论文部分内容阅读
【摘要】在科技日新月异的今天,灯具产品百花齐放,但是灯具质量问题却此起彼伏,最常见的问题之一就是灯具部件温度超标,那么作为灯具生产者和检测者如何才能精确地检测到灯具的温度呢。我们就从细节入手,从热试验的环境, 热电偶的制作工艺和布置,电阻法测量线圈温度,热试验异常试验操作,不同标准在热试验部分的应用这五个方面来阐述影响灯具热试验的细节因素。
【关键词】热试验;细节;热电偶;电阻法;线圈;标准
热试验是模拟灯具在正常使用条件和异常使用条件下,对灯具各个部件的温度进行测量,并且判断其是否有损安全的试验。热试验过程中可能会出现部件表面温度超标,冒烟起火等现象,所以热试验直接影响使用安全,在灯具的整个安规检测中十分重要。要准确测量到灯具的温度也是一门很深的学问,要注意的细节是多方面的。
细节决定成败,下面就从热试验的环境, 热电偶的制作工艺和布置,电阻法测量线圈温度,热试验异常试验操作,不同标准在热试验部分的应用,这五个细节具体阐述注意点。
1.热试验环境
灯具应在密闭的防风罩内进行试验,防风罩的设计是要避免环境温度的剧烈变化。适宜于表面安装的灯具应模拟使用条件装在的相应的安装表面上。整个环境必须全黑的,包括里面的设备用线和试验用线,以及灯具安装支架都应该是黑色的,特别是注意的细节是,如软管灯应缠绕于普通可燃材料表面,我们用的木制圆筒也是涂成黑色的;如儿童感兴趣灯具异常试验时应用毛毡覆盖其表面,其中毛毡也应该是深色的;如嵌入式灯具应嵌入安装在支架内,其支架也要求是黑色的。黑色的环境有利于观察有无冒烟起火等现象,并能更好的吸收光线,防止反光影响热试验的试验精度。
试验时应保持环境温度稳定,根据IEC60598-1通用标准的规定,环境温度应在25℃±5℃范围内,若冬季和夏季开了空调后,待环境温度稳定后,再进行测试。试验人员应在试验开始后关上防风罩的门。试验时,环境温度应该保持每小时上下浮动不能超过 1℃。
2.热电偶法的制作工艺和布置
热试验中最常用的温度测量方法是热电偶法。热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应, 即两种不同成分的导体两端连接成回路,如两连接端温度不同,则在回路内产生热电流的物理现象。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,一端与温度记录仪相连,一端直接用来测量介质温度。热电偶法测试中最重要的两个内容就是热电偶的制作工艺和布置,其细节阐述如下:
首先,将热电偶外层绝缘皮拉出15mm(从头部量起),将金属丝绝缘皮剥除1.5mm,见下图。两个金属丝的头部搭接在一起,并成120°角。
使用高温氧焊对热电偶头部进行迅速焊接,注意热电偶的保护。焊接过程中采用惰性气体进行周围保护,防止热电偶头部掺入其它异物或气体。
然后,热电偶的布置以尽可能不影响灯具被测量表面的导热和散热条件为原则。根据被测量面的材料、形状及所处位置,选择采用胶水粘合或采用胶带粘合,粘合后,应保证热电偶可靠粘合于被测试表面。为防止热电偶脱离原位,若条件允许,可采用捆扎带或其它方法进行辅助固定。布点完成后,在试验开始前,进行扫描检查,确认各点温度显示正常。其中要特别注意的是:在带电体上布置热电偶严禁使用YOKOGAWA DR系列记录仪,只能使用CHINO AH系列记录仪,且布点时必须确认热电偶端部连接完好!否则会造成所有温度点整体漂动,甚至会损坏记录仪。
布点位置:灯具的工作位置应是在工作中受热最多的位置。所以试验时应根据标准规定受试的部位寻找其最热点。如电子镇流器外壳应布置在邻近电感线圈的外表面,如灯串的受照面应选在灯泡的钨丝下面,如灯座接点应布置在灯座弹簧铜片下面(用绝缘胶布将热电偶头部金属裹一圈,防止与带电体接触),如电源线应布置在灯具入口处的线缆上,如灯具的安装面应布置在试验板的铜片上。很多布点经验是试验人员长期摸索和反复实践得来。
3.电阻法测量线圈温度
电阻法是热电偶测试法之外的另一种测试方法,适用带线圈的灯具,如电机,变压器,镇流器等。电阻法测试的细节有三点。一是测试环境。灯具在较长时间内不通电,以保证整个灯具,包括镇流器的线圈,在一个基本不变的环境(t1)下稳定,在这段时间内环境温度(t1)变化不应超过3℃。二是推算电阻。试验结束后,切断电源,记下该时刻,立即将镇流器与惠斯登电桥相连接。尽快测量电阻,并记录相应的时刻。并在镇流器冷却过程中按适当的时间间隔继续测量电阻,记录下每个测量的时刻。这些测量数据可绘出一根时间/电阻的曲线,用外推法推算出断电瞬间的热态电阻(R2)。三是用公式法应用。由于铜的电阻正比于温度,此温度以-234.5℃作参考点测量的,热态温度t2可用下列公式,从热态电阻R2与冷态电阻R1之比计算出来: 与铜线圈有关的常数是234.5,铝常数是229。因此,对于铜线圈来说t2=R2/R1(t2+234.5)-234.5,温升就是计算得到的温度t2与结束时的环境温度t3之差,即温升=(t2-t3)K
4.热试验异常试验操作
灯具中的热试验分为正常工作和异常工作两种情况。异常工作的热试验是模拟灯具在各种工作条件下,灯具可能出现的异常现象。试验时,一要观察灯具有无冒烟起火现象,比如节能灯的去激活试验,要仔细观察有无火焰从灯具外壳冒出来。二要观察灯具的电流值和功率值是否有变化,如变压器次级短路试验,应记录热熔断体起作用瞬间的电流值。三要查看温度记录纸上所有测试点是否超过标准规定温度,灯具内的接线是否变得不安全。试验后,考核其抗电击性能是否合格。
5.不同标准在热试验部分的应用
出口到IEC成员国的灯具的检测依据是IEC60598的标准。在IEC的灯具标准中,每类灯具都会有相应的特标,典型的有固定式灯具,嵌入式灯具,灯串,普通可移式灯具,儿童感兴趣可移式灯具,舞台灯具和庭院用灯具等,也有些灯具要采用两个甚至两个以上标准结合使用。标准不同,测试方法不同;标准相同,灯具不同,测试方法也可能不同。测试方法有诸多因素组成,如:工作电压不同,安装方式不同,测试点不同,温度限值也不同,而监测点常常作为材料试验的参考点也是不同的。例如:钨丝灯具是在额定功率的1.05倍下测试,带变压器的钨丝灯具是在额定电压的1.06倍下测试。
总而言之,灯具的热试验是灯具安规检测中一项需要精准测量的试验项目。只有不断深入学习测试标准,注重测试细节,不断总结经验,才能得出更加精确的结论。
【参考文献】
[1]IEC 60598-1:2008 [S] 灯具一般要求与试验
[2]IEC60598-2-1:1979+A1:1987[S] 固定式灯具通用灯具安全要求
[3]IEC60598-2-10:2003[S]儿童用可移式灯具
[4]IEC60598-2-20:1996+A1:1998+A2:2002[S]灯串
[5]IEC 60598-2-6:1994[S] 带内装式钨丝灯变压器或转换器的灯具
[6]IEC60598-2-2:1996+A1:1997[S]嵌入式灯具
【关键词】热试验;细节;热电偶;电阻法;线圈;标准
热试验是模拟灯具在正常使用条件和异常使用条件下,对灯具各个部件的温度进行测量,并且判断其是否有损安全的试验。热试验过程中可能会出现部件表面温度超标,冒烟起火等现象,所以热试验直接影响使用安全,在灯具的整个安规检测中十分重要。要准确测量到灯具的温度也是一门很深的学问,要注意的细节是多方面的。
细节决定成败,下面就从热试验的环境, 热电偶的制作工艺和布置,电阻法测量线圈温度,热试验异常试验操作,不同标准在热试验部分的应用,这五个细节具体阐述注意点。
1.热试验环境
灯具应在密闭的防风罩内进行试验,防风罩的设计是要避免环境温度的剧烈变化。适宜于表面安装的灯具应模拟使用条件装在的相应的安装表面上。整个环境必须全黑的,包括里面的设备用线和试验用线,以及灯具安装支架都应该是黑色的,特别是注意的细节是,如软管灯应缠绕于普通可燃材料表面,我们用的木制圆筒也是涂成黑色的;如儿童感兴趣灯具异常试验时应用毛毡覆盖其表面,其中毛毡也应该是深色的;如嵌入式灯具应嵌入安装在支架内,其支架也要求是黑色的。黑色的环境有利于观察有无冒烟起火等现象,并能更好的吸收光线,防止反光影响热试验的试验精度。
试验时应保持环境温度稳定,根据IEC60598-1通用标准的规定,环境温度应在25℃±5℃范围内,若冬季和夏季开了空调后,待环境温度稳定后,再进行测试。试验人员应在试验开始后关上防风罩的门。试验时,环境温度应该保持每小时上下浮动不能超过 1℃。
2.热电偶法的制作工艺和布置
热试验中最常用的温度测量方法是热电偶法。热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应, 即两种不同成分的导体两端连接成回路,如两连接端温度不同,则在回路内产生热电流的物理现象。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,一端与温度记录仪相连,一端直接用来测量介质温度。热电偶法测试中最重要的两个内容就是热电偶的制作工艺和布置,其细节阐述如下:
首先,将热电偶外层绝缘皮拉出15mm(从头部量起),将金属丝绝缘皮剥除1.5mm,见下图。两个金属丝的头部搭接在一起,并成120°角。
使用高温氧焊对热电偶头部进行迅速焊接,注意热电偶的保护。焊接过程中采用惰性气体进行周围保护,防止热电偶头部掺入其它异物或气体。
然后,热电偶的布置以尽可能不影响灯具被测量表面的导热和散热条件为原则。根据被测量面的材料、形状及所处位置,选择采用胶水粘合或采用胶带粘合,粘合后,应保证热电偶可靠粘合于被测试表面。为防止热电偶脱离原位,若条件允许,可采用捆扎带或其它方法进行辅助固定。布点完成后,在试验开始前,进行扫描检查,确认各点温度显示正常。其中要特别注意的是:在带电体上布置热电偶严禁使用YOKOGAWA DR系列记录仪,只能使用CHINO AH系列记录仪,且布点时必须确认热电偶端部连接完好!否则会造成所有温度点整体漂动,甚至会损坏记录仪。
布点位置:灯具的工作位置应是在工作中受热最多的位置。所以试验时应根据标准规定受试的部位寻找其最热点。如电子镇流器外壳应布置在邻近电感线圈的外表面,如灯串的受照面应选在灯泡的钨丝下面,如灯座接点应布置在灯座弹簧铜片下面(用绝缘胶布将热电偶头部金属裹一圈,防止与带电体接触),如电源线应布置在灯具入口处的线缆上,如灯具的安装面应布置在试验板的铜片上。很多布点经验是试验人员长期摸索和反复实践得来。
3.电阻法测量线圈温度
电阻法是热电偶测试法之外的另一种测试方法,适用带线圈的灯具,如电机,变压器,镇流器等。电阻法测试的细节有三点。一是测试环境。灯具在较长时间内不通电,以保证整个灯具,包括镇流器的线圈,在一个基本不变的环境(t1)下稳定,在这段时间内环境温度(t1)变化不应超过3℃。二是推算电阻。试验结束后,切断电源,记下该时刻,立即将镇流器与惠斯登电桥相连接。尽快测量电阻,并记录相应的时刻。并在镇流器冷却过程中按适当的时间间隔继续测量电阻,记录下每个测量的时刻。这些测量数据可绘出一根时间/电阻的曲线,用外推法推算出断电瞬间的热态电阻(R2)。三是用公式法应用。由于铜的电阻正比于温度,此温度以-234.5℃作参考点测量的,热态温度t2可用下列公式,从热态电阻R2与冷态电阻R1之比计算出来: 与铜线圈有关的常数是234.5,铝常数是229。因此,对于铜线圈来说t2=R2/R1(t2+234.5)-234.5,温升就是计算得到的温度t2与结束时的环境温度t3之差,即温升=(t2-t3)K
4.热试验异常试验操作
灯具中的热试验分为正常工作和异常工作两种情况。异常工作的热试验是模拟灯具在各种工作条件下,灯具可能出现的异常现象。试验时,一要观察灯具有无冒烟起火现象,比如节能灯的去激活试验,要仔细观察有无火焰从灯具外壳冒出来。二要观察灯具的电流值和功率值是否有变化,如变压器次级短路试验,应记录热熔断体起作用瞬间的电流值。三要查看温度记录纸上所有测试点是否超过标准规定温度,灯具内的接线是否变得不安全。试验后,考核其抗电击性能是否合格。
5.不同标准在热试验部分的应用
出口到IEC成员国的灯具的检测依据是IEC60598的标准。在IEC的灯具标准中,每类灯具都会有相应的特标,典型的有固定式灯具,嵌入式灯具,灯串,普通可移式灯具,儿童感兴趣可移式灯具,舞台灯具和庭院用灯具等,也有些灯具要采用两个甚至两个以上标准结合使用。标准不同,测试方法不同;标准相同,灯具不同,测试方法也可能不同。测试方法有诸多因素组成,如:工作电压不同,安装方式不同,测试点不同,温度限值也不同,而监测点常常作为材料试验的参考点也是不同的。例如:钨丝灯具是在额定功率的1.05倍下测试,带变压器的钨丝灯具是在额定电压的1.06倍下测试。
总而言之,灯具的热试验是灯具安规检测中一项需要精准测量的试验项目。只有不断深入学习测试标准,注重测试细节,不断总结经验,才能得出更加精确的结论。
【参考文献】
[1]IEC 60598-1:2008 [S] 灯具一般要求与试验
[2]IEC60598-2-1:1979+A1:1987[S] 固定式灯具通用灯具安全要求
[3]IEC60598-2-10:2003[S]儿童用可移式灯具
[4]IEC60598-2-20:1996+A1:1998+A2:2002[S]灯串
[5]IEC 60598-2-6:1994[S] 带内装式钨丝灯变压器或转换器的灯具
[6]IEC60598-2-2:1996+A1:1997[S]嵌入式灯具