负载对插座温升影响的比对分析

赵攀攀 吴 伟 沈子韬

（浙江方圆检测集团股份有限公司 杭州 310018）

引言

随着越来越多的智能家电进入家庭，电器的使用已经对人们的生活产生了深远的影响。人们从最初满足生活需要，到现在追求品质，许多电气附件产品从结构到材料、设计均有了巨大的改变，唯一不变的就是电气安全。

检测行业作为市场产品的监督者，对电气安全的检查更是重中之重。插座作为生活、生产中常见的电器附件，插座产品的安全关系着所有使用者的生命财产安全，因此对于插座产品的检测需要更加严格的要求。温升参数作为插座产品质量检测最主要的指标之一，数值的大小直接与样品是否安全挂钩。

在实际使用的情况下，插座上均会接有一定的电器作为负载，在220 V的条件下运行；而在检测过程，依据GB/T 2099.1中第19章温升的标准，插座的温升试验仅对试验电流有明确的规定，试验中也基本以无负载的情况下进行温升的测量。此外，近几年业内对于负载电压的是否会对插座温升造成一定的影响始终存在争议[1]，没有较为系统的结论。

为此,本文通过三台不同的温升台进行检测，比对无负载与有负载对同一插座温升的影响，进一步分析不同电压是否会对插座温升产生影响。

1 试验

1.1 试验材料

本文试验样品采用德力西E086ZS 2103170型号的家用单相两极带接地暗装式插座（如图1所示），额定电流为10 A，额定电压为250 V～。样品螺纹直径为3.8 mm，依据标准规定，扭力螺丝刀扭矩应设定为0.8 N·m。

图1 试验所使用的样品

试验所使用的温升台编号分别为3060DA06、12181DA17、12163CA17。每次使用的测试导线均为1 100 mm，接温升台端剥线30 mm，接端子端剥线10 mm；每次试验所使用的标准松木盒均相同，松木盒内留有90 mm长的导线；测试时间均为1 h，同时为消除氧化层对试验温升的影响，各处接线点均利用400目砂纸进行了15次的打磨，以确保温升数据准确可靠。具体试验准备数据如表1所示。

表1 试验准备的各项数值

表2 试验初始环境温度T0（℃）

1.2 试验主要内容

本文以研究分析有无负载是否会在检测过程中对同一插座温升造成影响为主要目的，主要研究，在其余条件相同的情况下下，给同一型号的插座样品接上负载是否会导致温升数据有所不同。

本试验主要分为两部分：

1）在试验电流及试验电压相同的条件下进行不同温升台间比对。通过对比3060DA06及12181DA17插座开关温升测试台，测试同一组样品L-N极之间的温升，判断温升台是否会对试验造成一定的影响，为进一步消除试验后热电偶显示数据的误差做准备。

试验要求样品在一定时间内的空间变化稳定性要好，确保各温升台测试结果的差异中尽可能不包含样品对试验的影响。除温升台之外，导线、试验电流、测试时间等应尽可能保持一致，确保试验在相同或误差允许范围内的环境下进行。

2）在试验电流及试验设备相同的条件下，不同电压间比对。通过对比12163CA17温升台所做的实载温升及3060DA06与12181DA17温升台所做的无负载温升，测试不同有负载和无负载的不同情况下，同一组样品间L-N极的温升，以进一步得出试验所需要的温度比对数据。试验要求样品稳定性较好。除电压外，导线、试验电流、测试时间等应尽可能保持一致，确保试验在相同或误差允许范围内的环境下进行。

1.3 试验结果修正

在完成试验后，由于试验初始环境温度T0存在着一定的偏差，需要对温升后的温度进行一定的修正。本试验中，以三台温升设备初始环境温度最低者为基准，对温升试验稳定后热电偶所显示的温度数据进行修正，再利用修正后的值进行进一步的比对判断。具体修正公式如下：

式中：

T0—试验的初始环境温度；

T01—温度较高值；

T02—温度基准温度；

T—热电偶所显示的温升后稳定温度；

T1—经过修正后的温升后温度，即需要进行比对分析的温度数据。

1.4 认定无影响的条件

本文主要对有无负载是否会在检测过程中对同一插座温升造成影响进行分析。首先需要明确如何认定为无影响。通过文献资料了解到，徐倩，金伟斌[2]在对插座温升不确定度的分析中，温升测试系统的不确定度为1.28 K，即单点温升数据应表示为：

式中：

t(测)—试验的得出的温升数据；

t—包含系统不确定度后的温升数据。

由此，参考徐倩等人文章内容，本次试验中首先对所使用的温升台进行不确定度计算。通过对同一组样品的测试分析，三台温升检测设备的不确定度分别为1.44 K、1.35 K、1.10 k。

由此，为进一步检验试验结果，本文以单一极三组数据的平均值作为基础数据，若各温升台的温升数据均在各自的不确定度范围内，则认定插座温升试验操作正确，试验数据准确。在此条件下，以修正后的所有数据平均值为基础，若修正后的温度数据与平均值的差值在±1 ℃内，则判断温度数值无明显影响。

2 试验数据处理

2.1 试验原始数据

试验依据标准GB 2099.1-2008中有关暗装插座温升试验的规定进行安装，按要求将热电偶的测量端固定在插座L、N两个端子测量点上，另悬空一根单独的热电偶用于采集环境温度数据。本试验中每一组试验均采用三只完全相同且全新拆封的样品，编号为1、2、3 8、9，分别记录每一只样品L极与N极的实际温升后温度数据。

1）试验初始温度

依据标准，在持怀疑的态度下进行试验，由此确定试验的初始温度均需在25.00 ℃以下，试验中实际的环境温度符合温升试验的要求。同时，由于试验的初始环境温度T0存在偏差，试验所测得的数据需要以最低环境温度24.56 ℃为基准，进行进一步的修正。

2）试验实际测量温度

表3的数据为，在无负载状态下，通过两台不同的温升设备进行温升试验的试验数据。其中3060DA06为恒压源，12181DA17为恒流源。试验过程中试验电流基本稳定在10 A，存在细微的波动，对整体的试验结果并无明显影响，因此在本试验中忽略不计。

表3 温升后实测温度T（℃）（无负载）

表4数据为，在接通负载的状态下，通过12163CA17温升台测试的试验数据。通过调节负载使样品处于250 V交流电、10 A电流的情况下进行测试，负载运行过程中所产生的热量已通过试验室空调进行调整，因此可忽略不计。

表4 温升后实测温度T（℃）（有负载）

2.2 试验数据修正

由于测试的环境温度存在差异，因此以3060DA06温升台的最低环境温度24.56 ℃为基准，对其余两处进行修正。具体修正结果如表5所示。

表5 温升后修正温度T1（℃）

表5数据显示，修正后的温度数据稳定在36.06～37.66 ℃之间，平均值为37.03 ℃，并未出现负载对温度数据有较大影响的情况。

3 结果分析与讨论

1）从试验数据上来看，3060DA06与12181DA17两台温升设备虽差别不大，但在试验过程中，由于3060DA06温升台为恒压源，在实际测试过程中观察到电流在9.88 ～10.23 A之间存在波动，输出电流的稳定性有所不足；但温升测试的结果数据在该设备的不确定度范围内，可以认定实验所测得的温度数据准确。

2）试验中通过对照试验的方法，首先利用两组试验数据，比对消除恒流源与恒压源的区别对温升造成的影响，同时获取无负载温升的数据。再利用三台不同的温升设备比对分析负载对于温升的影响，从图2可知，在样品稳定性较好的情况下，所有温升试验后的稳定温度均分布在37±1 ℃的范围内，有无负载对于温升试验检测结果的影响并不明显。

图2 修正后温度数据分布图

3）样品L极温度平均值为37.05 ℃，最大值为37.66 ℃，最小值为36.06 ℃，最大最小差值为1.60 ℃；N极温度平均值为37.01 ℃，最大值为37.56 ℃，最小值为36.26 ℃，最大最小差值为1.30 ℃。若以各自平均值为基础，所有的数值均在不确定度的范围内，可以认定实验数值准确可靠。在此基础上确定有无负载对温升试验无明显影响。