Στο σύστημα δοκιμών ασφαλείας ηλεκτρικού εξοπλισμού, υπάρχει μια βασική δοκιμή για την αντοχή στη θερμότητα μονωτικών υλικών — η Δοκιμή Πίεσης Μπάλας. Φαίνεται απλή στη λειτουργία, αλλά σχετίζεται άμεσα με το εάν ο ηλεκτρικός εξοπλισμός θα υποστεί βλάβη μόνωσης λόγω υψηλών θερμοκρασιών κατά τη μακροχρόνια χρήση, η οποία μπορεί περαιτέρω να προκαλέσει ηλεκτροπληξία, βραχυκύκλωμα ή ακόμη και πυρκαγιές. Είτε πρόκειται για οικιακές πρίζες, προσαρμογείς ρεύματος ή περιβλήματα βιομηχανικού εξοπλισμού ελέγχου, όλα πρέπει να περάσουν τη Δοκιμή Πίεσης Μπάλας για να διασφαλιστεί η ασφάλεια υπό ονομαστική θερμοκρασία λειτουργίας και απροσδόκητα περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας.

1. Τι είναι η Δοκιμή Πίεσης Μπάλας; Ποιες είναι οι βασικές της λειτουργίες;

Η Δοκιμή Πίεσης Μπάλας είναι μια μέθοδος δοκιμής που προσομοιώνει την αντίσταση των μονωτικών εξαρτημάτων του ηλεκτρικού εξοπλισμού υπό "μηχανική πίεση + περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας".

Η βασική της αρχή είναι η εξής: Χρησιμοποιήστε έναν χαλύβδινο "εμβολοειδή σφαίρα" με καθορισμένο βάρος (20N) και καθορισμένη διάμετρο (5mm) για να πιέσετε την επιφάνεια του υπό δοκιμή μονωτικού υλικού. Ταυτόχρονα, αυξήστε τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος δοκιμής στην "ονομαστική θερμοκρασία αντοχής στη θερμότητα" του υλικού (ή τη μέγιστη αναμενόμενη θερμοκρασία του εξοπλισμού κατά την κανονική λειτουργία) και διατηρήστε την για μια ορισμένη περίοδο (συνήθως 1 ώρα). Μετά τη δοκιμή, ψύξτε την σε θερμοκρασία δωματίου. Κρίνετε εάν το υλικό πληροί τις απαιτήσεις ασφαλείας μετρώντας τη "διάμετρο εσοχής" που απομένει στην επιφάνεια του μονωτικού υλικού. Εάν η διάμετρος εσοχής δεν υπερβαίνει τα 2mm, η αντοχή στη θερμότητα του υλικού είναι κατάλληλη. Διαφορετικά, θεωρείται ακατάλληλη.

Από την άποψη της ασφάλειας, η Δοκιμή Πίεσης Μπάλας έχει δύο βασικές λειτουργίες:

1). Αποτροπή "βλάβης θερμικής παραμόρφωσης" των μονωτικών υλικών: Όταν ο ηλεκτρικός εξοπλισμός λειτουργεί, τα εσωτερικά εξαρτήματα (όπως μετασχηματιστές, αντιστάσεις, τσιπ) παράγουν θερμότητα, η οποία αυξάνει τη θερμοκρασία των μονωτικών εξαρτημάτων (όπως περιβλήματα, θήκες ακροδεκτών). Εάν το μονωτικό υλικό έχει κακή αντοχή στη θερμότητα, μπορεί να υποστεί σοβαρή παραμόρφωση, ακόμη και ρωγμές ή κατάρρευση, υπό τη συνδυασμένη δράση της θερμοκρασίας, του ίδιου του βάρους και της εξωτερικής πίεσης (όπως η δύναμη στερέωσης κατά την εγκατάσταση). Αυτό θα εκθέσει περαιτέρω εσωτερικά ζωντανά εξαρτήματα και θα προκαλέσει τον κίνδυνο ηλεκτροπληξίας στους ανθρώπους.

2). Αποφυγή "κινδύνων πυρκαγιάς που προκαλούνται από τη θερμική γήρανση": Τα κακής ποιότητας μονωτικά υλικά θα επιταχύνουν τη γήρανση και θα μαλακώσουν σε υψηλές θερμοκρασίες. Όχι μόνο χάνουν τη λειτουργία προστασίας μόνωσης, αλλά μπορεί επίσης να αποσυντεθούν για να παράγουν εύφλεκτες ουσίες σε υψηλές θερμοκρασίες. Μόλις έρθουν σε επαφή με εσωτερικά εξαρτήματα υψηλής θερμοκρασίας ή ηλεκτρικούς σπινθήρες, μπορούν εύκολα να προκαλέσουν πυρκαγιές. Η Δοκιμή Πίεσης Μπάλας προσομοιώνει ακραίες συνθήκες εργασίας για να αποκλείσει εκ των προτέρων υλικά με ανεπαρκή αντοχή στη θερμότητα και να εξαλείψει τέτοιους κινδύνους από την πηγή.

2. Πεδίο εφαρμογής της Δοκιμής Πίεσης Μπάλας: Ποια προϊόντα πρέπει να υποβληθούν σε αυτήν;

Η Δοκιμή Πίεσης Μπάλας δεν στοχεύει όλα τα ηλεκτρικά προϊόντα. Εστιάζει σε "μονωτικά εξαρτήματα" και "μη μεταλλικά εξαρτήματα που υποστηρίζουν ζωντανά μέρη", καλύπτοντας τα ακόλουθα σενάρια:

1). Οικιακές ηλεκτρικές συσκευές: Περιβλήματα πριζών, μονωτικά στρώματα βυσμάτων, θήκες καλωδίων ρεύματος από κουζίνες ρυζιού, πλαστικά πλαίσια εσωτερικών κλιματιστικών, βάσεις λαμπτήρων κ.λπ.;

2). Εξοπλισμός τεχνολογίας πληροφοριών: Περιβλήματα προσαρμογέων ρεύματος φορητών υπολογιστών, σώματα δρομολογητών, καλύμματα ακροδεκτών εκτυπωτών κ.λπ.;

3). Βιομηχανικός ηλεκτρικός εξοπλισμός: Περιβλήματα μετατροπέων, μονωτικά διαχωριστικά ντουλαπιών ελέγχου, θήκες κουτιών διακλάδωσης κινητήρων κ.λπ.;

4) Ιατρικός ηλεκτρικός εξοπλισμός: Περιβλήματα ιατρικών οθονών, μονωτικά εξαρτήματα αντλιών έγχυσης (που πρέπει να πληρούν υψηλότερα πρότυπα αντοχής στη θερμότητα) κ.λπ.

Με απλά λόγια, εφόσον ένας ηλεκτρικός εξοπλισμός περιέχει μη μεταλλικά μονωτικά εξαρτήματα που "πρέπει να αντέχουν μια ορισμένη πίεση και ενδέχεται να εκτεθούν σε υψηλές θερμοκρασίες κατά τη λειτουργία", πρέπει να περάσει τη Δοκιμή Πίεσης Μπάλας. Αυτή η απαίτηση καθορίζεται σαφώς στα κύρια παγκόσμια πρότυπα ηλεκτρικής ασφάλειας, όπως τα διεθνή πρότυπα IEC 60950-1 (Ασφάλεια εξοπλισμού τεχνολογίας πληροφοριών) και IEC 60335-1 (Ασφάλεια οικιακών και παρόμοιων ηλεκτρικών συσκευών), καθώς και τα κινεζικά εθνικά πρότυπα GB 4943.1 και GB 4706.1.

3. Διαδικασία λειτουργίας της Δοκιμής Πίεσης Μπάλας: Η αυστηρότητα καθορίζει τα αποτελέσματα της δοκιμής

Η Δοκιμή Πίεσης Μπάλας φαίνεται να έχει απλά βήματα, αλλά ο έλεγχος παραμέτρων κάθε συνδέσμου επηρεάζει άμεσα την ακρίβεια των αποτελεσμάτων. Πρέπει να λειτουργεί αυστηρά σύμφωνα με την τυπική διαδικασία, η οποία χωρίζεται σε 5 βήματα:

1). Προετοιμασία δείγματος: Διασφάλιση αντιπροσωπευτικότητας και ακεραιότητας

Κόψτε "αντιπροσωπευτικά δείγματα μονωτικών εξαρτημάτων" από το προϊόν που θα δοκιμαστεί. Το μέγεθος του δείγματος πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις της δοκιμής (συνήθως πάχος όχι μικρότερο από 3mm και επιφάνεια αρκετά μεγάλη για να χωρέσει την εσοχή του εμβολοειδούς σφαίρας). Η επιφάνεια του δείγματος πρέπει να είναι καθαρή, χωρίς γρατσουνιές και λιπαρά σημάδια για να αποφευχθεί η επίδραση των ακαθαρσιών στην ακρίβεια της μέτρησης της εσοχής.

2). Ρύθμιση συνθηκών δοκιμής: Ακριβής έλεγχος "Θερμοκρασίας, Πίεσης, Χρόνου"

Ρυθμίστε τη θερμοκρασία του θαλάμου θέρμανσης σύμφωνα με τις απαιτήσεις του προτύπου του προϊόντος. Συνδέστε το εμβολοειδή σφαίρα διαμέτρου 5mm σε ένα βάρος 20N και βεβαιωθείτε ότι το εμβολοειδή σφαίρα πιέζει κάθετα στην επιφάνεια του δείγματος με ομοιόμορφη και σταθερή πίεση. Όταν η θερμοκρασία του θαλάμου θέρμανσης σταθεροποιηθεί στην καθορισμένη τιμή, ξεκινήστε τη χρονομέτρηση και διατηρήστε την για 1 ώρα.

3). Διατήρηση σταθερής θερμοκρασίας: Προσομοίωση συνθηκών εργασίας υψηλής θερμοκρασίας μακράς διάρκειας

Κατά τη διάρκεια της δοκιμής, παρακολουθήστε τη θερμοκρασία του θαλάμου θέρμανσης σε πραγματικό χρόνο για να διασφαλίσετε ότι η διακύμανση της θερμοκρασίας δεν υπερβαίνει το ±2℃, αποφεύγοντας έτσι αποκλίσεις στα αποτελέσματα της δοκιμής που προκαλούνται από ασταθή θερμοκρασία. Ταυτόχρονα, βεβαιωθείτε ότι το εμβολοειδή σφαίρα παραμένει σε στενή επαφή με την επιφάνεια του δείγματος χωρίς μετατόπιση. Εάν το δείγμα υποστεί σοβαρή παραμόρφωση εκ των προτέρων σε υψηλή θερμοκρασία, καταγράψτε την παραμόρφωση ως βάση για την επακόλουθη κρίση.

4). Ψύξη και μέτρηση εσοχής: Ο βασικός "σύνδεσμος κρίσης αποτελέσματος"

Μετά τη λήξη του χρόνου δοκιμής, αφαιρέστε αμέσως το δείγμα από το θάλαμο θέρμανσης και ψύξτε το φυσικά στους 23℃±2℃ σε θερμοκρασία δωματίου (μη χρησιμοποιείτε κρύο νερό ή άλλες μεθόδους για γρήγορη ψύξη, για να αποφύγετε τη συρρίκνωση του υλικού που επηρεάζει το μέγεθος της εσοχής). Χρησιμοποιήστε ένα εργαλείο μέτρησης με ακρίβεια όχι μικρότερη από 0,01mm (όπως μικροσκόπιο ή παχύμετρο) για να μετρήσετε τη "μέγιστη διάμετρο" της εσοχής στην επιφάνεια του δείγματος. Σημειώστε ότι η εσοχή μπορεί να είναι κυκλική ή ελλειπτική, οπότε ο χρήστης πρέπει να μετρήσει τη διάμετρο του μακρύτερου μέρους. Συγκρίνετε με τις τυπικές απαιτήσεις: Εάν η διάμετρος της εσοχής είναι ≤2mm, το δείγμα κρίνεται ως "κατάλληλο". Εάν η διάμετρος είναι ＞2mm, κρίνεται ως "ακατάλληλο", υποδεικνύοντας ότι η αντοχή στη θερμότητα του υλικού δεν μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις εφαρμογής.

4. Συμπέρασμα: Μια μικρή δοκιμή για μεγάλη ασφάλεια

Ως μια "βασική αλλά κρίσιμη" δοκιμή ηλεκτρικής ασφάλειας, η Δοκιμή Πίεσης Μπάλας φαίνεται να μετρά μόνο μια μικρή εσοχή, αλλά φέρει τη σημαντική ευθύνη της προστασίας της ζωής και της περιουσίας των χρηστών. Για τους κατασκευαστές, η αυστηρή διεξαγωγή της Δοκιμής Πίεσης Μπάλας και η επιλογή μονωτικών υλικών που πληρούν τις απαιτήσεις είναι προϋπόθεση για την κυκλοφορία προϊόντων σύμφωνα με τους κανονισμούς. Για τους καταναλωτές, η κατανόηση της σημασίας της Δοκιμής Πίεσης Μπάλας και η προσοχή στο εάν τα ηλεκτρικά προϊόντα έχουν περάσει σχετικές πιστοποιήσεις ασφαλείας (υπονοώντας ότι η Δοκιμή Πίεσης Μπάλας είναι κατάλληλη) κατά την αγορά είναι ένας σημαντικός τρόπος για την αποφυγή κινδύνων ασφαλείας.

Καθώς ο ηλεκτρικός εξοπλισμός εξελίσσεται προς την "μικρογραφία και την υψηλή ισχύ", η πυκνότητα των εσωτερικών εξαρτημάτων γίνεται υψηλότερη και η παραγωγή θερμότητας αυξάνεται. Αυτό θέτει υψηλότερες απαιτήσεις για την αντοχή στη θερμότητα των μονωτικών υλικών. Σημαίνει ότι η σημασία της Δοκιμής Πίεσης Μπάλας θα γίνει πιο εμφανής. Μόνο με την τήρηση της αρχής "μη μείωσης των προτύπων δοκιμών και μη απλοποίησης των διαδικασιών δοκιμών" μπορεί κάθε ηλεκτρικό προϊόν να είναι εξοπλισμένο με αξιόπιστες εγγυήσεις ασφάλειας μόνωσης.