对温升试验分析的探讨

摘要 温升试验的目的是确定在规定负载状态下运行时的整机某些部分高于冷却介质温度的温升。温升参数是电器产品质量的一项重要指标，其数值的大小直接影响产品的质量、生产成本以及安全性能等。本文主要探讨的是关于温升实验中的一些问题与总结。

关键词 温升；热电偶；数字温度测试仪；交流恒流电源；干湿温度计；互感器；电流表

中图分类号TM3 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）65-0066-02

0 引言

在整机产品的3C试验中，很重要的一个项目就是温升测试，无论是正常条件下或是故障状态下，我们都需要对整机产品的发热进行测试，以保证产品在使用中不会出现过热的情况产生灼伤危险或引起燃烧，保障人的安全。本文主要探讨的是关于温升实验中应该引起注意的一些重要问题与总结。

本文主要内容分成以下几个部分：第一是温升实验的环境因素；第二是温升实验设备的选择；第三是对温升实验测试点的考虑以及布点中需要注意的一些问题；第四是试验完成后数据的记录。

1 环境因素

实验室的环境因素是指在进行温升试验时所需要满足的温度、湿度等与周围环境有关的基本要求，对于某些特殊的要求，有时候需要借助于特殊设备的协助来达到这些要求。在比较严格的温升测试中，关于测试的要求会有很多，比如温度、湿度、电压、电流等，在对低压成套设备产品做温升试验时需要选择一定的环境，以满足3C型式试验的要求。在试验中一般要求环境温度在+10℃~+40℃之间，干湿温度计的摆放也应该遵循标准规定的要求，应放在距柜体1/2高处,并且距离柜体1米的地方左右两边放置2个干湿温度计。总之在进行温升测试之前需要结合产品标准清楚测试所需的环境条件，这也是进行温升测试的基本条件。

2 实验设备的选择

温升实验所需的主要设备和工具：数字温度测试仪、热电偶、交流恒流电源、干湿温度计、互感器、电流表，目前检测机构会使用数字温度测试仪和交流恒流电源或者是多磁路调压变压器、互感器、电流表这两种方式来做温升试验。所谓恒流源，即对应于一定的电压变化所产生的电流变化趋于零，电流是一个恒定值，有很高的动态输出电阻，具有这种特性的器件称为恒流源。用交流恒流电源做温升试验主要有三个优点:其一，操作便捷，用时短，所有试验导线就位后，调节电流只需两三分钟；其二，精度高，可到0.1级、0.2级，误差不超过5%；其三：既可三相调节，又可单相调节，调节电流非常稳定。

不论实验时选择的是哪一种实现方法，这里都需要注意以下几点：

1）对于用多磁路调压变压器、互感器、电流表进行试验时，应注意选择仪器仪表的量程是否符合具体试验样品的要求，电流表的量程不能大也不能小，确保从电流表中读出的电流值换算成格数的时候在50格至100格之间比较恰当。如果电流表的量程选取太小，在通电做试验时很可能使仪器仪表受损；相反，如果选取的电流表量程太大，会使读取的电流值不精确，导致试验数据的误差太大；

2）在这里我们还需要特别注意的是关于热电偶的使用，热电偶不一定都是细丝的，但是标准要求的是用细丝热电偶，何谓细丝，标准有定义，直径不超过0.3mm。另外需要了解一些关于热电偶的背景知识，热电偶的原理就是用两种不同金属的电势差的不同来反馈温度，所以呢，热电偶也分很多种类，比如K（镍铬-镍硅），J（铁-铜镍），T，S，R等，由于不同类型的热电偶是由不同的金属构成，而不同的金属又具有不同的属性，所以不同的热电偶往往都有自己专属的应用环境，因此在不同的环境下就要按需求来选择不同类型的热电偶，比如对于环境温度有不同的上限、下限要求，有些热电偶可以直接放在水里，还有些热电偶可以直接布在带电部件上，等等，因此在使用前我们需要了解自己所使用的热电偶类型，需要注意的问题等。

至于其他设备，按照实验要求选择就可，没有特别需要注意的地方。

3 关于测试点的布置

在进行温升实验时，对于低压成套设备应按照相应的标准规定的温升限值进行试验，应注意对重要关键元器件进行布置测量点，并注意元器件允许的温升限值有不一样的要求。例如框架断路器的温升限值是≤70K，隔离开关的温升限值是≤65K等等。同时要注意给定的限值是关于温度还是温升，两者是完全不同的两个概念。

在温升试验中，有以下部件需要布点：

1）相应标准的实施规则中提到有温升限值的所有部件如出现在被测的产品上，都需要布置测试点；

2）没有出现在实施规则中，但是元器件本身有T-mark也需要布置测量点；

3）在某些实验中涉及到材料测试，并且要参考其温升值以获得其温升特性的地方要布置测量点；

4）为了节约实验时间，对于在后面进行故障测试时有温度限制的一些元器件，要布置测量点，以期减少不必要的工作量，节约时间。

在布置测量点的过程中要注意，通电的关键元器件的进出线端、母线连接处，电源进线端、手柄、外壳都是必须布置测量点的地方。在温升试验中往往都要求把测量点布置在最恶劣的位置，也就是温升可能最高的位置，但对于该位置的选择是一个比较难以把握的问题，实验经验是一个方面，对于被测量部件的了解、丰富的背景知识也是关键。

一般来说，首先要知道这个产品上所有的发热部件：在低压成套设备中主开关的进出线端、馈电柜中的断路器的进出线端，控制柜中的塑壳断路器的进出线端和接触器、热继电器的进出线端都是必须测量温升值的地方；再者需要注意连接端子的位置，就是有电连接的位置，有些时候这些地方的连接有问题就会导致大电流从而导致高温，生活中很多的火灾事故和触电事故都是因为端子发热引起，这个是不可以忽视的，根据经验有时候也会从结构上发现一些问题；另外就是有PCB板的控制电路，但问题是怎么样找其中的温度最高点，也就是最易发热的地方，如果在PCB上有变压器或绕组，可能附近温度会比较高，但也可以通过看PCB的原理图，找到泄放电阻，一般情况下该元件的发热量会比较大，在测试前也可以看看整机的电路图、设计思路，了解一定背景知识，特别是整机的原理，更便于发现测试中的隐藏问题，提高温升实验的效率。总而言之，测试点要尽可能地布置在那些会发热的元件上或附近，但若测试经验不足以至判断不出易发热的位置的时候，那么就把可能发热的位置都布置测试点上，多做对比并且积累经验。

另外，需要特别注意的几点：1）在布置测量点的时候需要尽量保持被测产品的原样性，也就是说尽量让被测产品能在稍后的测试过程中保持其正常工作时所处状态，包括产品的物理形态、密闭性等等；2）用来确定母排、开关、外壳和手柄等一些表面温升的热电偶，要贴附在由铜或黄铜制成的涂黑的小圆片背面，小圆片的直径为15mm，厚度为1mm；3）布置测量点的时候热电偶是不可以扭曲的，应该是顺着方向布置在元器件上。布置并固定好这些测量点，尽量恢复产品的原始状态，按照要求调节好电压、电流等参数，开启仪器设备并进行测试。

4 实验数据的记录

关于实验数据的记录，需要说明的是满足什么条件便可以停止测量：对于实验中没有特别说明的，一般都是做到产品稳定，所谓稳定值的意思就是当温度变化不超过1K/h时，即认为达到稳定温度，当然该要求是指所有的测量点；有些产品的测量时间有特殊要求，可能是几分钟，也可能是几个循环，这就需要具体情况具体分析。一般在型式试验中，必须采用通电5h，这时温度上升到了一个相对稳定的数值了，然后分别在第4个小时和第5个小时的时候分两次对布置的温升点进行测量并记录数值。

5 结论

对于温升实验，重点是实验前的准备工作，而重中之重则是对于背景知识的了解，这其中包括对于整机产品的使用场合，内部电路的原理和结构，元器件的用途和特性等等各方面的理解。再者就是经验的积累可以加快试验速度，提高效率。

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