице L.5
L.9.2 Циклическое испытание	По таблице 11	По таблице 11	По таблице 11
a) Согласно циклам А и В и числу образцов, указанным в приложении С. Для выключателей, предназначенных для присоединения алюминиевых и медных проводников, число циклов испытаний и образцов удваивают (по одному для медного и одному для алюминиевого проводника). b) Для испытаний на вытягивание по 9.5.2 значение для провода сечением 70 мм 2 - на рассмотрении.

Таблица L.4 - Сечение и теоретический диаметр присоединяемых проводников

Метрическая система					AWG
Жесткие			Гибкие (только медные)		Жесткие			Гибкие (только медные)
Сечение	Диаметр		Сечение	Диаметр	Калибр	Диаметр		Калибр	Диаметр многопроволочных проводников классов I, K, М b)
	Однопроволочные	Многопроволочные				Однопроволочные a)	Многопроволочные класса В a)
мм 2	мм		мм 2	мм		мм			мм
1,0	1,2	1,4	1,0	1,5	18	1,07	1,23	18	1,28
1,5	1,5	1,7	1,5	1,8	16	1,35	1,55	16	1,50
2,5	1,9	2,2	2,5	2,3 c)	14	1,71	1,95	14	2,08
4,0	2,4	2,7	4,0	2,9 c)	12	2,15	2,45	12	2,70
6,0	2,9	3,3	4,0	2,9 c)	10	2,72	3,09	-	-
10,0	3,7	4,2	6,0	3,9	8	3,43	3,89	10	3,36
16,0	4,6	5,3	10,0	5,1	6	4,32	4,91	8	4,32
25,0	-	6,6	16,0	6,3	4	5,45	6,18	6	5,73
35,0	-	7,9	25,0	7,8	2	6,87	7,78	4	7,25
-	-	-	-	-	1	7,72	8,85	-	-
50,0	-	9,1	35,0	9,2	0	8,51	9,64	-	12,08
70,0	-	12,0	50,0	12,0	00	9,266	10,64	-	-
a) Допуск номинального диаметра + 5 %. b) Допуск наибольшего диаметра + 5 % для любого из трех классов I, К и М. c) Размеры только для гибких проводников класса 5 согласно IEC 60228. Примечание - Наибольшие диаметры жестких и гибких проводников приведены по IEC 60228, а для проводников в системе AWG - по ASTM В172-17.

L.9.1 Условия испытаний

По 9.1, кроме того, что параметры присоединяемых алюминиевых проводников должны соответствовать таблице L.5.

Таблица L.5 - Поперечные сечения алюминиевых проводников соответственно номинальным токам

Сечения проводников (S), мм 2	Номинальные токи (I n), А
1,5	До 6 включ.
2,5	Св. 6 до 13 включ.
4,0	Св. 13 до 20 включ.
6,0	Св. 20 до 25 включ.
10,0	Св. 25 до 32 включ.
16,0	Св. 32 до 50 включ.
25,0	Св. 50 до 63 включ.
35,0	Св. 63 до 80 включ.
50,0	Св. 80 до 100 включ.
70,0	Св. 100 до 125 включ.

L.9.2 Циклические испытания током

L.9.2.1 Данным испытанием проверяют устойчивость винтового вывода путем сравнения температурной характеристики с характеристикой контрольного проводника в условиях ускоренных циклических испытаний.

Испытание проводят на отдельных выводах.

L.9.2.2 Подготовка к испытанию

Испытание проводят на четырех образцах, каждый из которых образован парой выводов и представляет условия его применения в выключателе (см. примеры на рисунках L.2 - L.6). Винтовые выводы, снятые с выключателя, присоединяют к токопроводящим частям такого же сечения, формы, металла и покрытия, что и смонтированные в выключателе. Крепление выводов к токопроводящим частям выполняют таким же образом (положение, крутящий момент и т.д.), как в выключателе. Если во время испытаний на одном образце произойдет отказ, испытания проводят на четырех дополнительных образцах, отказов быть не должно.

L.9.2.3 Испытательное устройство

Испытательное устройство должно быть таким, как показано на рисунке L.1.

К испытуемым образцам должно быть приложено 90 % значения момента, указанного изготовителем, а в отсутствие указаний - выбранного по таблице 11.

Испытание проводится с проводниками в соответствии с таблицей L.5 для алюминиевых проводников или в соответствии с таблицей 10 для медных проводников, используемых с алюминиевыми клеммами.

Длина испытательного проводника от точки ввода в образец винтового вывода до эквалайзера (см. L.3.3) должна соответствовать указанной в таблице L.6.

Таблица L.6 - Длина испытательного проводника

Сечение проводника, мм 2	Размер проводника в системе AWG	Минимальная длина проводника, мм
До 10 включ.	До 8 включ.	200
От 16,0 до 25,0 включ.	От 6 до 3 включ.	300
От 35,0 до 70,0 включ.	От 2 до 00 включ.	460

Испытательные проводники соединяют последовательно с контрольным проводником такого же поперечного сечения.

Длина контрольного проводника должна соответствовать приблизительно двойной длине испытательного проводника.

Каждый свободный конец испытательного и контрольного проводников, не присоединенный к образцу винтового вывода, должен быть приварен или припаян твердым припоем к небольшому отрезку эквалайзера из того же материала, что и проводник, и поперечным сечением не более указанного в таблице L.7. Все жилы проводника должны быть приварены или спаяны для надежного электрического соединения с эквалайзером.

С согласия изготовителя и при условии сохранения рабочих характеристик для эквалайзера могут применяться несварные соединения прижимного типа, выполняемые с помощью инструмента.

Таблица L.7 - Размеры эквалайзеров и шин

Диапазоны испытательных токов, А	Максимальное поперечное сечение, мм 2
	Алюминий	Медь
От 0 до 50	45	45
От 51 до 125	105	85
От 126 до 225	185	155

Расстояние между испытательными и контрольными проводниками должно быть не менее 150 мм.

Испытуемый образец должен быть подвешен в воздухе в вертикальном или горизонтальном положении, эквалайзер или шина должны поддерживаться непроводящими опорами, чтобы избежать растягивающей нагрузки на прижимной винтовой узел. Между проводниками должны быть установлены термоизолирующие перегородки шириной (25  5) мм и высотой (150  10) мм над винтовыми выводами (см. рисунок L.1). Термоизолирующие перегородки не требуются, если расстояние между образцами составляет не менее 450 мм. Образцы должны размещаться на расстоянии не менее 600 мм от пола, стен и потолка.

Испытуемые образцы должны размещаться в среде, где практически отсутствуют вибрация и сквозняки, при температуре окружающего воздуха от 20 °С до 25 °С. С началом испытания максимальное допустимое изменение пределов диапазона не должно превышать  1 К.

L.9.2.4 Измерение температуры

Измерения температуры выполняют с помощью термопар с проволочками сечением не более 0,07 мм ² (приблизительно 30 AWG).

Для винтовых выводов термопара должна размещаться на винтовом выводе со стороны ввода проводника у контактной поверхности.

Для контрольного проводника термопары должны размещаться посередине от концов проводника под изоляцией.

Размещение термопар не должно повреждать винтовой вывод или контрольный проводник.

Примечание - Высверливание небольшого отверстия и последующее крепление термопары является приемлемым методом при условии неизменности рабочих характеристик и наличия согласования изготовителя.

Температура среды должна измеряться с помощью двух термопар таким образом, чтобы достичь среднего стабильного показания вблизи испытательного контура и избежать внешних воздействий. Термопары должны размещаться в горизонтальной плоскости, пересекающей образцы на минимальном расстоянии 600 мм от них.

Примечание - Приемлемым методом достижения стабильности измерений является крепление термопар на медных опорах размером 50 x 50 мм и толщиной от 6 до 10 мм.

L.9.2.5 Методика испытания и критерии соответствия

Примечание - Оценка работоспособности основана на предельном превышении температуры винтового вывода и изменении температуры в ходе испытания.

Испытательный контур должен подвергнуться 500 циклам в течение 1 ч под нагрузкой и течение 1 ч без нагрузки током, начиная со значения переменного тока, равного 1,12 испытательного тока, указанного в таблице L.8. К концу каждого периода под нагрузкой в течение первых 24 циклов ток должен быть отрегулирован на повышение температуры контрольного проводника до 75 °С.

На 25-м цикле испытательный ток должен быть отрегулирован в последний раз, и установившаяся температура записывается в качестве первого измерения. Больше до конца испытания регулировок тока быть не должно.

Температура должна записываться в течение хотя бы одного цикла каждого рабочего дня и после 25, 50, 75, 100, 125, 175, 225, 275, 350, 425 и 500 циклов.

Температура должна измеряться в течение последних 5 мин под нагрузкой. В том случае, если размер комплекта испытуемых образцов либо скорость системы обработки информации таковы, что не все измерения могут быть завершены в течение 5 мин, время нахождения под нагрузкой должно быть продлено до завершения измерений.

После первых 25 циклов время без нагрузки может быть сокращено до периода на 5 мин больше, чем необходимо всем образцам выводов для охлаждения до температуры между температурой среды T _а и температурой Т _а + 5 °С в течение периода без нагрузки. Для сокращения времени отключения с согласия изготовителя может быть применено принудительное охлаждение. В этом случае принудительному охлаждению должен подвергнуться весь испытательный контур, и температура струи воздуха не должна быть ниже температуры окружающего воздуха.

Коэффициент устойчивости (S ^f) для каждого из 11 измерений определяют путем вычитания отклонения D средней температуры из отклонения d 11 значений температуры.

Отклонение температуры d для 11 отдельных измерений получают путем вычитания объединенной температуры контрольных проводников из температуры безвинтового вывода.

Примечание - Значение d будет положительным, если температура винтового вывода выше температуры контрольного проводника, и отрицательным, если ниже.

Для каждого винтового вывода:

- превышение температуры не должно быть свыше 110 °С;

- коэффициент устойчивости (S ^f) не должен превышать  10 °С.

Пример расчета для одного винтового вывода приведен в таблице L.9.

Таблица L.8 - Испытательный ток как функция номинального тока

Метрическая система			AWG
Номинальный ток, I n, А	Сечение алюминиевого проводника, мм 2	Испытательный ток, А	Номинальный ток, I n, А	Размер алюминиевого проводника	Испытательный ток, А
До 15 включ.	2,5	26	До 15 включ.	12	30
От 15 до 20 включ.	4,0	35	От 15 до 25 включ.	10	40
От 20 до 25 включ.	6,0	46	От 25 до 40 включ.	8	53
От 25 до 32 включ.	10,0	60	От 40 до 50 включ.	6	69
От 32 до 50 включ.	16,0	79	От 50 до 65 включ.	4	99
От 50 до 65 включ.	25,0	99	От 65 до 75 включ.	3	110
От 65 до 80 включ.	35,0	137	От 75 до 90 включ.	2	123
От 80 до 100 включ.	50,0	171	От 90 до 100 включ.	1	152
От 100 до 125 включ.	70,0	190	От 100 до 120 включ.	0	190

Таблица L.9 - Пример вычисления по определению отклонения D средней температуры

Измерения температуры	Число циклов	Температура		Отклонение температуры d = a - b	Коэффициент устойчивости S f = d - D
		винтового вывода а, °С	контрольного проводника b, °С
1	25	79	78	1	0,18
2	50	80	77	3	2,18
3	75	78	78	0	- 0,82
4	100	76	77	- 1	- 1,82
5	125	77	77	0	- 0,82
6	175	78	77	1	0,18
7	225	79	76	3	2,18
8	275	78	76	2	1,18
9	350	77	78	- 1	- 1,82
10	425	77	79	- 2	- 2,82
11	500	81	78	3	2,18

Отклонение средней температуры .

Размеры в миллиметрах

1 - подвод питания; 2 - эквалайзеры; 3 - контрольный проводник; 4 - шина эквалайзера; 5 - сварка; 6 - испытуемый образец; 7 - термоизолирующая перегородка (4 шт.); 8 - шина; 9 - испытательный проводник; ТС - термопара

Рисунок L.1 - Испытательная установка

Примечание - Токопроводящая часть может быть прикручена болтами, припаяна или приварена.

Рисунок L.2

Рисунок L.3

Рисунок L.4

Рисунок L.5

Рисунок L.6