电源线弯曲试验|摇摆试验深度探讨和分析

2016-07-26 22:28:45 安规仪器网手机版|www.ag17.wang|深圳美华安规仪器已读

插头电源线弯曲试验（摇摆测试）是个很普通但又常出问题的试验项目，沉浸安规和仪器行业多年的安规工程师经常听同行说：1. 我们自己弯曲试验ok，可是送到客户那里，或者送去认证，就会失败，感到很奇怪。那么各位是否想到，试验方法有没有问题呢？2. 类似的样品一款我们PASS了,另一款却NG。问题在哪了？

* 如果想了解更多的电源线弯曲试验机（摇摆机）信息或各国弯曲标准要求，请查询如下或咨询：
http://www.ag17.wang/safety/各国插头弯曲试验要求.html；

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试验方法，我理解，应该包括：试验环境、试验设备、试验手法、样品处理、试验手法等等。

一. 电源线弯曲试验设备
：大部分厂家所具有的弯曲试验机，基本上的结构是一个长长的夹具，同时夹几个样品，然后在适当的地方加两根档杆，防止电线过度摆动，再在规定的长度上吊重。(如RH-7063型称为典型的第一代机型或简易型,，右图RH-7063A带变频器可任意调节试验频率的且夹具上下高度可调节高档型)
但如果你有机会，去看有水准的第三方试验室（不含UL试验室），就会发现，他们的仪器是每根轴装一个夹具，且只夹一个样品(如MH-7063C（单工位）, MH-7078F，MH-7078H（4/6工位），带电压，电流负载和压降功能，角度360度和夹持高度可调节，PLC控制（MH-7063C除外），人机界面设置方便)
当然，这个也不能说明什么问题。夹多了本身不是错。可是你再观察夹具本身，就会发现，这个夹具是可以上下，甚至左右移动的。这个用意是什么呢？

通过调节摆动机构的固定部件与摆动轴之间的距离，将电器附件定位得当试验装置的摆动机构满行
程移动时，软缆所作的横向运动最小。
注2：为了能易于通过实验来找出在试验期间软缆横向运动最小的安装位置，弯曲试验装置在结构上应能做到：安
装在摆动机构上的电器附件的各个不同支架均很容易地调节。
注3：建议用一种方法（例如刻一条槽，或用一根针）来判断软缆横向运动是否最小。

要说弯曲标准而言，最严谨的还是IEC或者GB（参考IEC标准），而UL或JIS的其实很粗糙，IEC的描述见上。注意上面的说法：
要求软缆，也就是电线的横向运动最小。
各位做摇摆试验时，可能发现电线会前后摆动很大，撞击下方的两根限位杆，这样一来，电线实际的弯曲角度、和杆子之间的摩擦力都会和标准有差异，造成每个厂家的实验结果相差较大
正确的做法是夹紧插头后，如果摇摆机具有高度可调的装置，则上下调节夹具的高度，使得电线弯曲的中心和机器本身的转动中心尽可能重合，这样摇摆起来，电线几乎不会碰到两侧的限位杆，而是有轻微的上下移动。这样才是正确的操作方法。

二. 失败的案例

太多了，基本上有以下几种：
1. 在弯曲的地方全断了（可能断在同一处，也可能稍有分散），或者断线率超过规定
2. 在铆接的地方断了，大家可能没注意过
3. 护套滑出来了，能看到芯线
4. 绝缘破裂能看到导体
5. 插头网尾破裂（可能电线本身没什么问题）
6. 导体刺破绝缘而暴露
7. 导体之间打火
8. 温升高了
9. 电压降大了

三. 不良逐项分析：
1. 在弯曲的地方全断了（可能断在同一处，也可能稍有分散），或者断线率超过规定；
这是比较常见的现象，断点基本都在结构最脆弱的部位。如果一个手拿插头，一个手拉电线，则弯曲半径最小的地方就是最容易断线的地方。断的位置稍有分散，往往是因为网尾处有网格，或者网格是交叉的，有错位，所以断点不一定是一点，而是多点。但一般靠得很近。
2. 在铆接的地方断了，大家可能没注意过；
这是由于铆接过度，导体很受伤，而在弯曲的时候，导体其实会在绝缘中伸缩，结果可能弯曲处没有断，但铆接处全断或部分折断。通过解剖可以清楚地看出。解剖要注意，需加热插头，小心处理。
这种情况对于铆接品质不受控的厂家也是很常见的。
3. 护套滑出来了，能看到芯线；
这个主要是插头成形时的温度和压力不足以使PVC和电线护套熔合，特别是护套较大，或者是橡胶护套（这个完全没办法熔合），所以护套和插头的结合力不足，以至于在反复弯曲时位移滑出。
4. 绝缘破裂能看到导体；
这个情况有三种原因，一是绝缘在反复的弯曲下破裂；二是因为插头网尾PVC本身破裂，撕裂口一直延伸，把绝缘也撕裂；三是铜丝断裂，刺破绝缘
5. 插头网尾破裂
插头胶料不好，或者网格设计不好，造成过度变形或应力集中，使得网尾破裂
6. 导体刺破绝缘而暴露
导体弯曲部分折断，绝缘受力后变薄，断口处的铜丝会伸出绝缘，甚至不同极性的导体接触，引起电弧
7. 温升高了
8. 电压降大了
摇摆如果在铆接触断线，自然造成导体截面积减小，直接造成该处的温升增加; 如果在网尾处断线，虽然也会出现局部温升，但未必会传导到测试温升的部位; 但不管断在何处，如果测试整体电压降，肯定会增加；如果按照标准的方法，则只有铆接处的断线会影响电压降。

很多人遇到不合格，对策都是胶料做软软，SR加长，导体做细，等等，但这些都不是一个全面的做法。稍后具体分析一下。

四. 改善分析
导体结构和伸长率直接影响弯曲的性能。
同样的结构，伸长率增加，柔软度加大，耐弯折性能提高。但这会带来退火的难度以及束丝时因张力被拉细，所以不能过度使用；
相同的伸长率，但导体更细，那么抗弯折性能会大大提高。比如同样的0.75平方，0.16/42就比0.2/24好很多，但这样会带来工序成本的增加，
对于某些国家，弯曲的判定是以是否全断为失效标准；某些国家是以断线率超过某个百分比为失效标准。所以导体根数多，是相对更容易通过实验。
导体除了细和软能提高弯曲性能外，其绞距也是很重要的。目前UL仍然在标准中限定绞距的上限，其目的无非是：1、提高绞合的圆度，确保绝缘厚度；2、最重要的，就是提高导体的耐弯折性。
其他标准以前也有类似的规定，但后来都取消了，代之以曲挠试验来验证其弯曲性。但UL认为，死规定还是比较可靠，这也是大家感到为何UL喜欢用控制工艺的方法来保证品质；而IEC则不限定工艺方法，单纯用实验结果控制品质。从现代标准的立意而言，IEC更为合理。
至于说为何绞距小就会弯曲性能好，大家可以想象一下弹簧。
你说是一根钢丝还是一根弹簧更耐弯曲呢？你懂的。当然这又是涉及成本了，绞失率、绞线效率、更多的绞线机，对某些在意成本的企业，是不得不考虑的问题，在国内，有些也太离谱，完全直放了。

网尾结构及设计
的确在做器具的时候，客户自身的护套软硬、结构、长度等也不一定合适，他们可能是大小通吃，一种护套适合于各种电线，造成先天不足。当然，电线本身可改进之处也是有的，特别是电线本身的软硬度也要和器具护套相搭配，才能达到“圆弧饱满.

插头尾插试验装夹方式
很多人装夹直接夹在插头上，那不正确，应该夹在插销（铜片）上, 也不完全这样,。
特别注意插头的装夹方式，各国标准中是不甚相同的,IEC体系、澳洲、BSI等的是夹在插销，美国、日本则是夹在插头本体上。
下面列出具有代表性的几种:

下边是UL的方法，注意夹紧的是插头本体，同时要注意下面的挡线部分。