對(duì)溫升試驗(yàn)分析的探討

陳 娟

貴州省遵義市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)院，貴州遵義 563002

0 引言

在整機(jī)產(chǎn)品的3C試驗(yàn)中，很重要的一個(gè)項(xiàng)目就是溫升測(cè)試，無(wú)論是正常條件下或是故障狀態(tài)下，我們都需要對(duì)整機(jī)產(chǎn)品的發(fā)熱進(jìn)行測(cè)試，以保證產(chǎn)品在使用中不會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱的情況產(chǎn)生灼傷危險(xiǎn)或引起燃燒，保障人的安全。本文主要探討的是關(guān)于溫升實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該引起注意的一些重要問(wèn)題與總結(jié)。

本文主要內(nèi)容分成以下幾個(gè)部分：第一是溫升實(shí)驗(yàn)的環(huán)境因素；第二是溫升實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選擇；第三是對(duì)溫升實(shí)驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)的考慮以及布點(diǎn)中需要注意的一些問(wèn)題；第四是試驗(yàn)完成后數(shù)據(jù)的記錄。

1 環(huán)境因素

實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境因素是指在進(jìn)行溫升試驗(yàn)時(shí)所需要滿(mǎn)足的溫度、濕度等與周?chē)h(huán)境有關(guān)的基本要求，對(duì)于某些特殊的要求，有時(shí)候需要借助于特殊設(shè)備的協(xié)助來(lái)達(dá)到這些要求。在比較嚴(yán)格的溫升測(cè)試中，關(guān)于測(cè)試的要求會(huì)有很多，比如溫度、濕度、電壓、電流等，在對(duì)低壓成套設(shè)備產(chǎn)品做溫升試驗(yàn)時(shí)需要選擇一定的環(huán)境，以滿(mǎn)足3C型式試驗(yàn)的要求。在試驗(yàn)中一般要求環(huán)境溫度在+10℃～+40℃之間，干濕溫度計(jì)的擺放也應(yīng)該遵循標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，應(yīng)放在距柜體1/2高處,并且距離柜體1米的地方左右兩邊放置2個(gè)干濕溫度計(jì)。總之在進(jìn)行溫升測(cè)試之前需要結(jié)合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)清楚測(cè)試所需的環(huán)境條件，這也是進(jìn)行溫升測(cè)試的基本條件。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選擇

溫升實(shí)驗(yàn)所需的主要設(shè)備和工具：數(shù)字溫度測(cè)試儀、熱電偶、交流恒流電源、干濕溫度計(jì)、互感器、電流表，目前檢測(cè)機(jī)構(gòu)會(huì)使用數(shù)字溫度測(cè)試儀和交流恒流電源或者是多磁路調(diào)壓變壓器、互感器、電流表這兩種方式來(lái)做溫升試驗(yàn)。所謂恒流源，即對(duì)應(yīng)于一定的電壓變化所產(chǎn)生的電流變化趨于零，電流是一個(gè)恒定值，有很高的動(dòng)態(tài)輸出電阻，具有這種特性的器件稱(chēng)為恒流源。用交流恒流電源做溫升試驗(yàn)主要有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)∶其一，操作便捷，用時(shí)短，所有試驗(yàn)導(dǎo)線(xiàn)就位后，調(diào)節(jié)電流只需兩三分鐘；其二，精度高，可到0.1級(jí)、0.2級(jí)，誤差不超過(guò)5%；其三：既可三相調(diào)節(jié)，又可單相調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)電流非常穩(wěn)定。

不論實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇的是哪一種實(shí)現(xiàn)方法，這里都需要注意以下幾點(diǎn)：

1）對(duì)于用多磁路調(diào)壓變壓器、互感器、電流表進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意選擇儀器儀表的量程是否符合具體試驗(yàn)樣品的要求，電流表的量程不能大也不能小，確保從電流表中讀出的電流值換算成格數(shù)的時(shí)候在50格至100格之間比較恰當(dāng)。如果電流表的量程選取太小，在通電做試驗(yàn)時(shí)很可能使儀器儀表受損；相反，如果選取的電流表量程太大，會(huì)使讀取的電流值不精確，導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差太大；

2）在這里我們還需要特別注意的是關(guān)于熱電偶的使用，熱電偶不一定都是細(xì)絲的，但是標(biāo)準(zhǔn)要求的是用細(xì)絲熱電偶，何謂細(xì)絲，標(biāo)準(zhǔn)有定義，直徑不超過(guò)0.3mm。另外需要了解一些關(guān)于熱電偶的背景知識(shí)，熱電偶的原理就是用兩種不同金屬的電勢(shì)差的不同來(lái)反饋溫度，所以呢，熱電偶也分很多種類(lèi)，比如K（鎳鉻-鎳硅），J（鐵-銅鎳），T，S，R等，由于不同類(lèi)型的熱電偶是由不同的金屬構(gòu)成，而不同的金屬又具有不同的屬性，所以不同的熱電偶往往都有自己專(zhuān)屬的應(yīng)用環(huán)境，因此在不同的環(huán)境下就要按需求來(lái)選擇不同類(lèi)型的熱電偶，比如對(duì)于環(huán)境溫度有不同的上限、下限要求，有些熱電偶可以直接放在水里，還有些熱電偶可以直接布在帶電部件上，等等，因此在使用前我們需要了解自己所使用的熱電偶類(lèi)型，需要注意的問(wèn)題等。

至于其他設(shè)備，按照實(shí)驗(yàn)要求選擇就可，沒(méi)有特別需要注意的地方。

3 關(guān)于測(cè)試點(diǎn)的布置

在進(jìn)行溫升實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)于低壓成套設(shè)備應(yīng)按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫升限值進(jìn)行試驗(yàn)，應(yīng)注意對(duì)重要關(guān)鍵元器件進(jìn)行布置測(cè)量點(diǎn)，并注意元器件允許的溫升限值有不一樣的要求。例如框架斷路器的溫升限值是≤70K，隔離開(kāi)關(guān)的溫升限值是≤65K等等。同時(shí)要注意給定的限值是關(guān)于溫度還是溫升，兩者是完全不同的兩個(gè)概念。

在溫升試驗(yàn)中，有以下部件需要布點(diǎn)：

1）相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施規(guī)則中提到有溫升限值的所有部件如出現(xiàn)在被測(cè)的產(chǎn)品上，都需要布置測(cè)試點(diǎn)；

2）沒(méi)有出現(xiàn)在實(shí)施規(guī)則中，但是元器件本身有T-mark也需要布置測(cè)量點(diǎn)；

3）在某些實(shí)驗(yàn)中涉及到材料測(cè)試，并且要參考其溫升值以獲得其溫升特性的地方要布置測(cè)量點(diǎn)；

4）為了節(jié)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間，對(duì)于在后面進(jìn)行故障測(cè)試時(shí)有溫度限制的一些元器件，要布置測(cè)量點(diǎn)，以期減少不必要的工作量，節(jié)約時(shí)間。

在布置測(cè)量點(diǎn)的過(guò)程中要注意，通電的關(guān)鍵元器件的進(jìn)出線(xiàn)端、母線(xiàn)連接處，電源進(jìn)線(xiàn)端、手柄、外殼都是必須布置測(cè)量點(diǎn)的地方。在溫升試驗(yàn)中往往都要求把測(cè)量點(diǎn)布置在最?lèi)毫拥奈恢茫簿褪菧厣赡茏罡叩奈恢茫珜?duì)于該位置的選擇是一個(gè)比較難以把握的問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)是一個(gè)方面，對(duì)于被測(cè)量部件的了解、豐富的背景知識(shí)也是關(guān)鍵。

一般來(lái)說(shuō)，首先要知道這個(gè)產(chǎn)品上所有的發(fā)熱部件：在低壓成套設(shè)備中主開(kāi)關(guān)的進(jìn)出線(xiàn)端、饋電柜中的斷路器的進(jìn)出線(xiàn)端，控制柜中的塑殼斷路器的進(jìn)出線(xiàn)端和接觸器、熱繼電器的進(jìn)出線(xiàn)端都是必須測(cè)量溫升值的地方；再者需要注意連接端子的位置，就是有電連接的位置，有些時(shí)候這些地方的連接有問(wèn)題就會(huì)導(dǎo)致大電流從而導(dǎo)致高溫，生活中很多的火災(zāi)事故和觸電事故都是因?yàn)槎俗影l(fā)熱引起，這個(gè)是不可以忽視的，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)有時(shí)候也會(huì)從結(jié)構(gòu)上發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題；另外就是有PCB板的控制電路，但問(wèn)題是怎么樣找其中的溫度最高點(diǎn)，也就是最易發(fā)熱的地方，如果在PCB上有變壓器或繞組，可能附近溫度會(huì)比較高，但也可以通過(guò)看PCB的原理圖，找到泄放電阻，一般情況下該元件的發(fā)熱量會(huì)比較大，在測(cè)試前也可以看看整機(jī)的電路圖、設(shè)計(jì)思路，了解一定背景知識(shí)，特別是整機(jī)的原理，更便于發(fā)現(xiàn)測(cè)試中的隱藏問(wèn)題，提高溫升實(shí)驗(yàn)的效率。總而言之，測(cè)試點(diǎn)要盡可能地布置在那些會(huì)發(fā)熱的元件上或附近，但若測(cè)試經(jīng)驗(yàn)不足以至判斷不出易發(fā)熱的位置的時(shí)候，那么就把可能發(fā)熱的位置都布置測(cè)試點(diǎn)上，多做對(duì)比并且積累經(jīng)驗(yàn)。

另外，需要特別注意的幾點(diǎn)：1）在布置測(cè)量點(diǎn)的時(shí)候需要盡量保持被測(cè)產(chǎn)品的原樣性，也就是說(shuō)盡量讓被測(cè)產(chǎn)品能在稍后的測(cè)試過(guò)程中保持其正常工作時(shí)所處狀態(tài)，包括產(chǎn)品的物理形態(tài)、密閉性等等；2）用來(lái)確定母排、開(kāi)關(guān)、外殼和手柄等一些表面溫升的熱電偶，要貼附在由銅或黃銅制成的涂黑的小圓片背面，小圓片的直徑為15mm，厚度為1mm；3）布置測(cè)量點(diǎn)的時(shí)候熱電偶是不可以扭曲的，應(yīng)該是順著方向布置在元器件上。布置并固定好這些測(cè)量點(diǎn)，盡量恢復(fù)產(chǎn)品的原始狀態(tài)，按照要求調(diào)節(jié)好電壓、電流等參數(shù)，開(kāi)啟儀器設(shè)備并進(jìn)行測(cè)試。

4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄

關(guān)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄，需要說(shuō)明的是滿(mǎn)足什么條件便可以停止測(cè)量：對(duì)于實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有特別說(shuō)明的，一般都是做到產(chǎn)品穩(wěn)定，所謂穩(wěn)定值的意思就是當(dāng)溫度變化不超過(guò)1K/h時(shí)，即認(rèn)為達(dá)到穩(wěn)定溫度，當(dāng)然該要求是指所有的測(cè)量點(diǎn)；有些產(chǎn)品的測(cè)量時(shí)間有特殊要求，可能是幾分鐘，也可能是幾個(gè)循環(huán)，這就需要具體情況具體分析。一般在型式試驗(yàn)中，必須采用通電5h，這時(shí)溫度上升到了一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值了，然后分別在第4個(gè)小時(shí)和第5個(gè)小時(shí)的時(shí)候分兩次對(duì)布置的溫升點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量并記錄數(shù)值。

5 結(jié)論

對(duì)于溫升實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，而重中之重則是對(duì)于背景知識(shí)的了解，這其中包括對(duì)于整機(jī)產(chǎn)品的使用場(chǎng)合，內(nèi)部電路的原理和結(jié)構(gòu)，元器件的用途和特性等等各方面的理解。再者就是經(jīng)驗(yàn)的積累可以加快試驗(yàn)速度，提高效率。

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