溫升試驗(yàn)是評(píng)估電子電氣設(shè)備在運(yùn)行中各部件相對(duì)于環(huán)境溫度升高情況的專業(yè)測(cè)試方法。這項(xiàng)測(cè)試對(duì)于新產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)工藝重大變更或主要部件材料替換等情況都至關(guān)重要,它能有效識(shí)別產(chǎn)品在溫度變化條件下的工作適應(yīng)性,確保產(chǎn)品在實(shí)際使用中的安全性和可靠性。通過溫升試驗(yàn),工程師可以全面了解設(shè)備在長期運(yùn)行中的溫度分布和散熱性能,為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供科學(xué)依據(jù)。

溫升試驗(yàn)的首要目的是評(píng)估電氣產(chǎn)品的安全性能,特別關(guān)注大電流元件發(fā)熱可能造成的安全隱患。在電氣產(chǎn)品正常使用過程中,由于電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱效應(yīng),設(shè)備內(nèi)部溫度會(huì)持續(xù)升高。如果溫升過高,可能導(dǎo)致絕緣材料性能下降,進(jìn)而引發(fā)設(shè)備電擊、燙傷甚至火災(zāi)等嚴(yán)重事故。試驗(yàn)通過模擬產(chǎn)品在額定工作條件下的溫度變化,驗(yàn)證其是否滿足相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)要求。
這項(xiàng)測(cè)試對(duì)保障人身安全和設(shè)備可靠運(yùn)行具有不可替代的作用。以電動(dòng)機(jī)為例,其額定溫升是在設(shè)計(jì)規(guī)定的環(huán)境溫度(通常為40℃)下,繞組允許的最高溫升值,這個(gè)數(shù)值直接取決于繞組絕緣等級(jí)。通過溫升試驗(yàn)可以判斷電動(dòng)機(jī)散熱是否正常,避免因溫度過高導(dǎo)致絕緣材料過早老化。試驗(yàn)還能評(píng)估產(chǎn)品在極端條件下的熱應(yīng)力耐受能力,預(yù)防短路、性能下降等潛在風(fēng)險(xiǎn)。
溫升試驗(yàn)基于導(dǎo)體通電后產(chǎn)生電流熱效應(yīng)的物理原理。測(cè)試時(shí),設(shè)備在額定電壓和頻率上限條件下運(yùn)行,輸出負(fù)載調(diào)整到規(guī)定大小。隨著時(shí)間的推移,導(dǎo)體表面溫度不斷上升直至達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。判定穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)是所有測(cè)試點(diǎn)在1個(gè)小時(shí)測(cè)試間隔內(nèi)前后溫差不超過2K(開爾文)。此時(shí)測(cè)得任意測(cè)試點(diǎn)的溫度與測(cè)試最后1/4周期環(huán)境溫度平均值的差值即為溫升值,單位用K表示。
常見的測(cè)試方法包括正弦供電溫升試驗(yàn)和牽引逆變器供電溫升試驗(yàn)等。正弦供電試驗(yàn)主要用于驗(yàn)證電機(jī)、變壓器、配電箱和開關(guān)設(shè)備等在標(biāo)準(zhǔn)工況下的熱性能。測(cè)試設(shè)備通常包括交流電源(正弦波發(fā)生器)、電流源、溫度傳感器(熱電偶或熱敏電阻)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和記錄儀等。試驗(yàn)時(shí),被測(cè)設(shè)備接入正弦波電源系統(tǒng),施加額定電壓和電流,逐漸增加負(fù)載至額定負(fù)載,穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后記錄各部位溫度數(shù)據(jù)。
溫升試驗(yàn)廣泛應(yīng)用于各類電氣電子產(chǎn)品的研發(fā)和質(zhì)量控制中,是型式試驗(yàn)項(xiàng)目之一,也是新產(chǎn)品定型的主要試驗(yàn)項(xiàng)目。在家用電器領(lǐng)域,GB4706《家用和類似用途電器的安全》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)溫升測(cè)試提出了具體要求;在燈具產(chǎn)品方面,GB7000《燈具的一般要求和安全要求》規(guī)定了詳細(xì)的試驗(yàn)方法;信息技術(shù)設(shè)備則遵循GB4943.1《信息技術(shù)設(shè)備的安全第1部分:通用要求》。
工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域,GBT7251.1《電工電子設(shè)備安裝規(guī)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(yàn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)方面,IEC60598-1對(duì)燈具產(chǎn)品的溫升測(cè)試方法做出了規(guī)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(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。不同產(chǎn)品適用的標(biāo)準(zhǔn)各異,但核心目標(biāo)都是確保設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)的溫升控制在安全范圍內(nèi)。