什麼是熱校準以及為什麼MCB和MCCB製造商需要它？

在斷路器工廠中，決定一個完成的微型斷路器（MCB）是安全還是報廢的關鍵時刻是 thermal calibration. 。這是對每個斷路器內的雙金屬元件進行修整和驗證的步驟，以確保裝置在標準要求的精確時間範圍內跳脫——不早一秒，也不晚一秒。買家通常稱這個階段為延遲測試，因為真正被測量的是 斷路器在特定過電流下跳脫所需的 時間。對於向要求符合IEC標準市場出貨的MCB、MCCB和RCBO製造商來說，正確完成這個階段是產品能夠保護電路與未通過審核之間的關鍵。本文說明了 MCB熱校準 的實際意義，延遲測試如何分為長時間和短時間驗證，為何B、C和D曲線在IEC 60898-1標準下有不同的通過標準，以及現代生產線上執行此流程的設備。.

作者：黃曉蕾 | 本龍自動化

什麼是斷路器製造中的熱校準？

幾乎所有低壓斷路器都採用熱磁跳脫技術。過載情況是透過雙金屬條來處理，該雙金屬條由兩種熱膨脹率不同的金屬組合而成。因此，當電流超過規定限制時，雙金屬條會因加熱而彎曲，朝向熱膨脹較慢的金屬方向彎曲。適當的彎曲量會使雙金屬條鬆開跳脫鎖扣。過載後，電流越大，加熱速度越快，因此跳脫時間越短。此裝置特性證明熱校準是斷路器製造過程中調整雙金屬條的整個流程，該雙金屬條會被彎曲，並透過調整螺絲或移動跳脫連桿來確保跳脫時間落在每個測試電流所預定的標準範圍內。.

其重要性不容低估，因為它有助於釐清容易混淆的術語。校準意味著調整機構以達到目標時間範圍，或驗證其是否達到該範圍。實際上，這兩個過程是同時進行的，操作員會注入電流並測量時間，然後調整雙金屬條並重新檢測，因為一個重要事實是每個雙金屬條的機械和材料特性不同，這也導致必須進行個別校準。不符合校準要求的故障裝置可能會在正常運作模式下跳脫，或更糟的是，在過載操作時卡住。.

因此，在此過程中會考慮兩個特性——輸出的準確性與重複性。一個重要細節是，如果設備出現任何問題，操作員將能夠從冷啟動狀態檢查跳脫。調整範圍相當嚴格，通常在跳脫電流的幾個百分比內，這意味著測試台的誤差範圍應該遠小於校準設備的誤差範圍。這也解釋了為何需要可靠的校準設備來確保裝置的高效運作。.

每次延遲測試背後的兩個跳脫功能

為了理解為何延遲測試被分為兩個部分，我們必須了解斷路器中有兩個獨立的保護功能。熱保護或過載保護來自雙金屬片，其反應較為緩慢，從數秒到數小時不等，因此形成跳脫曲線中的長時間部分。這是由熱特性設定的。磁保護或短路保護則來自電磁鐵或電磁線圈，對高故障電流的反應速度為毫秒級，從而形成曲線中的短時間或瞬時部分。.

如果我們查看每個製造商發布的對數-對數時間-電流圖，可以看到熱區域對應曲線的上斜部分，而磁區域則對應近乎垂直的下部。在製造實務中，這兩個特性會使用不同的電流、時間容差，有時還會使用不同的測試台進行測試。這就是長延遲與短延遲分割的由來：長延遲特性測試熱雙金屬片，短延遲或瞬時特性測試磁線圈。因此，將這兩種類型分開是極為重要的。.

長時間延遲測試：熱校準的核心

長時間延遲測試是 斷路器熱校準. 的核心。它確認雙金屬片在指定的過載電流下於適當時間啟動。根據 IEC 60898-1 標準，所有測試必須在 +30 °C 空氣溫度條件下，且從冷啟動點開始進行；電流特性顯示三個過載點，這些點對所有 B、C 和 D 曲線均相同。.

13 × 和 1.45 × 這對數值確立了斷路器可接受過載性能的界限；斷路器必須能承受略高於 13% 的過載而不誤跳，且需能以傳統方式斷開甚至 45% 的過載。這些因素決定了熱曲線在圖表上的位置。傳統時間在 63 A 之後從一小時變為兩小時的唯一原因是較大型斷路器具有較大的觸點，熱容量更大，且需要更長時間才能穩定。.

在生產方面，2.55 × In 實際上用於校準斷路器，因為它允許以秒為單位測量斷開時間，而非傳統測量中以小時計算。因此，可以通過斷路器通過特定電流，同時測量跳脫時間，以便使用伺服器或操作員調整此時間。利用 1.13 × 和 1.45 × 點進行的較耗時測量支持上述結果。.

Benlong 正是為這個階段打造設備。 MCB長時間熱校準台 在多個工位使用高穩定性電流源，依據 IEC 60898-1 進行過載測試， 半自動 熱跳脫校準台 Type-A 及其卡片式同款 Type-B.

可處理可程式化過載校準，並能快速切換不同 MCB 系列。對於依 IEC 60947-2 管控的 MCCB，參考點有所變動——傳統非跳脫電流變為 1.05 × In，傳統跳脫電流變為 1.3 × In——但校準原理不變。

短延時與瞬時測試：B、C、D 曲線的差異.

試驗依曲線類型分兩階段進行。首先，保持測試確認斷路器在較低倍數下不會在0.1秒內跳脫 — B型為3 × In，C型為5 × In，D型為10 × In。接著，跳脫測試確認斷路器在較高倍數下會在0.1秒內跳脫 — 分別為5、10及20 × In。以C型16 A斷路器為例：它必須能承受80 A（5 ×）而不瞬時跳脫，但在160 A（10 ×）時必須幾乎立即跳脫。相同的16 A斷路器若為B型，則會在80 A時瞬時跳脫；若為D型，則可容忍高達320 A才會啟動磁脈衝跳脫。這種差異正是曲線選擇決定浪湧容忍度及下游協調的原因：D曲線能通過馬達或變壓器的瞬間浪湧，而B曲線則會誤跳脫。.

有一點值得任何撰寫測試規範的人特別強調。. B、C、D型之間變動的通過標準屬於磁性（瞬時）跳脫，而非熱過載跳脫。. 雙金屬側，即真正的熱校準，三種曲線皆相同。在MCB中，短路反應是瞬時的，而非真正延遲；車間常用「短時延遲」一詞較為寬鬆。真正有意義的短時延遲區間僅出現在具可調跳脫單元的MCCB中，後續將介紹。對於MCB及小型框架MCCB的磁性檢測，Benlong的 MCCB手動磁脫扣試驗台 是專門設計的，具備可程式化的5–10 × In電流源及毫秒級定時，能清晰判定通過與否。.

適用標準：IEC 60898-1、60947-2及61009

適當的通過標準取決於產品認證的標準，錯誤應用會帶來實際風險。用於家用及類似環境的MCB適用IEC 60898-1標準，該標準規定B、C、D分類。IEC 60947-2標準管理MCCB及工業斷路器的使用，因此有其慣用電流（1.05 ×及1.3 × In）及更靈活的功能。IEC 61009-1標準管理RCBO（剩餘電流斷路器），除了需接受剩餘電流測試外，還必須通過與MCB相同的熱及磁性操作測試。單一開關可能同時依兩種標準認證，但溫度參考可能依標準不同而有所安排。.

參考溫度是其中一項因素。根據IEC 60898-1，校準於30 °C進行，而符合IEC 60947-2的裝置則於40 °C測試。同時，同一裝置可依上述標準使用不同溫度層級測試。參考溫度也會影響消費者使用的降額表，因此若斷路器使用錯誤參考溫度測試，可能在通過標準測試後仍會失效。因此，測試時固定溫度不僅是實驗室形式，更是明確的品質要求。.

MCCB 熱校準與 LSI(G) 延遲區間

模塑外殼斷路器增加了一層複雜性。較小的熱磁 MCCB 校準方式類似 MCB，透過修剪雙金屬片來設定過載區間，並驗證電磁線圈以確保短路跳脫。但許多現代 MCCB 採用電子跳脫單元，這裡 MCCB 熱校準 變成設定與驗證可程式保護參數的問題，而非彎曲金屬。這些跳脫單元通常以 LSI 或 LSIG 方案描述，每個字母代表一個可獨立調整的保護區間：

• L，長時間延遲：過載功能，相當於熱元件，具有可調整的啟動電流與時間延遲，定義反時間過載行為。.
• S，短時間延遲：對中等故障電流的真實且有意延遲，用於讓下游斷路器先行切斷故障，維持選擇性。這是真正的短時間延遲區間，MCB 並不具備此功能。.
• I，即時跳脫：在高閾值以上立即跳脫，無意延遲，用於嚴重短路。.
• G，接地故障：四極及更高規格裝置的選用接地故障保護。.

對於電子 MCCB，延遲測試驗證每個區間在其程式設定下是否在容差範圍內跳脫，依序注入 L、S 和 I 閾值電流並計時反應。對於熱磁 MCCB，則直接驗證雙金屬片與電磁線圈，方式與 MCB 相同，但電流更高、框架更大。無論哪種方式，設備必須提供比 MCB 測試台更高的測試電流。Benlong 的 MCCB Laboratory Integrated Testing bench 設備設計能在一個工站完成磁性跳脫測試、熱校準及長時間熱校準，適用於研發實驗室與型式試驗室。.

生產線上的熱校準作業方式

現代 MCB 生產線上的典型 熱跳脫校準 流程遵循可重複的序列。透過穩定且低諧波失真的電源，對被測斷路器施加受控過載電流，通常為 2.55 × In，因為波形失真會改變加熱效果並影響讀數。高解析度計時器精確記錄斷路器開啟的瞬間，通常精確到讀數的千分之一。如果跳脫時間超出允許範圍，操作員會在半自動工作台上彎曲雙金屬片或調整固定螺絲，或由全自動單元的伺服頭完成。裝置隨後從冷態重新測試，並記錄通過/失敗結果與跳脫時間，通常透過 USB 匯出或推送至 MES 以確保完整追蹤。整個過程中，因標準參考溫度為 30 °C，測試區域溫度會被監控並補償；; 在錯誤環境溫度下校準是現場跳脫時間誤差最常見的原因之一。.

自動化此序列帶來三方面的效益：一致性，因為伺服調整比手動更具重複性；速度，因為平行工位吸收了傳統冗長的測試時間；以及可追溯性，因為每個單元的數據都被捕捉，而非抽查。高規格產品通常在100%的單元上進行校準，而一般MCB則可能遵循既定的抽樣計劃。上游品質同樣重要——雙金屬組件必須先穩定製造，才能進行校準，這也是Benlong同時提供 MCB熱脫扣器自動焊接線 用於生產熱跳脫子組件，確保焊接品質可重複。進入校準的組件一致性意味著較少單元偏離標準範圍，並減少下游返工。.

電流源本身是整個階段中默默無聞的英雄。由於雙金屬對加熱反應敏感，跳脫時間取決於真實有效值電流及其波形品質，而非僅是名義設定點。若電源在負載下電壓下降、元件升溫導致漂移，或帶有顯著諧波失真，將使雙金屬條的加熱與標準假設的純正弦波不同，且每個以此校準的單元都會繼承該誤差。因此，穩定的閉環電流源搭配低總諧波失真，以及堅固且低阻抗的測試接點，對良率的提升比工作台上幾乎任何其他單一因素都更為重要。.

為何斷路器會在延遲測試中失敗

即使設計良好，若製造過程出現偏差，斷路器仍可能產生不合格品。斷路器未通過延遲測試的最常見原因包括：高於參考溫度30°C的環境溫度，導致整體熱帶向左或向右偏移；電流不穩定，改變雙金屬的加熱量；端子阻抗不當，產生額外熱量；測試間隔時間不足，雙金屬保留殘餘熱；錯誤的曲線卡或程式應用；以及校準後的機械漂移，造成連續測試間的高散布。這些問題多因控制不良所致，若生產工作台具備穩定電流供應、優良溫度補償及自動數據記錄系統，則可加以消除。.

延遲測試只是斷路器品質控制的其中一個支柱。它與介電強度及絕緣驗證並列——若您正在建立完整測試計劃，我們的說明文檔 高壓測試 涵蓋了與熱跳脫及磁跳脫檢查並行的耐壓測試部分。.

選擇熱校準與延遲測試設備

配合工作台與產品相當重要。單一MCB系列在中等產量下，半自動校準工作台即可滿足需求；多型號生產的工廠則受益於卡片式換線系統，使生產線能在數分鐘內切換系列；而MCCB或ACB工廠則需要具備更高電流、更大框架範圍的工作台，以達到所需的倍數。Benlong完整系列的這些系統均收錄於 測試台項目 目錄中，涵蓋MCB熱校準工作台、MCCB磁脫扣工作台、整合式實驗室測試儀及全面的ACB測試站。由於每個工廠的型號組合、目標產能及週期時間皆不同，這些工作台通常會依客戶產品進行配置，而非以固定目錄單位銷售。.

結論

熱校準是斷路器獲得額定值的關鍵。驗證的延遲測試可清楚分為長時間延遲部分，該部分設定並檢查熱雙金屬元件是否符合IEC 60898-1過載點，以及短時間或瞬時部分，該部分檢查磁脫扣——而正是磁性側決定B、C、D曲線的不同通過標準。正確設定環境溫度、電流波形及時間，逐一校準每個雙金屬元件，並記錄結果，最終產出能在應該跳脫時跳脫、應該保持時保持的斷路器。對於擴大此流程的製造商而言，適當組合的校準與延遲測試工作台，能將緩慢且依賴操作員的任務轉變為可重複且可追蹤的生產階段。.