温升试验是评估电子电气设备在运行中各部件相对于环境温度升高情况的专业测试方法。这项测试对于新产品开发、生产工艺重大变更或主要部件材料替换等情况都至关重要,它能有效识别产品在温度变化条件下的工作适应性,确保产品在实际使用中的安全性和可靠性。通过温升试验,工程师可以全面了解设备在长期运行中的温度分布和散热性能,为产品设计和改进提供科学依据。
温升试验的首要目的是评估电气产品的安全性能,特别关注大电流元件发热可能造成的安全隐患。在电气产品正常使用过程中,由于电流通过导体产生的热效应,设备内部温度会持续升高。如果温升过高,可能导致绝缘材料性能下降,进而引发设备电击、烫伤甚至火灾等严重事故。试验通过模拟产品在额定工作条件下的温度变化,验证其是否满足相关安全标准要求。
这项测试对保障人身安全和设备可靠运行具有不可替代的作用。以电动机为例,其额定温升是在设计规定的环境温度(通常为40℃)下,绕组允许的最高温升值,这个数值直接取决于绕组绝缘等级。通过温升试验可以判断电动机散热是否正常,避免因温度过高导致绝缘材料过早老化。试验还能评估产品在极端条件下的热应力耐受能力,预防短路、性能下降等潜在风险。
温升试验基于导体通电后产生电流热效应的物理原理。测试时,设备在额定电压和频率上限条件下运行,输出负载调整到规定大小。随着时间的推移,导体表面温度不断上升直至达到稳定状态。判定稳定的标准是所有测试点在1个小时测试间隔内前后温差不超过2K(开尔文)。此时测得任意测试点的温度与测试最后1/4周期环境温度平均值的差值即为温升值,单位用K表示。
常见的测试方法包括正弦供电温升试验和牵引逆变器供电温升试验等。正弦供电试验主要用于验证电机、变压器、配电箱和开关设备等在标准工况下的热性能。测试设备通常包括交流电源(正弦波发生器)、电流源、温度传感器(热电偶或热敏电阻)、数据采集系统和记录仪等。试验时,被测设备接入正弦波电源系统,施加额定电压和电流,逐渐增加负载至额定负载,稳定运行一段时间后记录各部位温度数据。
温升试验广泛应用于各类电气电子产品的研发和质量控制中,是型式试验项目之一,也是新产品定型的主要试验项目。在家用电器领域,GB4706《家用和类似用途电器的安全》标准对温升测试提出了具体要求;在灯具产品方面,GB7000《灯具的一般要求和安全要求》规定了详细的试验方法;信息技术设备则遵循GB4943.1《信息技术设备的安全第1部分:通用要求》。
工业设备领域,GBT7251.1《电工电子设备安装规范第1部分:通用要求》和GBT22011《电子电器安全通用要求》是常用的温升试验依据标准。国际标准方面,IEC60598-1对灯具产品的温升测试方法做出了规定,EN60598-1和AS/NZS60598.1则分别是欧洲和澳大利亚/新西兰采用的对应标准。不同产品适用的标准各异,但核心目标都是确保设备在正常运行时的温升控制在安全范围内。