新版插座溫升試驗(yàn)方法解析

馬 壯

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院 上海 201114）

引言

溫升是一項(xiàng)重要的安全性能試驗(yàn)。家用插座的溫升試驗(yàn)考核的是其電流承載能力。由于插座在正常使用中都會(huì)發(fā)熱，熱量會(huì)導(dǎo)致插座周?chē)h(huán)境溫度升高。一方面，發(fā)熱會(huì)引起插座外殼材料快速老化，影響使用壽命；另一方面，發(fā)熱嚴(yán)重會(huì)引起外殼材料軟化變形。如果產(chǎn)品設(shè)計(jì)不合理，使用的導(dǎo)體材料電阻太高，電器產(chǎn)品在正常工作時(shí)也易造成插座溫升過(guò)高甚至變形。嚴(yán)重情況下，會(huì)引起火災(zāi)事故。因此，溫升項(xiàng)目的考核是保證家用插座安全工作的基礎(chǔ)[1-3]。

溫升試驗(yàn)?zāi)M插頭和插座實(shí)際使用情況，產(chǎn)品通電后發(fā)熱，檢測(cè)積累的熱量會(huì)不會(huì)超標(biāo)。如果插座在使用過(guò)程中發(fā)熱嚴(yán)重，溫升過(guò)高的話，會(huì)造成絕緣材料老化變形，嚴(yán)重情況會(huì)產(chǎn)生觸電的危險(xiǎn)。所以標(biāo)準(zhǔn)要求插座的結(jié)構(gòu)要保證其正常使用時(shí)的溫升不會(huì)超過(guò)規(guī)定值。

現(xiàn)行家用插頭插座的溫升試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2099.1-2008對(duì)五孔固定式插座溫升試驗(yàn)要求是，要在每種類(lèi)型和電流額定值的一個(gè)插座上分別進(jìn)行溫升試驗(yàn)。也就是單相兩極雙用插座和單相兩極帶接地插座，分別進(jìn)行溫升試驗(yàn)。家用五孔固定式插座在實(shí)際使用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)同時(shí)插入兩種用電器，比如電熱水壺和手機(jī)充電器，但現(xiàn)GB/T 2099.1-2008未要求對(duì)單相兩極雙用插座和單相兩極帶接地插座同時(shí)使用時(shí)進(jìn)行溫升試驗(yàn)。

相對(duì)而言，新版標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2099.1-2021考慮到這種實(shí)際使用情況，要求五孔固定式插座，要同時(shí)插入兩種試驗(yàn)插頭通電進(jìn)行試驗(yàn)[4]。目前新版標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有正式實(shí)施，本文中，為了追蹤新版標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)，對(duì)新版溫升試驗(yàn)進(jìn)行比較深入的分析和討論。

1 檢測(cè)方法

新版標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2099.1-2021在原有測(cè)試方法的基礎(chǔ)上，增加了新的測(cè)試方法和技術(shù)要求，主要差異見(jiàn)表1。

表1 溫升試驗(yàn)的技術(shù)要求對(duì)比

新版標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2099.1-2021插座溫升檢測(cè)步驟如下：

下面以日常生活中最常見(jiàn)的共用端子五孔固定式插座為例，該插座有兩個(gè)插座：?jiǎn)蜗鄡蓸O雙用插座和單相兩極帶接地插座。簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)室插座溫升的測(cè)試步驟。

1）測(cè)試樣品：共用接線端子的五孔固定式插座，額定電流10 A，端子螺釘直徑3.9 mm。

2）插座按標(biāo)準(zhǔn)要求接上標(biāo)稱橫截面積為1.5 mm2的單芯硬導(dǎo)線，螺釘擰緊力矩為0.8 Nm。為了保證端子的正常冷卻，導(dǎo)線長(zhǎng)度大于1 m。

3）插座要模擬實(shí)際使用情況，安裝在符合標(biāo)準(zhǔn)要求的暗裝式安裝盒里。

4）插座要用試驗(yàn)插頭進(jìn)行試驗(yàn)，該試驗(yàn)插頭的插銷(xiāo)應(yīng)為黃銅制品，并應(yīng)具有規(guī)定的最小尺寸[5]。

5）熱電偶在端子上測(cè)量溫升，熱電偶用導(dǎo)熱膠水固定插頭插銷(xiāo)的根部。

6）將插頭插入插座，對(duì)插座通以標(biāo)準(zhǔn)要求交流試驗(yàn)電流16 A，溫升試驗(yàn)通電時(shí)間60 min。

2 主要檢測(cè)設(shè)備

試驗(yàn)所用的測(cè)試設(shè)備主要有：安捷倫34970A數(shù)據(jù)采集儀，采用T型熱電偶測(cè)量溫度，溫度測(cè)量精度：±2 %。熱電偶測(cè)量端按照IECEE OD-5012操作文件要求熔焊成一體。熱電偶測(cè)量端用導(dǎo)熱膠水或壓接方式固定在測(cè)量位置。電子負(fù)載： PRODIGIT博計(jì)3250四通道交流電子負(fù)載。交流電源：艾普斯電源AFC-11005G交流變頻電源。

3 檢測(cè)結(jié)果及分析：

3.1 對(duì)比新老標(biāo)準(zhǔn)相同試驗(yàn)方法下的溫升數(shù)據(jù)

按GB/T 2099.1-2021條款19.2：試驗(yàn)期間使電流流經(jīng)中性觸頭和附近的相觸頭，也要使電流流經(jīng)接地觸頭和最接近的相觸頭。所以單相兩極雙用插座，測(cè)量L-N的端子溫升；單相兩極帶接地插座，測(cè)量L-N和L-E的端子溫升。

單相兩極雙用插座和單相兩極帶接地插座分別進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)插頭選用可拆線插頭，定制插銷(xiāo)，老板標(biāo)準(zhǔn)插銷(xiāo)厚度尺寸1.40 mm；新版標(biāo)準(zhǔn)插銷(xiāo)厚度尺寸1.45 mm，試驗(yàn)插頭端子采用2.5 mm2硬導(dǎo)線短接。

試驗(yàn)布置圖見(jiàn)圖1。溫升測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 新老標(biāo)準(zhǔn)相同試驗(yàn)方法下的溫升數(shù)據(jù)

從表2溫升測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，在試驗(yàn)方法和試驗(yàn)條件都相同的條件下，由于新版標(biāo)準(zhǔn)將試驗(yàn)插頭的插銷(xiāo)厚度由1.40 mm增加到了1.45 mm，插銷(xiāo)厚度增加可以使插頭插銷(xiāo)與插座插套的接觸更加良好，可以有效降低插座在實(shí)際使用過(guò)程中的溫升。新版標(biāo)準(zhǔn)增加了插頭插銷(xiāo)的厚度，雖然相應(yīng)的會(huì)增加生產(chǎn)廠商的生產(chǎn)成本，但是可以有效的降低用電設(shè)備在使用過(guò)程中的溫升，提高了設(shè)備的用電安全，具有一定的社會(huì)效益。

3.2 新版標(biāo)準(zhǔn)增加的溫升試驗(yàn)方法

按GB/T 2099.1-2021條款19.3：對(duì)共用接線端子的多位固定式插座，通以1.25倍標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)電流，即20 A，通電時(shí)間60 min，按下述方法試驗(yàn)：將第一個(gè)試驗(yàn)插頭插入一個(gè)插座，并通以試驗(yàn)電流的70 %，即14 A；將第二個(gè)試驗(yàn)插頭插入另一個(gè)插座，并且同時(shí)吧總試驗(yàn)電流的余額通給該插頭，即6 A。

試驗(yàn)插頭選用可拆線插頭，試驗(yàn)插頭端子連接1.5 mm2軟導(dǎo)線。試驗(yàn)使用阻性電子負(fù)載。總標(biāo)稱負(fù)載在供電電纜上通電，故僅測(cè)量端子L-N的端子溫升。

試驗(yàn)布置圖見(jiàn)圖2。溫升測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 新版標(biāo)準(zhǔn)增加的溫升試驗(yàn)方法下的溫升

從表3溫升測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，新版標(biāo)準(zhǔn)按條款19.3，同時(shí)插入兩個(gè)試驗(yàn)插頭情況下的最大溫升見(jiàn)表3為：37.2 k。新版標(biāo)準(zhǔn)按條款19.2，試驗(yàn)所得最大溫升見(jiàn)表2為：35.8 k。按條款19.3測(cè)試的兩組溫升組數(shù)據(jù)，有一組大于按條款19.2測(cè)試的溫升值，說(shuō)明19.3的試驗(yàn)方法是有必要進(jìn)行的。新版標(biāo)準(zhǔn)增加的條款19.3測(cè)試方法，可以有效模擬在實(shí)際使用情況中，多位固定式插座同時(shí)插入兩種用電設(shè)備的情況。等于增加了插座產(chǎn)品溫升試驗(yàn)的難度，對(duì)生產(chǎn)廠商控制插座產(chǎn)品的溫升提出了更高要求，要使用更好的導(dǎo)電材料，優(yōu)化產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

4 小結(jié)

對(duì)比新老標(biāo)準(zhǔn)相同試驗(yàn)方法下的溫升數(shù)據(jù)可以看出，新版標(biāo)準(zhǔn)增加了插頭插銷(xiāo)的厚度，可以有效的降低用電設(shè)備在使用過(guò)程中的溫升，提高了設(shè)備的用電安全。新版標(biāo)準(zhǔn)增加的條款19.3的溫升大于新版標(biāo)準(zhǔn)條款19.2的溫升可以看出，多位固定式插座同時(shí)插入兩種試驗(yàn)插頭進(jìn)行試驗(yàn)，是非常有必要的。新版標(biāo)準(zhǔn)增加的溫升測(cè)試新方法，完善了老標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試漏洞，使得插座產(chǎn)品的溫升檢測(cè)更加完善，降低了插座溫升超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。