家用和類似用途固定式電氣裝置的電子開關(guān)溫升檢測(cè)技術(shù)研究

溫升檢測(cè)是評(píng)估家用和類似用途固定式電氣裝置開關(guān)安全性與可靠性的核心項(xiàng)目之一。開關(guān)在正常導(dǎo)通電流時(shí)，由于導(dǎo)體電阻、接觸電阻以及內(nèi)部電子元器件的功率損耗會(huì)產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致其各部分溫度升高。過(guò)高的溫升會(huì)加速絕緣材料老化，引發(fā)機(jī)械變形、接觸不良，甚至導(dǎo)致火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。因此，對(duì)電子開關(guān)進(jìn)行科學(xué)的溫升檢測(cè)，是確保其在整個(gè)生命周期內(nèi)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

一、 檢測(cè)項(xiàng)目

溫升檢測(cè)是一個(gè)系統(tǒng)性工程，主要包含以下具體項(xiàng)目：

1. 端子溫升： 測(cè)量開關(guān)在通以額定電流時(shí)，其電源線接入端子和負(fù)載端子的溫度升高值。這是考核開關(guān)導(dǎo)電回路連接可靠性的直接指標(biāo)。端子溫升過(guò)高通常意味著連接松動(dòng)、接觸面積不足或材料導(dǎo)電率不佳。

2. 觸頭系統(tǒng)溫升（如適用）： 對(duì)于機(jī)械式觸點(diǎn)的電子開關(guān)（如繼電器），需直接或間接測(cè)量動(dòng)、靜觸頭接觸區(qū)域的溫升。觸頭溫升是評(píng)估接觸電阻、電弧侵蝕和材料抗熔焊能力的重要依據(jù)。

3. 開關(guān)外殼表面溫升： 測(cè)量開關(guān)面板、底座等可被用戶觸及部位的溫度升高值。此項(xiàng)目直接關(guān)系到用戶的使用安全，防止?fàn)C傷風(fēng)險(xiǎn)，并間接反映了開關(guān)內(nèi)部的散熱設(shè)計(jì)水平。

4. 關(guān)鍵電子元器件溫升： 針對(duì)開關(guān)內(nèi)部的半導(dǎo)體開關(guān)器件（如MOSFET、Triac）、整流橋、壓敏電阻、變壓器、限流電阻等關(guān)鍵元器件的殼體或引腳進(jìn)行溫升測(cè)量。確保這些元件在長(zhǎng)期工作下的結(jié)溫低于其最大額定值，是防止因過(guò)熱導(dǎo)致性能劣化或擊穿的根本保證。

5. 印制電路板（PCB）特定導(dǎo)帶溫升： 測(cè)量PCB上承載大電流的銅箔線路的溫升。防止因電流密度過(guò)大導(dǎo)致銅箔剝離、燒毀或引發(fā)基板碳化。

6. 絕緣材料鄰近部位溫升： 監(jiān)測(cè)開關(guān)內(nèi)部靠近載流部件的電絕緣材料（如塑料外殼、阻燃隔板）的溫度，評(píng)估其長(zhǎng)期受熱下的形變、老化及絕緣性能保持能力。

檢測(cè)流程解釋： 檢測(cè)通常在專用的溫升測(cè)試柜中進(jìn)行。開關(guān)被安裝在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的模擬安裝盒內(nèi)，并連接規(guī)定規(guī)格和長(zhǎng)度的導(dǎo)線。通以1.05倍至1.2倍的額定電流，直至其各部位溫度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)（通常為每小時(shí)溫升變化不超過(guò)1K）。使用熱電偶法或電阻法（適用于繞組）進(jìn)行溫度測(cè)量，最終溫升值（ΔT）為穩(wěn)定溫度與環(huán)境溫度之差。

二、 檢測(cè)范圍

本檢測(cè)方法適用于各類家用和類似用途固定式電氣裝置的電子開關(guān)及類似產(chǎn)品，主要包括：

• 電子控制開關(guān)： 觸摸開關(guān)、遙控開關(guān)、聲光控開關(guān)、智能墻壁開關(guān)。

• 調(diào)光器、調(diào)速器： 用于控制燈具亮度或風(fēng)扇速度的電子式調(diào)光器、調(diào)速器。

• 電子延時(shí)開關(guān)： 用于樓梯、走廊等場(chǎng)所的延時(shí)開關(guān)。

• 智能開關(guān)模塊： 集成了Wi-Fi、Zigbee等通信功能的智能開關(guān)執(zhí)行模塊。

• 電子門鈴按鈕。

• 帶有電子控制功能的插座、插頭。

三、 標(biāo)準(zhǔn)方法

溫升檢測(cè)必須嚴(yán)格遵循國(guó)內(nèi)外權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以確保結(jié)果的一致性和可比性。

• GB/T 16915.1《家用和類似用途固定式電氣裝置的開關(guān) 第1部分：通用要求》：這是中國(guó)對(duì)于家用開關(guān)最基礎(chǔ)和最核心的標(biāo)準(zhǔn)，其中詳細(xì)規(guī)定了溫升試驗(yàn)的電流、接線、安裝條件、測(cè)量方法和限值要求。

• IEC 60669-1《Switches for household and similar fixed electrical installations - Part 1: General requirements》：國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，與GB/T 16915.1技術(shù)內(nèi)容高度協(xié)調(diào)，是全球范圍內(nèi)廣泛接受的基準(zhǔn)。

• UL 20《General-Use Snap Switches》：美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)溫升測(cè)試亦有明確規(guī)定，其測(cè)試方法和限值可能與IEC體系存在差異，是產(chǎn)品進(jìn)入北美市場(chǎng)的重要依據(jù)。

• GB 4943.1《信息技術(shù)設(shè)備 安全 第1部分：通用要求》：對(duì)于開關(guān)內(nèi)部的開關(guān)電源、控制板等部分，可參考此標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)元器件溫升的限制。

• IEC 61058-1《器具開關(guān) 第1部分：通用要求》：如果開關(guān)被定義為器具開關(guān)，也需參考此標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)條款。

標(biāo)準(zhǔn)中通常規(guī)定，在完成溫升試驗(yàn)后，開關(guān)的載流部件和絕緣材料的溫升不應(yīng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)中給出的特定限值（例如，不同材料類型的端子溫升限值在45K至65K之間），且試驗(yàn)期間不得出現(xiàn)持續(xù)飛弧、火焰或任何可能降低其安全性的損壞。

四、 檢測(cè)儀器

完成精準(zhǔn)的溫升檢測(cè)需要一套專業(yè)的儀器系統(tǒng)。

1. 溫升試驗(yàn)系統(tǒng)（溫升測(cè)試柜）： 核心設(shè)備，提供一個(gè)穩(wěn)定、可控且安全的測(cè)試環(huán)境。它集成了大電流變壓器、調(diào)壓器、電流采樣與控制單元，能夠輸出并長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定維持所需的交流或直流測(cè)試電流。系統(tǒng)通常具備過(guò)流、過(guò)溫保護(hù)功能。

2. 數(shù)據(jù)采集儀與熱電偶： 溫度測(cè)量的關(guān)鍵設(shè)備。數(shù)據(jù)采集儀用于接收多路熱電偶信號(hào)，并進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示、記錄和處理。熱電偶應(yīng)選用T型（銅-康銅）或K型（鎳鉻-鎳硅），其線徑小、響應(yīng)快，需根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求粘貼或焊接在待測(cè)點(diǎn)。校準(zhǔn)后的熱電偶系統(tǒng)其精度應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

3. 功率分析儀/高精度數(shù)字萬(wàn)用表： 用于精確測(cè)量施加在試品兩端的電壓、流經(jīng)試品的電流及功率，以確認(rèn)測(cè)試條件符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

4. 環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)設(shè)備： 通常使用置于油杯或類似熱惰性裝置中的精密溫度傳感器，用于測(cè)量不受試品熱輻射影響的環(huán)境溫度，該值是計(jì)算溫升的基準(zhǔn)。

5. 熱成像儀： 作為一種輔助和預(yù)診斷工具，可用于快速掃描并定位開關(guān)在正常工作時(shí)的過(guò)熱區(qū)域，幫助確定熱電偶的最佳布點(diǎn)位置。但其測(cè)量結(jié)果通常不作為最終的判定依據(jù)，最終數(shù)據(jù)以接觸式熱電偶測(cè)量為準(zhǔn)。

6. 標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)指及剛性試驗(yàn)銷： 用于確認(rèn)在測(cè)試期間，可觸及表面的溫度不會(huì)對(duì)用戶造成危險(xiǎn)。

通過(guò)上述檢測(cè)項(xiàng)目、范圍、標(biāo)準(zhǔn)與儀器的系統(tǒng)化應(yīng)用，可以全面、客觀地評(píng)估家用電子開關(guān)的熱性能，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)改進(jìn)、質(zhì)量控制和市場(chǎng)準(zhǔn)入提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐，最終保障終端用戶的用電安全。