GB14048.4交流接触器温升试验

交流接触器温升试验浅析

电器在工作时，由于电流通过导体和线圈而产生电阻损耗，而这些损耗几乎全部转变为热能。这些热能将影响电器工作的可靠性和使用寿命。

电器产品中的金属材料在温度高达一定数值以后，其机械强度会显著降低。另外电器的触头材料，除考虑机械强度外还要考虑它的氧化问题。一般金属材料的氧化物（银除外）都是电阻率很高的半导体，如铜触头氧化后的接触电阻将增大几十至几百倍，而且氧化的速度与触头的温度有关，当触头温度高于70～80℃时，氧化便会开始剧烈起来。还有电器产品绝缘材料的绝缘强度随温度的升高也会逐渐降低，当绝缘材料的温度超过极限温度时，材料急剧老化。温度越高则老化越快，寿命也就越短。

由于电器产品的材料在温度超过一定数值后其上述性能要变坏，因此为保证电器工作的可靠性和使用寿命，根据材料的机械和绝缘等性能的条件，对电器发热部件的温升允许极限值有明确的规定。温升试验就是测量电器的一些部件在规定的工作条件下的温升值。因此温升试验是试验中一个重要的安全检验项目。本文将根据GB14048.4-2010的规定，讨论交流接触器温升试验的要求和方法，以及测量过程中的有关影响因素。

交流接触器工作时的热源包括主回路和电磁系统两部分，主回路发热包括电流流过回路导体时的损耗、动静触头接触电阻的损耗以及连接导线和接线端的损耗；电磁系统发热包括线圈和分磁环的损耗以及铁磁体的损耗。因此根据标准规定交流接触器的温升试验主要涉及以下几个方面：接线端子的温升，易接近部件的温升，线圈和电磁铁绕组的温升。

一、交流接触器的温升试验要求

在GB14048.4-2010中，对交流接触器的发热部件规定了温升允许极限值。根据规定的试验方法进行试验，所测得的电器各部件温升应不超过以下有关规定值。

1、接线端子的温升

接线端子是用来与外部电路进行连接的电器部件，对于交流接触器来说主要包括主电路的接线端子和辅助电路的接线端子。两种接线端子的温升不应超过GB14048.1-2006表2的规定值。

2、易接近部件的温升

易接近部件是指产品安装后在日常运行工作时人体易接近的电器部件，易接近部件的温升不应超过GB14048.1-2006表3的规定值。

3、线圈和电磁铁绕组的温升

工作制主电路温升的试验电流

（9.3.3.3.4）

线圈和电磁铁绕组的温升

（9.3.3.3.6）

8h工作制Ith

与主电路温升同时进行不间断工作制Ie

断续周期工作制Ie 除了与主电路温升同时进行试验外，还应根据其工作制的级别进行试验，试验时主电路不通电。

短时工作制或周

期工作制

Ie 在主电路不通电时进行试验

备注：Ith：约定自由空气发热电流（见5.3.2.1）Ie：额定工作电流（见5.3.2.5）

绝缘材料，应符合绝缘材料耐热分级，应不超过GB14048.4-2010表5的规定值。

绝缘材料等级（根据GB/T11021-2007）

电阻法测得的温升极限/K

线圈在空气中线圈在油中

A 85 60

E 100 60

B 110 60

F 135 -

H 160 -

二、交流接触器的温升试验方法

温升试验的基本方法有以下几种：热电偶法、电阻法、接触式温度计法、非接触式温度计法。交流接触器的温升试验过程中我们要根据不同的测量要求，采用相应的测量方法。

1、接线端子和易接近部件表面温度的测量

交流接触器的接线端子和易接近部件的温升试验是测量它们的表面温度，应采用合适的温度检测器测量其可能达到最高温度部位的温度。温度检测可以采用热电偶法，一定条件下也可以采用温度计。

（1）用温度计测量

温度计的优点是构造简单、价格便宜；缺点是读数不便，热惯性大且易损坏。由于温度计必须放置在电器部件上，以测量该点的最高温度，因此只能在被测部位有足够大的触及面积且可以紧密接触，同时其温度也不会因温度计的存在而发生明显变化，并且不会损坏电器的外壳或破坏其正常工作位置的情况下使用。然而，由于接触器接线端子和易接近部件的跟温度计的触及面积太小，所以在接触器的温升试验中不采用温度计进行测量。

（2）用热电偶测量

热电偶具有尺寸小、便于放置，热惯性小、对被测点温升影响小、制造和使用方便等优点，在电器温升试验中广泛用来测量温度。热电偶用于测量温度是利用了导体的热电效应。所谓热点效应就是：当导体两端温度不平衡时就会在导体两端产生一定的电势，不同导体产生的电势是不同的，如果把两种不同导体（分别表示热电偶的阳极和阴极）。的一端焊接到一起作为探测端，而将另一端（不焊在一起）作为采用端，这样在采样端就形成一定的电位差，这个电位差的大小是随探测端的温度变化而变化的。

热电偶的固定。固定热电偶的工作端时，应使其与被测部件表面之间有良好地热传导，且尽可能不影响被测点的温升。通常用以下3种方法固定：

A.钻孔埋入法。先在被测点上钻一个小孔，孔的深度和直径略大于热电偶的工作端，然后将焊好的热电偶工作端放入孔中，四周用冲子冲挤固定或用导热性好的材料填充塞紧。

B.锡焊固定法。用锡将热电偶工作端焊在被测点上，焊点不宜太大，表面要光滑，以盖住热电偶工作端免受气流影响为限。

C.胶粘固定法。将热电偶的工作端用薄薄一层快干胶（目前普遍采用502胶）压在被测点上，待其固化后即可。

以上三种固定方法的测温有一定的测温极限。目前502胶的耐热性较差，极限使用温度在80～100℃左右，因此胶粘固定法的测温范围一般在80℃以下；锡焊固定法可用在焊锡的软化温度（160℃）以下；钻孔埋入法可用到200℃。因此根据以往的试验数据，对于交流接触的接线端子和易接近部件表面温度的测量用热电偶进行胶粘固定法测量可以准确的测量它们的表面温度。

2、线圈和电磁铁绕组温度的测量

线圈内部的温度分布是不均匀的，国家标准规定线圈的温度测量一般用电阻法。电阻法测得的是线圈平均温度，故只能间接反映线圈内部发热情况。用电阻法测量线圈平均温度，是利用金属导体电阻随温度变化的现象，线圈电阻与周围空气温度的关系如公式（1）所示：

()()1211

125.234R R -R T T T T --+=∆…………………………（1） T ∆=线圈绕组温升，K ；

R 1=测量开始时线圈冷态电阻，Ω；

R 2=测量结束时线圈热态电阻，Ω；

T 1=测量开始时周围空气温度，℃；

T 2=测量结束时周围空气温度，℃；

线圈的电阻常用电桥来测量，线圈冷态电阻在温升试验开始前测量，线圈温度与周围空气温度的差异不应超过3K ，线圈热态电阻应在温升试验结束后立即测量。