电器的温升试验概论.doc

电器的温升试验概论 电器的温升试验，就是要测量电器的一些零部件在规定的工作条件下的温升值。“温升”是指电器零部件的工作温度与周围空气温度之差，将温升值加上电器的最高环境温度就是它的最高工作温度，为保证电器工作的可靠性和使用寿命，这个最高温度不应超过材料的允许极限值。 一、电器的发热与允许温升 电器在工作时，由于电流通过导体和线圈而产生电阻损耗；对交流，则由于交变电磁场的作用还会在铁磁体内产生涡流和磁滞损耗。所有这些损耗全部转变为热能，一部分散失到周围介质中；一部分加热电器使其温度升高。 金属材料在温度高达一定数值后，其机械性能会显著下降，材料机械强度开始下降时的温度称为材料的软化点，以铜为例，长期发热时的软化点为100~200℃。对于触头材料，除考虑机械强度外还要考虑其氧化问题，一般金属材料的氧化物电阻率都很高，触头氧化后的接触电阻会大大增高，氧化的速度还与触头温度有关。 绝缘材料的绝缘强度也随温度的升高而逐渐降低，不同的绝缘材料耐热性能也有差别，当绝缘材料的温度超过极限温度时，材料急剧老化，温度越高老化越快，寿命也就越短。 由于材料在温度超过一定范围后，上述性能降低，因此在电器设计中必须限制电器工作时的温度不能过高。为保证电器工作的可靠性和使用寿命，根据材料的绝缘及机械性能的条件，在GB/T14048.1-2000中，对电器发热零部件的温升允许极限值都做了明确的规定。 二、试验依据 在GB/T14048.1中对电器的发热部件规定了温升允许极限值，电器在规定条件下进行温升试验，其各部件所测得的温升应不超过以下有关的规定值。但是，电器部件在正常使用条件下的温升可能会与试验所得值有所不同，它取决于电器安装和连接导体等条件的差异。 以下规定的温升极限适用于新的完好的电器。 接线端子的温升极限 接线端子的温升不应超过表1的规定值。 接线端子材料 温升极限/K 裸铜 裸黄铜 铜（或黄铜）镀锡 铜（或黄铜）镀银或镀镍 其他金属 60 65 65 70 ≤65 表1 接线端子的温升极限 易近部件的温升极限 易近部件的温升不应超过表2的规定值. 表2 易近部件的温升极限 易近部件名称 温升极限/K 手操作件： 金属的 非金属的 15 25 可触及但不可握持的部件： 金属的 非金属的 30 40 正常操作时不触及的部件： 金属的 非金属的 40 50 线圈和电磁绕组的温升极限 线圈和电磁绕组的温升不应超过表3的规定值。 绝缘材料耐热等级 电阻法测得的温升极限/K 线圈在空气中 线圈在油中 A E B F H 85 100 110 135 160 60 60 60 / / 表3 绝缘线圈的温升极限 4、其他部件的温升极限 电器的其他部件（触头、弹簧及产品内部导体连接处等）的温升应不危及电器的载流部件和邻近部件为限。 三、试验方法： 1、试验周围空气温度 周围空气温度至少用两只温度检测器（温度计或热电偶）测量，应将它们均匀放置在距离电器1m远和电器本身高度1/2处。周围空气温度应在试验周期最后1/4时间内或1/4h内（取其小者）测量。应保证温度检测器免受气流和热辐射的影响以及由于温度迅速变化引起的显示误差。 试验过程中，周围空气温度应在+10~+40℃范围内变化，且其变化不应超过10K。试验过程中，周围空气温度变化超过3K时，可按电器的发热时间常数确定适当的修正系数对被试部件测得的温度修正，但制造厂同意也可免于修正。 2、部件温度的测量 （1）电器部件表面温度的测量 电器的接线端子、触头等部件的温升试验是测量它们不同部位的温度，尤其应测量很可能达到最高温度的部位。温度检测器可采用热电偶，在一定条件下也可采用温度计。但温度计读数不便、热惯性大且易损坏，而热电偶具有尺寸小、便于放置、热惯性小、对被测点温升影响小、制造和使用方便等优点，在电器温升试验中广泛用来测量温度。 ①热电偶的基本测温原理：把温度的测量转化为热的电动势的测量，通过直流毫伏表测量电动势，再利用热电偶分度表，查对相应的被测点的温度值。 ②热电偶的使用：热电偶的测温范围很广，不同材料组成的热电偶适用的测温范围不同。常用的热电偶有铜-康铜、铂-铂铑、镍铬-镍硅等，铁-康铜在国外已使用，也是一种热电特性较好的热电偶材料。常用的热电偶测温范围见表4。 表4 常用热电偶测温使用范围 热电偶材料 使用温度/℃ 允 许 误 差 + - 常 用 短 时 铂 铑 镍 铬 铜 铁 铂 镍 硅 康 铜 康 铜 600~1300 400~1000 -200~+200 -100~+600 1600 1200 300 800 600℃，±0.4%t 400℃，±0.5%