新版插座溫升試驗方法解析

馬 壯

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院 上海 201114）

引言

溫升是一項重要的安全性能試驗。家用插座的溫升試驗考核的是其電流承載能力。由于插座在正常使用中都會發(fā)熱，熱量會導(dǎo)致插座周圍環(huán)境溫度升高。一方面，發(fā)熱會引起插座外殼材料快速老化，影響使用壽命；另一方面，發(fā)熱嚴重會引起外殼材料軟化變形。如果產(chǎn)品設(shè)計不合理，使用的導(dǎo)體材料電阻太高，電器產(chǎn)品在正常工作時也易造成插座溫升過高甚至變形。嚴重情況下，會引起火災(zāi)事故。因此，溫升項目的考核是保證家用插座安全工作的基礎(chǔ)[1-3]。

溫升試驗?zāi)M插頭和插座實際使用情況，產(chǎn)品通電后發(fā)熱，檢測積累的熱量會不會超標。如果插座在使用過程中發(fā)熱嚴重，溫升過高的話，會造成絕緣材料老化變形，嚴重情況會產(chǎn)生觸電的危險。所以標準要求插座的結(jié)構(gòu)要保證其正常使用時的溫升不會超過規(guī)定值。

現(xiàn)行家用插頭插座的溫升試驗標準GB/T 2099.1-2008對五孔固定式插座溫升試驗要求是，要在每種類型和電流額定值的一個插座上分別進行溫升試驗。也就是單相兩極雙用插座和單相兩極帶接地插座，分別進行溫升試驗。家用五孔固定式插座在實際使用過程中，經(jīng)常會同時插入兩種用電器，比如電熱水壺和手機充電器，但現(xiàn)GB/T 2099.1-2008未要求對單相兩極雙用插座和單相兩極帶接地插座同時使用時進行溫升試驗。

相對而言，新版標準GB/T 2099.1-2021考慮到這種實際使用情況，要求五孔固定式插座，要同時插入兩種試驗插頭通電進行試驗[4]。目前新版標準還沒有正式實施，本文中，為了追蹤新版標準動態(tài)，對新版溫升試驗進行比較深入的分析和討論。

1 檢測方法

新版標準GB/T 2099.1-2021在原有測試方法的基礎(chǔ)上，增加了新的測試方法和技術(shù)要求，主要差異見表1。

表1 溫升試驗的技術(shù)要求對比

新版標準GB/T 2099.1-2021插座溫升檢測步驟如下：

下面以日常生活中最常見的共用端子五孔固定式插座為例，該插座有兩個插座：單相兩極雙用插座和單相兩極帶接地插座。簡述實驗室插座溫升的測試步驟。

1）測試樣品：共用接線端子的五孔固定式插座，額定電流10 A，端子螺釘直徑3.9 mm。

2）插座按標準要求接上標稱橫截面積為1.5 mm2的單芯硬導(dǎo)線，螺釘擰緊力矩為0.8 Nm。為了保證端子的正常冷卻，導(dǎo)線長度大于1 m。

3）插座要模擬實際使用情況，安裝在符合標準要求的暗裝式安裝盒里。

4）插座要用試驗插頭進行試驗，該試驗插頭的插銷應(yīng)為黃銅制品，并應(yīng)具有規(guī)定的最小尺寸[5]。

5）熱電偶在端子上測量溫升，熱電偶用導(dǎo)熱膠水固定插頭插銷的根部。

6）將插頭插入插座，對插座通以標準要求交流試驗電流16 A，溫升試驗通電時間60 min。

2 主要檢測設(shè)備

試驗所用的測試設(shè)備主要有：安捷倫34970A數(shù)據(jù)采集儀，采用T型熱電偶測量溫度，溫度測量精度：±2 %。熱電偶測量端按照IECEE OD-5012操作文件要求熔焊成一體。熱電偶測量端用導(dǎo)熱膠水或壓接方式固定在測量位置。電子負載： PRODIGIT博計3250四通道交流電子負載。交流電源：艾普斯電源AFC-11005G交流變頻電源。

3 檢測結(jié)果及分析：

3.1 對比新老標準相同試驗方法下的溫升數(shù)據(jù)

按GB/T 2099.1-2021條款19.2：試驗期間使電流流經(jīng)中性觸頭和附近的相觸頭，也要使電流流經(jīng)接地觸頭和最接近的相觸頭。所以單相兩極雙用插座，測量L-N的端子溫升；單相兩極帶接地插座，測量L-N和L-E的端子溫升。

單相兩極雙用插座和單相兩極帶接地插座分別進行試驗。試驗插頭選用可拆線插頭，定制插銷，老板標準插銷厚度尺寸1.40 mm；新版標準插銷厚度尺寸1.45 mm，試驗插頭端子采用2.5 mm2硬導(dǎo)線短接。

試驗布置圖見圖1。溫升測試數(shù)據(jù)見表2。

表2 新老標準相同試驗方法下的溫升數(shù)據(jù)

從表2溫升測試數(shù)據(jù)可以看出，在試驗方法和試驗條件都相同的條件下，由于新版標準將試驗插頭的插銷厚度由1.40 mm增加到了1.45 mm，插銷厚度增加可以使插頭插銷與插座插套的接觸更加良好，可以有效降低插座在實際使用過程中的溫升。新版標準增加了插頭插銷的厚度，雖然相應(yīng)的會增加生產(chǎn)廠商的生產(chǎn)成本，但是可以有效的降低用電設(shè)備在使用過程中的溫升，提高了設(shè)備的用電安全，具有一定的社會效益。

3.2 新版標準增加的溫升試驗方法

按GB/T 2099.1-2021條款19.3：對共用接線端子的多位固定式插座，通以1.25倍標準規(guī)定的試驗電流，即20 A，通電時間60 min，按下述方法試驗：將第一個試驗插頭插入一個插座，并通以試驗電流的70 %，即14 A；將第二個試驗插頭插入另一個插座，并且同時吧總試驗電流的余額通給該插頭，即6 A。

試驗插頭選用可拆線插頭，試驗插頭端子連接1.5 mm2軟導(dǎo)線。試驗使用阻性電子負載。總標稱負載在供電電纜上通電，故僅測量端子L-N的端子溫升。

試驗布置圖見圖2。溫升測試數(shù)據(jù)見表3。

表3 新版標準增加的溫升試驗方法下的溫升

從表3溫升測試數(shù)據(jù)可以看出，新版標準按條款19.3，同時插入兩個試驗插頭情況下的最大溫升見表3為：37.2 k。新版標準按條款19.2，試驗所得最大溫升見表2為：35.8 k。按條款19.3測試的兩組溫升組數(shù)據(jù)，有一組大于按條款19.2測試的溫升值，說明19.3的試驗方法是有必要進行的。新版標準增加的條款19.3測試方法，可以有效模擬在實際使用情況中，多位固定式插座同時插入兩種用電設(shè)備的情況。等于增加了插座產(chǎn)品溫升試驗的難度，對生產(chǎn)廠商控制插座產(chǎn)品的溫升提出了更高要求，要使用更好的導(dǎo)電材料，優(yōu)化產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

4 小結(jié)

對比新老標準相同試驗方法下的溫升數(shù)據(jù)可以看出，新版標準增加了插頭插銷的厚度，可以有效的降低用電設(shè)備在使用過程中的溫升，提高了設(shè)備的用電安全。新版標準增加的條款19.3的溫升大于新版標準條款19.2的溫升可以看出，多位固定式插座同時插入兩種試驗插頭進行試驗，是非常有必要的。新版標準增加的溫升測試新方法，完善了老標準的測試漏洞，使得插座產(chǎn)品的溫升檢測更加完善，降低了插座溫升超標的風(fēng)險。