熔斷器座耐異常熱和耐燃檢測(cè)技術(shù)研究

熔斷器座作為電路保護(hù)系統(tǒng)中的關(guān)鍵連接部件，其安全可靠性直接關(guān)系到整個(gè)電氣設(shè)備在故障狀態(tài)下的表現(xiàn)。尤其是在異常發(fā)熱或潛在電弧引發(fā)起火風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，熔斷器座必須具備抵抗這些極端條件的能力。因此，耐異常熱和耐燃檢測(cè)成為評(píng)估其材料性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安全等級(jí)的核心環(huán)節(jié)。

一、 檢測(cè)項(xiàng)目

耐異常熱和耐燃檢測(cè)主要包含以下幾個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)目，旨在模擬實(shí)際使用中可能出現(xiàn)的非正常工況：

1. 球壓試驗(yàn)

   • 項(xiàng)目解釋：該試驗(yàn)用于評(píng)估絕緣材料在異常受熱條件下抵抗軟化的能力。試驗(yàn)時(shí)，將一個(gè)規(guī)定壓力（如20 N）下的特定尺寸鋼球（如半徑2.5 mm）壓緊于被測(cè)試樣表面，并置于規(guī)定溫度的加熱箱中。經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)間（通常為1小時(shí)）后移除球壓裝置，測(cè)量試樣表面壓痕的直徑。壓痕直徑不得超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值（如2.0 mm），以證明材料在高溫下具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，不會(huì)因軟化而導(dǎo)致帶電部件移位或引發(fā)短路。

2. 灼熱絲試驗(yàn)

   • 項(xiàng)目解釋：該試驗(yàn)?zāi)M由故障電流產(chǎn)生的過(guò)熱或電阻發(fā)熱部件（如灼熱的元件）對(duì)絕緣材料可能造成的熱應(yīng)力影響。試驗(yàn)使用一個(gè)用電加熱到規(guī)定溫度（例如550℃、650℃、750℃、850℃或960℃）的鎳鉻絲環(huán)（灼熱絲），以規(guī)定壓力接觸試樣特定時(shí)長(zhǎng)（通常為30秒）。試驗(yàn)期間和之后，需觀察和記錄試樣的燃燒行為、灼熱絲移開(kāi)后火焰持續(xù)時(shí)間和試樣燃燒熄滅時(shí)間，以及是否點(diǎn)燃下方的鋪底層。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，試樣不應(yīng)產(chǎn)生持續(xù)燃燒，或燃燒在規(guī)定時(shí)間內(nèi)自行熄滅。

3. 針焰試驗(yàn)

   • 項(xiàng)目解釋：該試驗(yàn)?zāi)M設(shè)備內(nèi)部因故障條件可能產(chǎn)生的小火焰，用以評(píng)估部件在小火焰作用下的阻燃性能。試驗(yàn)使用一個(gè)特定尺寸的燃燒器，通過(guò)燃燒特定氣體產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)化的試驗(yàn)火焰（高度約12 mm）?；鹧姘匆?guī)定時(shí)間（例如5s、10s、20s）施加于試樣的預(yù)定位置。試驗(yàn)后，評(píng)估試樣的燃燒程度、火焰蔓延速度以及滴落物是否引燃鋪底層。其合格判據(jù)與灼熱絲試驗(yàn)類似，要求試樣不持續(xù)燃燒或燃燒時(shí)間極短。

4. 熱絲引燃試驗(yàn)

   • 項(xiàng)目解釋：此試驗(yàn)與灼熱絲試驗(yàn)原理類似，但通常用于評(píng)估材料在特定功率和時(shí)間的電熱絲直接接觸下的引燃特性。將一段預(yù)熱的電阻絲纏繞或接觸試樣，通以規(guī)定電流使其達(dá)到特定溫度或功率，維持標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。觀察試樣是否被引燃以及后續(xù)的燃燒行為。

5. 耐漏電起痕試驗(yàn)

   • 項(xiàng)目解釋：該試驗(yàn)主要評(píng)估絕緣材料表面在電場(chǎng)和電解液污染聯(lián)合作用下，抵抗形成漏電痕跡并發(fā)展為導(dǎo)電通路的能力。雖然此項(xiàng)目更側(cè)重于電性能，但與材料的耐燃性和耐碳化能力密切相關(guān)。試驗(yàn)時(shí)，在材料表面兩個(gè)電極間滴加特定濃度的氯化銨溶液，并施加電壓。通過(guò)測(cè)量其耐漏電起痕指數(shù)（CTI）或比較漏電起痕指數(shù)（PTI）來(lái)評(píng)價(jià)。CTI/PTI值越高，表明材料在污穢和潮濕環(huán)境下抗漏電起痕和由此引發(fā)局部過(guò)熱甚至起火的能力越強(qiáng)。

二、 檢測(cè)范圍

需要進(jìn)行耐異常熱和耐燃檢測(cè)的樣品范圍廣泛，主要涵蓋各類電氣設(shè)備中安裝和支持熔斷器的部件：

• 符合特定安全標(biāo)準(zhǔn)的管狀熔斷器座

• 微型熔斷器座及底座

• 電力熔斷器支持件

• 汽車用熔斷器座

• 軌道安裝式熔斷器座

• 熔斷器式隔離開(kāi)關(guān)的底座部分

• 其他用于固定、連接和絕緣熔斷器的專用端子、支架及外殼。

三、 標(biāo)準(zhǔn)方法

國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)體系為上述檢測(cè)項(xiàng)目提供了詳細(xì)的試驗(yàn)程序和合格判據(jù)。

• 國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)：

  • IEC 60695-2-10：著火危險(xiǎn)試驗(yàn) 第2-10部分：基于灼熱/發(fā)熱絲的試驗(yàn)方法 灼熱絲裝置和通用試驗(yàn)程序。

  • IEC 60695-2-11：著火危險(xiǎn)試驗(yàn) 第2-11部分：基于灼熱/發(fā)熱絲的試驗(yàn)方法 成品的灼熱絲可燃性試驗(yàn)方法。

  • IEC 60695-2-12：著火危險(xiǎn)試驗(yàn) 第2-12部分：基于灼熱/發(fā)熱絲的試驗(yàn)方法 材料的灼熱絲可燃性試驗(yàn)方法。

  • IEC 60695-11-5：著火危險(xiǎn)試驗(yàn) 第11-5部分：試驗(yàn)火焰 針焰試驗(yàn)方法 裝置、確認(rèn)試驗(yàn)方法和導(dǎo)則。

  • IEC 60695-10-2：著火危險(xiǎn)試驗(yàn) 第10-2部分：不正常熱 球壓試驗(yàn)。

  • IEC 60112：固體絕緣材料耐電痕化指數(shù)和相比電痕化指數(shù)的測(cè)定方法。

• 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：

  • GB/T 5169.10~GB/T 5169.13 系列標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)應(yīng)并等效采用IEC 60695-2-10~IEC 60695-2-13的灼熱絲相關(guān)試驗(yàn)方法。

  • GB/T 5169.5：對(duì)應(yīng)并等效采用IEC 60695-11-5的針焰試驗(yàn)方法。

  • GB/T 5169.21：對(duì)應(yīng)并等效采用IEC 60695-10-2的球壓試驗(yàn)方法。

  • GB/T 4207：對(duì)應(yīng)并等效采用IEC 60112的耐漏電起痕試驗(yàn)方法。

• 行業(yè)及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：

  • 具體產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)如 GB/T 13539（低壓熔斷器）、UL 248（低壓熔斷器）、IEC 60269（低壓熔斷器）等，會(huì)引用上述基礎(chǔ)安全標(biāo)準(zhǔn)，并針對(duì)熔斷器座規(guī)定具體的試驗(yàn)嚴(yán)酷等級(jí)（如灼熱絲試驗(yàn)溫度）和特殊要求。

四、 檢測(cè)儀器

執(zhí)行上述檢測(cè)項(xiàng)目需依賴專門的儀器設(shè)備：

1. 球壓試驗(yàn)裝置

   • 功能：主要由加熱箱、加載裝置（保證20 N±0.2 N的力）、標(biāo)準(zhǔn)鋼球壓頭及支撐座組成。其功能是提供穩(wěn)定且均勻的試驗(yàn)溫度環(huán)境，并對(duì)試樣施加精確的恒壓載荷。

2. 灼熱絲試驗(yàn)儀

   • 功能：核心部件為可精確控制溫度的灼熱絲環(huán)及其加熱控制系統(tǒng)。儀器還包括試樣夾持裝置、施加規(guī)定壓力的機(jī)械運(yùn)動(dòng)單元、以及計(jì)時(shí)器。部分設(shè)備集成火焰高度測(cè)量尺和鋪底層。其主要功能是模擬過(guò)熱元件與試樣接觸，并客觀評(píng)價(jià)試樣的可燃性。

3. 針焰試驗(yàn)儀

   • 功能：包括產(chǎn)生穩(wěn)定針狀試驗(yàn)火焰的燃燒器系統(tǒng)、可精確控制施焰時(shí)間的自動(dòng)計(jì)時(shí)和移動(dòng)裝置、試樣夾具以及規(guī)定的鋪底層。用于評(píng)定設(shè)備內(nèi)部小火焰對(duì)部件的影響。

4. 熱絲引燃試驗(yàn)儀

   • 功能：與灼熱絲試驗(yàn)儀原理接近，但更側(cè)重于通過(guò)電流和電阻控制來(lái)模擬特定發(fā)熱條件。包含可編程電源、標(biāo)準(zhǔn)電阻絲、試樣夾持和電流/溫度監(jiān)控系統(tǒng)。

5. 耐漏電起痕試驗(yàn)儀

   • 功能：主要由電極系統(tǒng)（兩個(gè)鉑金電極）、滴液裝置（能按標(biāo)準(zhǔn)間隔和時(shí)間精確滴加電解液）、可調(diào)高壓電源以及電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成。用于在污染條件下定量評(píng)估絕緣材料的表面抗電痕化能力。

綜上所述，熔斷器座的耐異常熱和耐燃檢測(cè)是一個(gè)系統(tǒng)性的安全評(píng)估過(guò)程，涉及多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的測(cè)試項(xiàng)目。通過(guò)嚴(yán)格依據(jù)國(guó)際和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，利用專業(yè)檢測(cè)儀器，可以全面、客觀地判定熔斷器座在非正常熱應(yīng)力及潛在火源下的安全性能，為電氣產(chǎn)品的最終安全提供至關(guān)重要的保障。