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各国插头插座温升测试要求及试验方法

各国插头插座温升测试要求及试验方法

各国插头插座温升测试要求及试验方法
1、引言
插头插座的温升是指在一定条件下通以试验电流达到一定时间后,各测试部位的温度与环境温度的差值。温升试验是插头插座型式试验中的重要检测项目之一,通过检查插头插座各关键部件的温升值是否符合标准要求,考核载流部件的载流能力,以及器具在结构设计上的合理性。若插头插座的温升过高,在实际使用期间就存在起燃或因绝缘部件软化而产生触电的危险,同时还会加速绝缘材料的老化。
由于世界各国的电力系统不尽相同,插头插座的型式尺寸更是千差万别,致使相关安全标准的试验方法存在很大差异,给插头插座的设计生产者和检测人员带来不少困惑。
 
2、方法解读
2.1 概述
尽管不尽相同,但各国插头插座温升试验方法还是大致包含以下各要素:测试仪器和标准件、安装和连接方式、试验电压和电流、测温部位、测温方法、试验时间,以及对试验结果的评价。下面将以英国插头标准中的温升试验方法为例做详细介绍(见表1)。英国插头温升试验方法对各要素的规定非常具体,操作性较强,而实施该方法的关键在于配备符合标准规定的各标准件(包括测试箱)。

                                                     表1英国插头温升试验方法解读
方法要素
方法要求
测试仪器和标准件
热电偶、测试箱、安装盒、插销夹紧元件、标准保险管等。
安装和连接方式
安装在暗装金属盒中,并置于测试箱的规定位置,可拆线插头用BS6500中表16所示的1.25mm2、长度为1000±50mm的三芯软线连接,不可拆线插头则使用配备的长度为1000±50mm的软线。
试验电压和电流
试验电压为额定电压+10%、-20%;试验电流比额定电流大1A,电流的拨动幅度限制在±0.4A,对于额定电流为3A的情况,试验电流为3.5A。
测温部位和测温方法
用热电偶测试零火线插销夹紧元件、端子/端头和可触及外表面的温度,以及参考点的温度。
试验时间
达到稳定,1小时温升小于1K视为稳定,但至少为4小时,最多为8小时。
结果评价
零火线夹紧元件温升不应超过37K,端子/端头或可触及外表面的温升不应超过52K,超过限值为不合格,否则为合格。


 
2.2 各国插头插座温升试验方法要素对照
   由于各方法在安装和接线方式方面的规定都比较接近实际使用情况,在此不再一一说明。本节仅对各试验方法在试验电压、试验电流、测温部位及温升限值、测温方法和试验时间方面的规定做对照介绍(见表2)。
                                      表2各国插头插座温升试验方法要素对照
国家/地区
   和标准
 
方法要素
欧洲
美国
英国
澳大利亚/
新西兰
日本
IEC60884-1
UL498/UL498A/
UL817/UL1363
BS 1363系列
AS/NZS 3112
JIS C 8303
试验电压
无明确规定
各标准有不同要求1)
0.8-1.1倍额定电压
无明确规定
额定电压
50/60Hz
试验电流
不同器具类型要求不同2)
额定电流(对电线组件和电源软线,采用软线等容量的电流但不大于插头的额定电流)
不同器具类型要求不同3)
1.1倍额定电流(交流)
额定电流
测温部位及温升限值
端子(45K)
端子、插套或
插销尽可能靠近插合面的位置(30℃)
插销夹块(37K);
端子或端头(52K);
可触及外表面(52K)。
端子(45K)
插销和插套的接触面(额定电流≤15A为30℃,其他为40℃);无螺纹端子(35℃;活动式插销(35℃)。
测温方法
热电偶
热电偶
热电偶
采用焊接或等效方式
热电偶、熔化颗粒或变色指示器
热电偶
金属部件要求用焊接方式
试验时间
1h
达到稳定4)
达到稳定
4-8h
插头:1h
插座:直到温度不再变化
达到稳定
注:
(1)UL498A中的过流保护器温升试验和UL1363要求用额定电压试验;其他美国标准对试验电压无明确规定;
(2)对于不可拆线插头和插座,试验电流除了与器具的额定电流有关,还与软线的横截面积有关,对于可拆线插头和插座,试验电流都比额定电流大,具
 
体数值见IEC60884-1表20;
(3)对插头,试验电流比额定电流大1A,但对额定电流为3A的情况,试验电流为3.5A,见BS1363-1之表2;对于插座,试验电流由插座口的个数和是否带熔断器决定,见BS1363-2表5;对转转换器,试验电流因插座口的型式而异,对插座口都是插合BS1363插头和额定电流大于等于13A的转换器,试验电流为14±0.4A,其他类型转换器的试验电流为1.1倍额定电流但不超过14A,但对须刨转换器,试验电流为1±0.1A;
(4)各标准对稳定状态的定义有所不同,美国标准中指的是在环境温度上连续3次读数(间隔5分钟)不再升高视为稳定,英国标准中指的是1小时的温升值小于1K,日本标准中指的是连续3次读数(间隔10分钟以上)的温差不超过0.5℃。


 
3、各国温升试验方法的特殊要求和特点
3.1 英国插头插座标准的温升试验
英国插头插座标准的温升试验方法可以说是所有标准中规定最详细和最明确的,对插头的温升试验,不仅要求将插头按一定方式装进暗装盒,插销用尺寸和材料都有明确规定的夹片以一定的扭矩夹紧,而且对该组件的外环境也做了明确规定,即装在一定尺寸和颜色的测试箱中(见图1-3);而对插座的温升试验,要求使用按标准附录B进行构造和校准的试验插头进行,并按插座口的个数和是否带有熔断器的不同情况区别地进行负载连接;此外,还对温度测量的最大不确定度进行规定,要求测量结果在置信水平不超过95%时的最大不确定度为±2℃。这些具体的规定既增强了试验的可操作性,也保证了测试结果的可靠性。
图1英国插头温升测试箱
图2英国插头温升安装盒
图3英国插头温升插销夹片


 
3.2 美国插头插座标准的温升试验
美国插头插座标准的温升试验方法有一个与其他国家标准不同的原则,就是要求除了被测部件外,其他热源产生的热应尽可能小,如在进行插座的温升试验时,采用实心插销试验插头,试验插头的端子应用最短的且至少与插座具有同等载流容量的导线短接。在对电线组件和电源软线的插头插销组件进行温升试验时,要求采用软线等容量的电流(但不大于插头的额定电流)作为试验电流,试验时插头并非插入相应插座,而是用导线将插销端部短接,软线长度不超过38mm,且对软线容量不大于18A的采用14AWG导线短接,否则用8AWG导线短接。
 
3.3 日本插头插座标准的温升试验
日本插头插座标准的温升试验方法对测试仪器有很明确的规定,测试的电源应是单相且频率为50或60Hz,且能保持测试电流的波动不超过设定值的±2%,并且对电流和电压的测量要求用0.5级或更高精度的电流表和电压表。
 
3.4 国际电工组织插头插座标准的温升试验
IEC60884-1在测试插座温升时,要求使用插销由黄铜制成且具有规定的最小尺寸的试验插头。在测试插头的温升时,IEC60884-1:2002版要求使用符合标准要求并具有平均特性的固定式插座,且接地插销(如有)为最小尺寸;IEC60884-1:2002+A1:2006版则分两种情况,对带有单边接地触头和弹性接地触头的插头,试验方法同IEC60884-1:2002版,其他类型插头,要求使用标准中图44规定尺寸的夹紧元件进行试验,可见该标准的修改借鉴了BS1363-1方法,使该试验更具可操作性。
 
3.5 澳大利亚/新西兰插头插座标准的温升试验
澳大利亚/新西兰插头插座标准的温升试验方法较接近IEC60884,但又有区别,值得注意的是,该国标准对插头的温升试验时间规定为1小时,但对插座的温升试验时间规定为“直到温度不再变化”。
 
4、结束语
   经过前文的介绍可知,各国标准对于插头插座的温升试验方法有不同的规定,在进行相关的温升试验时,应按照相应国家的标准进行,而对于有些方法中未明确规定的地方,可以适当地借鉴其他国家的标准方法进行理解和应用。
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