游海云

（福建廣播電視大學(xué) 漳州分校，福建 漳州 363000）

UL508目擊實驗室電器壽命測試臺設(shè)計與改進(jìn)

游海云

（福建廣播電視大學(xué) 漳州分校，福建 漳州 363000）

建立UL508目擊實驗室要解決的是設(shè)備如何滿足標(biāo)準(zhǔn)的需要，主要的測試設(shè)備——電器壽命實驗臺，通過軟硬件的配合，達(dá)到對試品的全面測試，使之滿足UL508標(biāo)準(zhǔn)的要求.并且在實踐中對設(shè)備的功能軟硬件進(jìn)行改進(jìn)，使它大大縮短測試時間.

UL508標(biāo)準(zhǔn)；目擊實驗室；電器壽命

建立UL508目擊實驗室是所有生產(chǎn)符合UL508標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步，它一方面可以在產(chǎn)品交付認(rèn)證之前先自我進(jìn)行全面的實驗，于保證產(chǎn)品認(rèn)證能一次通過；另一方面也可以大量節(jié)約時間和費用，等于擴大了UL實驗室的規(guī)模，提升了企業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢.是產(chǎn)品的認(rèn)證和產(chǎn)品的研發(fā)過程必不可少的手段.

1 定義

WTDP-（Witnessed Test Data Program）是指在客戶或第三方的測試機構(gòu)中，并在UL員工監(jiān)督指導(dǎo)的情況下進(jìn)行測試的程序.

CTDP--（Client Test Data Program）是 UL 客戶利用自己的測試設(shè)備和人員進(jìn)行測試并向UL提交測試數(shù)據(jù)；UL認(rèn)可后依據(jù)這些數(shù)據(jù)出黃卡.

CNAS--中國合格評定國家認(rèn)可委員會，統(tǒng)一負(fù)責(zé)對認(rèn)證機構(gòu)、實驗室和檢查機構(gòu)等相關(guān)機構(gòu)的認(rèn)可工作.

2 電器壽命實驗臺的原理

電器壽命實驗臺是建立目擊實驗室最重要的專用設(shè)備，按照美國UL508標(biāo)準(zhǔn)、歐盟EN60947-5-1及GB14048.5對電器產(chǎn)品的認(rèn)證的要求，其實驗方法和技術(shù)要求基本相同，可以將它們統(tǒng)一做在一起，因此同一個實驗臺可以完成UL508、CE和3C認(rèn)證對產(chǎn)品的壽命要求，并且UL標(biāo)準(zhǔn)中有常規(guī)負(fù)載、GP（感性負(fù)載）、HP（馬力）等測試項目.在設(shè)計測試臺時必須將這些內(nèi)容全部考慮到，以充分發(fā)揮設(shè)備的潛能.

交流測試原理圖（直流測試原理類似，不再贅述）

3 指標(biāo)的設(shè)計

實驗臺分為兩個主要部分，一個是電腦控制臺，起到參數(shù)設(shè)置、供電分配、故障指示的作用，完全按照標(biāo)準(zhǔn)要求的程序來控制實驗步驟；另一部分是負(fù)載柜，包括交流和直流兩個獨立的，下面將負(fù)載的計算方式簡介如下：（見表1）

3.1 交流負(fù)載計算

按照電路定律，計算電阻電感參數(shù)，先選定大電流（小阻抗），再選擇小電流（大阻抗），系統(tǒng)計算法的小電流的大阻抗已減去大電流的小阻抗；電流偏大，功率因數(shù)偏?。赫{(diào)電阻增大；電流偏大，功率因數(shù)偏大，調(diào)電感增大；電流偏小，功率因數(shù)偏小，調(diào)電阻減?。浑娏髌?，功率因數(shù)偏大，調(diào)感抗減小.

表1

以上是UL508交流信號的參數(shù)及功率因數(shù)的要求.

3.2 直流負(fù)載的計算

在選擇直流時間常數(shù)時，先根據(jù)公式算出電感的參數(shù)，根據(jù)參數(shù)選擇電感，電感有相應(yīng)的電阻，后再公式中選定的電阻參數(shù)減去電感中的電阻.在測定后，根據(jù)時間電流及時間常數(shù)的關(guān)系，進(jìn)行微調(diào)：時間常數(shù)用電感來調(diào)，時間常數(shù)偏長，減電感；偏短，加電感.電流大小調(diào)電阻.直流回路中，電流大小有電阻來決定的，電感只反映時間常數(shù).

計算用公式

參考GB14048.5要求，接通上升時間T=6×P,P最大為69，應(yīng)該可以通過改變L和R，來改變P制（1～69），從而達(dá)到調(diào)整T值大小.（請看下圖）

根據(jù)實驗要求，只計算到A300/Q300的指標(biāo)，需要增加測試范圍時，將按上述公式不斷增加電阻和電感.

計算結(jié)果列表如下：

電壓U 接通電流I P 6*p 6*P（MAX300MS）（單位ms） 電阻（歐） 電感（亨!）1 125 1.000 125 750 300.00 125.00 12.500 2 125 1.000 125 750 150.00 125.00 6.250 3 125 0.100 12.5 75 300.00 1250.00 125.000 4 125 0.100 12.5 75 150.00 1250.00 62.500 5 250 1.000 250 1500 300.00 250.00 25.000 6 250 1.000 250 1500 150.00 250.00 12.500 7 250 0.100 25 150 300.00 2500.00 250.000 8 250 0.100 25 150 150.00 2500.00 125.000

3.3 接通/斷開電流取值

各種標(biāo)準(zhǔn)中，測試電器開關(guān)觸點在斷開時的電流比接通時的額定電流Ie高10倍.所以設(shè)備必須設(shè)置最大電流值時不損壞.本設(shè)備最大電流為120A，是作馬力測試時的要求：

測試項目 額定電壓Ve（V） 額定電流Ie（A） 測試電流A 大概功率W 次數(shù) 頻率（秒）1.5HP/125V 125 20 120 7500 50 1/9秒

可見測試設(shè)備所要承受的負(fù)載變化范圍是很大的，各個負(fù)載檔位的選擇按計算后的參數(shù)手動選檔實現(xiàn).

最終實現(xiàn)指標(biāo):

交流參數(shù)

額定電壓 AC 120V/240V/380V/600V

額定電流 0.3～6A/3～120A

功率因數(shù) 0.35～0.7

直流參數(shù) 額定電壓 125V/250V/600V

額定電流 0,1～1A

時間常數(shù) 150～300ms

4 程序設(shè)計

設(shè)備所控制的參數(shù)多，各種故障的判斷要及時準(zhǔn)確.

5 提高測試效率的探討

按照標(biāo)準(zhǔn)要求，每個申請的指標(biāo)，例如A600，那么壽命試驗要作高低電壓各一點（6A/125V和1.2A/600V），每個點要做兩種通斷實驗，即耐受力實驗5000次（1秒通/9秒斷，以及超載實驗1000次（0.5秒通斷）.每個實驗點要做16個小時，兩點就32小時，何況每個開關(guān)還有常開和常閉觸點再加倍時間，按常規(guī)一組常開/常閉實驗就要4天時間.那么如何保證完成實驗又縮短時間呢?我們知道，在做耐受力實驗中，如果在9秒斷的時間里（負(fù)載是不通電的），將另一個同樣參數(shù)的被測開關(guān)也接入（只接通1秒鐘），那么在一個實驗臺就可以同時作兩個產(chǎn)品，節(jié)約一半時間，理論上可以加到4只產(chǎn)品同時進(jìn)行，但要看負(fù)載發(fā)熱溫度是否允許.我們通過軟件的更改，還可以將不同樣品的交直流回路參數(shù)同時進(jìn)行測試，因為控制臺增加到4個工位，交直流電源是分開的，交直流負(fù)載也是分開的，只要將不同測試點接入不同的負(fù)載回路就可以了，經(jīng)過設(shè)備改進(jìn)大大提高了工效.

〔1〕Industrial Control Equipment—UL508.

〔2〕EN60947-5-1低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備.第5-1部分:控制電路器件和切換元件.機電控制電路器件Low-voltage switchgear and controlgear- Part5-1:Controlcircuitdevicesand switching elements-Electromechanical control circuit devices.

TP212

A

1673-260X（2012）09-0025-03