溫升試驗是評估電子電氣設備在運行中各部件相對于環境溫度升高情況的專業測試方法。這項測試對于新產品開發、生產工藝重大變更或主要部件材料替換等情況都至關重要,它能有效識別產品在溫度變化條件下的工作適應性,確保產品在實際使用中的安全性和可靠性。通過溫升試驗,工程師可以全面了解設備在長期運行中的溫度分布和散熱性能,為產品設計和改進提供科學依據。
溫升試驗的首要目的是評估電氣產品的安全性能,特別關注大電流元件發熱可能造成的安全隱患。在電氣產品正常使用過程中,由于電流通過導體產生的熱效應,設備內部溫度會持續升高。如果溫升過高,可能導致絕緣材料性能下降,進而引發設備電擊、燙傷甚至火災等嚴重事故。試驗通過模擬產品在額定工作條件下的溫度變化,驗證其是否滿足相關安全標準要求。
這項測試對保障人身安全和設備可靠運行具有不可替代的作用。以電動機為例,其額定溫升是在設計規定的環境溫度(通常為40℃)下,繞組允許的最高溫升值,這個數值直接取決于繞組絕緣等級。通過溫升試驗可以判斷電動機散熱是否正常,避免因溫度過高導致絕緣材料過早老化。試驗還能評估產品在極端條件下的熱應力耐受能力,預防短路、性能下降等潛在風險。
溫升試驗基于導體通電后產生電流熱效應的物理原理。測試時,設備在額定電壓和頻率上限條件下運行,輸出負載調整到規定大小。隨著時間的推移,導體表面溫度不斷上升直至達到穩定狀態。判定穩定的標準是所有測試點在1個小時測試間隔內前后溫差不超過2K(開爾文)。此時測得任意測試點的溫度與測試最后1/4周期環境溫度平均值的差值即為溫升值,單位用K表示。
常見的測試方法包括正弦供電溫升試驗和牽引逆變器供電溫升試驗等。正弦供電試驗主要用于驗證電機、變壓器、配電箱和開關設備等在標準工況下的熱性能。測試設備通常包括交流電源(正弦波發生器)、電流源、溫度傳感器(熱電偶或熱敏電阻)、數據采集系統和記錄儀等。試驗時,被測設備接入正弦波電源系統,施加額定電壓和電流,逐漸增加負載至額定負載,穩定運行一段時間后記錄各部位溫度數據。
溫升試驗廣泛應用于各類電氣電子產品的研發和質量控制中,是型式試驗項目之一,也是新產品定型的主要試驗項目。在家用電器領域,GB4706《家用和類似用途電器的安全》標準對溫升測試提出了具體要求;在燈具產品方面,GB7000《燈具的一般要求和安全要求》規定了詳細的試驗方法;信息技術設備則遵循GB4943.1《信息技術設備的安全第1部分:通用要求》。
工業設備領域,GBT7251.1《電工電子設備安裝規范第1部分:通用要求》和GBT22011《電子電器安全通用要求》是常用的溫升試驗依據標準。國際標準方面,IEC60598-1對燈具產品的溫升測試方法做出了規定,EN60598-1和AS/NZS60598.1則分別是歐洲和澳大利亞/新西蘭采用的對應標準。不同產品適用的標準各異,但核心目標都是確保設備在正常運行時的溫升控制在安全范圍內。