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弹片式连接器件为什么在安规实验中要做热循环

发布时间:2019-07-02 07:53:05 点击量:388
              弹片式连接器件为什么在安规实验中要做热循环(热应力)温升和电压降试验

        无论是连接器、接线端子、还是插头插座,按标准UL1059、UL498、还是IEC60884-1、GB13140等各国都规定了对带弹片式连接部位的器件都要做热循环或热应力的温升及电压降试验。其原因就是测试弹片式连接器件在通电发热及断电冷却不断循环过程中的应力变形情况。 我们知道,金属导体在通电过程中会发热,如果是发热再断电让其冷却,再通电发热接着再断电冷却,不停循环。在这过程中,金属导体必定会发生应力变形失效的现象。特别针对弹片式连接器件来说,潜在发生因变形引起的应力失效更严重。 如下图:


        应力失效造成的后果是采用弹片式连接器件的连接器、接线端子、插头插座、拖线板等发热更严重,着火燃烧,甚至爆炸的现象。
       我们经常在使用拖线板时发生拖线板烧毁或炸的现象。其中一个重要原因就是里面的弹片不合格造成插头插入时电压瞬间升高,瞬间峰值电压造成空气电离发生短路现象。
       由于插头插座、拖线板、连接器等这些带弹性连接器件的产品都要经常插拔使用,同时使用这些产品中不可能一直放上去就通电不动,这就造成了产品在通电和断电过程中存在反复通电发热因热应力失效现象。
       弹性连接器件大都采用磷青铜、铍铜等导电性抗弯应力强的原材料,由于设计及材料选择的厚薄和材质选择等原因,造成了发热不同。象插头产品有的工程师为了节省料把1.5mm 厚的插销改成1.1mm, 而弹片接触空间是1.0mm,当中只有0.1mm的接触面,这就造成了通电状态下由于接触不紧,加上发热后应力变形,从而造成产品发热及电压降过大。
      通常各国标准中的热循环或热应力试验要求循环次数比较多,如UL1059热循环是规定通电3.5小时,断电0.5小时,用1.5倍额定电流通电84个循环周期,IEC60998-2规定对端子连接器要做192个周期的热循环同时做电压降试验,IEC60884-1:2002针对插头插座要做192个周期的热应力试验,同时检测电压降。这样严酷的实验就检测了弹片式连接器件的安全使用性能。
      鸿海精密电子科技针对电连接器件研制了一种能同时做热循环温升测试和热循环(热应力)电压降测试系统。同时可检测18-23个测试点的温升和电压降。产品带数据采集接口,配备一个多功能数据采集系统,软件由鸿海精密电子科技自己研制,同时可采集电流、温升、电压降,不仅能做静态加热温升测试,而且最重要的是能做热循环温升测试和热循环电压降测试。循环周期和时间由用户自由设定。数据采集系统有别于美国的安捷伦数据采集系统。
     安捷伦数据数据采集系统不能做交流电的数据采集,而且采集到的是温度,而不是温升。温升要自己核算。还需要另外配一台电脑。 鸿海精密电子科技的数据采集系统不仅可测温度,而且温升软件系统自己就核算了出来。
     鸿海精密电子科技的数据采集系统不仅能采集直流电,而且能采集交流电数据,采集到的数据可达2000A.同时调整软件,可做电压降测试。

以上是鸿海精密电子科技的温升电压降测试设备台的操作面板,中间有一个周期循环计数器,循环计数器下面是一个循环时间设置开关。用户可以在上面根据需要设定工作时间和停止时间。设置好后,系统可自动运行。不需要人来时刻守着。 操作面板最右边是电流数据采集接口。直接把采集到的电流数据传递给数据采集系统软件。
    


   
      鸿海精密电子科技拿带弹片连接插座的额定电流为10A的公牛转换插头转换器进行了热循环测试。
     

    在热循环过程中,明显可看到公牛有一款产品的温升很高,软件自动采集的数据如下:
  

    当额定电流为10A按标准测试电流为16A时,测试点2温度高达62.6℃,温升达到35.6℃.
   

      当按标准IEC60884-1:2002采用电压降热循环测试电流为17.5A时(额定电流为10A,导线横截面积为1.5mm2时,系统数据界面如下:
   

      测试点2温度高达59.1℃,温升达到32℃,也就是说,此时温升达到稳定状态,没有超过标准规定的45℃ 热循环周期实验直接检验了带弹片连接器件产品的应力失效潜在性问题,考验了产品在通电断电状态下由热变形及恢复过程中对产品的安全性能的影响。 由此可见在热循环的状态下检测产品的安全性能是多么重要。 如果想保证电连接性产品在热循环状态下设计和原材料的使用是否安全,可采用鸿海精密电子科技有限公司研制的TMR系列多功能电流温升测试系统,该系统的软件可自动在线带电状态下跟踪产品的电流和温升状态。电流和温升超限可自动报警。测试电流可高达2000A,同时可根据用户要求测试电压降。该测试系统是一个综合性的测试平台,电流、温升、电压降都可测试,根据用户使用需要进行订制。联系电话:13724579108

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