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论灯具潮湿试验的重要性

2015/8/17 22:52:58      点击:

一、 概述 

自然环境潮湿空气侵入电器产品内部,会引起绝缘部件受潮,使电气绝 缘电阻和电气强度下降。要了解潮湿空气侵入,引起的绝缘电阻和电气强度下 降,不会影响该电气产品使用安全(即满足绝缘电阻和电气强度要求)。

需要 进行潮湿试验,验证电气产品耐潮性能。保证在自然环境中电气产品符合安全 使用的要求。同样,电气产品的灯具也需要验证其产品耐潮性能,由于灯具是 高发热电气,灯具在使用发热与关闭时的降温受潮的可能性更大,所以灯具的 耐潮湿空气中绝缘电阻和电气强度尤为重要,保证灯具安全使用。

国家标准《灯 具一般安全要求于试验 GB7000.1-2002》中 9.3 条规定:所有灯具都应防护正 常使用中可能出现的潮湿条件可见,灯具产品耐潮性能检验,绝缘电阻和电 气强度测量,是灯具安全要求检测的主要内容之一。标准 9.3.1 条中规定:灯 具在潮湿箱内,置于正常使用中最不利的位置。潮湿箱内空气的相对湿度保持 在 91%~95%。空气温度 t~为 20℃~30℃之间任一适宜值,所有能放置样 品的地方空气温度的误差应保持在 1℃之内。样品放入潮湿箱之前,样品的温 度应达到 t~(t4)℃之间,样品应在潮湿箱内放置 48h标准中提出试验空气温度 t~为 20℃~30℃之间任一适宜值。究竟多少空气温度温度为适 宜?样品放入潮湿箱之前,样品的温度应达到 t~(t4)℃之间,为什么?

 本文将从以下几个方面开展论述: 灯具为什么要潮湿试验?灯具潮湿试验通 常存在的误区?标准对灯具潮湿要求是什么?灯具潮湿试验关键是什么? 

二、 空气中的湿度 大自然中的空气是混合气体,由干空气和水蒸气组成。地面上自然环境中 共2页 第2页 干空气组成和比例基本稳定不变。但是水蒸气变化很大。要表示空气中存在的 含水量(水蒸气),引出空气湿度,表征空气中含水量的含水情况。 从理想气体状态方程知: R T PV 1) 式中:p-气体压力,单位:Pa v-气体的比容(气体的体积(v/气体的质量(m)单位:m3 /kg T-气体的绝对温度 单位:K R-气体常数(取决于气体性质) 空气绝对湿度由每立方米空气中含水蒸气量表示: ρ V GS R T P S S 2 ρ--空气绝对湿度(g/m3 Gs--含水蒸气量(g) 空气是由压力、体积、温度和气体性质决定了混合气体中干空气和水蒸气构成 比例,又从下式知: Bpgps 3 VVgVs 4 TTgTs 5) 式中: B ―― 空气总压力; VVgVs―― 空气、干空气、水蒸气的体积; TTgTs ―― 空气、干空气、水蒸气的绝对温度 pgps―― 干空气、水蒸气的分压力 空气中干空气、水蒸气有其压力相关,水蒸气越多其分压力越大。当在一定的 温度、压力下当空气中的水蒸气含量达到极限,这时水蒸气含量到吸收、析出 共3页 第3页 相平衡时,即达到饱和。也称为饱和湿度。由此,仅用绝对湿度来衡量空气的 湿度是不圆满的,不同的温度、压力下空气的饱和湿度是不同的,当在 1 个大 气压;25℃环境下,空气达到饱和湿度时, 1 立方米空气含水蒸气量为 23.05g, 环境温度上升到 30℃;1 立方米空气含水蒸气量为 23.05g 时的湿度,仅占 30 ℃时的饱和湿度的 75%。为较圆满的表征空气中的湿度,空气中析出水分的 能力大小用相对湿度表征: (即空气中湿度和空气中饱和湿度之比) RHρ )= Z Z b ×100 ⇒ RHρ )= p p sb s b×100% (6 RHρ )--相对湿度 Z ――空气含水蒸气 Z b ――空气达到饱和含水蒸气 由 6 式知:相对湿度是由空气中的湿度与同条件下的饱和湿度之比;又是同条 件水蒸气的分压力和饱和水蒸气的分压力之比值。 在一定的压力下,当空气中水蒸气含量超过饱和时(空气相对湿度大于 100%),空气中的水蒸气含量超过吸收湿气极限。空气中会凝露析出水的时候 的温度,称为露点温度。 

三、普通灯具潮湿试验原由 一般灯具是在自然环境下使用的,给人们照明的工具。自然环境中大气总 存在水蒸气,随着昼夜气温的变化,天气和季节的轮换,刮风下雨气候,使空 气中含的湿气(水蒸气)有很大不同。当夏天下雷雨前的低气压状况,空气绝 对湿度很高,相对湿度也很高,这就对灯具使用时的绝缘层和爬电距离的绝缘 电阻和电气强度是一个考验,同样,白昼到夜晚的气温变化,从下图 1 中可以 看出,随着干球温度线随温度渐渐下降,湿球温度线越来越接近干球温度线, 干球温度下降很大,湿球温度下降缓慢。两根曲线逐渐接近。表明水蒸发的能 力减弱,空气中凝露析出水的几率增大。随着温度下降,绝对湿度略降,相对 共4页 第4页 湿度增加。 由此灯具在自然环境中长期使用,灯具不断接受潮湿空气侵袭的,对灯具 不断影响,降低灯具的绝缘性能。 图 1 干球温度℃ 湿球温度℃ O t 16:00 次日 8:00 灯具长期使用,受潮湿空气侵袭主要为物理和电气二个方面。 物理性能影响:金属材料受潮湿空气侵袭,产生化学腐蚀、表面氧化、涂 层脱落和强度降低等。非金属易受潮材料受潮湿空气侵袭,会使体积变化,产 生组织疏松。绝缘衬垫、导线等老化变质,强度降低。 电气性能影响:当潮湿空气侵袭灯具后,绝缘材料表面会形成一层薄薄水 膜,水的电离而使绝缘材料的绝缘性能下降,电气强度减弱。吸湿的绝缘材料 吸湿后膨胀,干燥后的收缩,降低接触力、金属材料表面的受潮后加速氧化锈 蚀而使其接触电阻增大。 各种灯具在自然环境中使用受潮湿侵袭的状况是很复杂的,但主要是通过 灯具的呼吸、吸收、扩散、凝露、吸附这几种方式。密封灯具的呼吸效应尤为 明显。灯具作为高发热电气。开灯时,灯腔温度上升,灯腔内气体受热膨胀, 共5页 第5页 产生正压,而慢慢的排出腔体。关灯,灯腔温度慢慢下降,灯腔内气体受冷收 缩,腔体产生负压,慢慢吸收自然环境中空气,环境空气中的水蒸气也带入腔 体,使腔体内家零件受湿气吸收、吸附。循环进行。湿气侵袭灯具,水蒸气中 的杂质遗留在电气表面;灯具材料老化;使灯具电气的绝缘性能下降,电气强 度减弱。因此潮湿试验是检测灯具在潮湿环境下耐受潮湿空气侵袭的安全性 能。是保障安全的重要一环。

 四、 普通灯具潮湿试验通常存在的误区 在潮湿试验时,有以下几种情况:⑴样品未到 t~(t4)℃之间,把样 品放入 25℃的潮湿试验箱中进行测试。⑵将样品放入还未到标准要求的空气 温度 t~为 20℃~30℃之间任一适宜值温度试验箱中,进行潮湿试验。⑶还有 未预处理直接把样品放入潮湿试验箱中同时进行潮湿试验。这都不可取的。 

五、灯具潮湿试验的标准要求《灯具一般安全要求于试验》GB7000.1-2002” 9.3.1 条指出,潮湿试 验灯具在潮湿箱内,置于正常使用中最不利的位置。潮湿箱内空气的相对湿 度保持在 91%~95%。空气温度 t~为 20℃~30℃之间任一适宜值,所有能 放置样品的地方空气温度的误差应保持在 1℃之内。 样品放入潮湿箱之前,样品的温度应达到 t~(t4)℃之间,样品应在 潮湿箱内放置 48h

潮湿试验必须按下述条件进行试验,而且必须同时符合: 

a、 灯具样品的预处理。样品试验时的温度应达到 t~(t4)℃之间。

b、 灯具置于正常使用中最不利的位置(最易受潮位置)。放在试验箱内 

c、 试验箱空气温度 t 20℃~30℃之间任一适宜值。试验箱空气温度 的误差应保持在 1℃之内。 

d、 潮湿箱内空气的相对湿度波动在 91%~95%之间。 

e、 试验时间 48 小时。 如果未按上述条件试验,就有可能背离潮湿试验的初衷。

下面举例说明: 共6页 第6

 ㈠、假如我们潮湿试验时试验箱温度设定 25℃,样品温度为 23℃。相差 仅仅 2℃,对于我们的感觉器官来讲,温差很小,几乎感觉不出来。但是我们 图 2 从图 2 中就能看出:当 25℃时相对湿度 90%时的垂线(等湿线)和 23℃时的 等温水平线相交点已在 100%相对湿度以下,达到露点温度。样品上受到和超 过 100%相对湿度,表明样品上已有凝露水析出,这就是电气部分带水。显然 不是潮湿试验要求试验内容。即使随着试验进行,水蒸发,重新形成平衡,但 是水的蒸发,遗留下来过多的杂质也会影响到灯具的电气性能,也就意味着潮 湿试验超过标准要求,影响试验结果的正确性。也是标准之所以规定温度变化 小于 1℃,相对湿度 91%~95 之间的原因。 

㈡、假如将样品放入还未到标准要求的试验箱空气温度 t~为 20℃~30 ℃之间任一适宜值温度试验箱中,进行潮湿试验。

主要分二种状况。 

a、试验箱内的温度偏高,就像前面的状况,而且可能比前面的状况更严 重。潮湿试验箱试验降温,引起相对湿度增大或达到露点温度,析出水分。灯 具在相对高湿度中进行试验。而灯具吸附空气的水蒸气,达到露点温度,液化 吸热。引起灯具内部大量积水,可能通不过绝缘电阻测试和介电强度试验,不 符合潮湿试验的状况。 湿空气焓湿图 大气压 1013.25mbar(102 Pa) 760mmHg 25 RH95% 23℃ 共7页 第7 

b、试验箱内的温度低于标准要求,则试验箱在升温加湿过程,试验箱运 行状况: 加温――温度的升高――相对湿度降低(不同温度含水蒸气不同)――加 湿――相对湿度上升――温度降低(潜热作用)――加温 循环进行运行一段时间达到设定试验要求。 从湿度试验箱运行状况就显然不符合试验状况,温度、湿度的变化已超出标准 要求,已不符合试验规定,不能作为试验检测依据。 

㈢、潮湿试验箱已到标准规定的空气温度 t~为 20℃~30℃值。灯具样品 未预处理直接把放入潮湿试验箱中进行潮湿试验。

主要分二种状况。 

a、假如灯具样品温度偏低,一般灯具试验时就像㈠种状况,低于露点点 温度,析出水分,密封灯具由于升温,内部压力大于环境压力,无呼吸状况, 湿气无法进入,影响实验。 

b、假如样品温度偏高,从焓湿图可以看出,在潮湿试验过程中普通灯具 降温过程,蒸发过程远大于吸附过程,灯具不易吸附潮气,而密封灯具由于降 温内部压力小于环境压力,吸收过多的湿气,引起凝露,达不到试验的要求, 也就不能完成实验的目的。 

六、潮湿试验正确方法。 普通灯具潮湿试验目的是,使产品在一般环境温度下,相对湿度较高的条 件中灯具内部和外部保证充分吸收接近相对饱和潮气(不是水),考核其在潮 湿的环境下的绝缘电阻和电气强度,确定其安全性能。

因此,潮湿试验正确方 法和步骤是:

 ㈠、将徒手可取下的部件取下,敞开电缆引入口,诺有敲落孔的打开其中 一个使潮气能充分进入。
 ㈡、灯具样品潮湿试验前充分预处理。灯具样品温度应达到
t~(t4) ℃之间。最佳温度在 22≤t≤32℃之间,处理时间大于 4h。这是必不可少的 一环。这是保证样品试验时不会低于露点温度,不凝露析出水的前提,才符合 共8页 第8页 潮湿试验要求。 

㈢、潮湿试验箱预运行。根据前面预处理的设定 t 温度,试验箱温度控制 在(t-2) ℃,波动小于 1℃,湿度控制 RH93%波动小于 RH2%(RH91%~ 95%)运行到设定要求适宜值。这时在样品放入潮湿试验箱时,防止了样品上 不会有水凝露析出。 

㈣、灯具置于正常使用中最不利的位置。即最容易进入潮湿空气的状态, 放入试验箱。同时,为潮湿试验完成时的绝缘电阻和介电强度测试做好准备, 比如垫好绝缘,接上试验引线,使灯具绝缘电阻和介电强度测试能在试验箱内 安全进行,最快完成。试验温度控制根据预处理设定温度控制(t-2) ℃(即试 验箱空气温度 t~为 20℃~30℃之间适宜值)。 

㈤、连续不间断运行试验 48h 潮湿试验。 

㈥、48h 潮湿试验后,切断潮湿试验箱电源,在保证绝缘电阻和介电强度 试验能安全在试验箱中进行的前提下,不打开试验箱的门,最短时间内,进行 绝缘电阻和介电强度试验。在潮湿试验箱内不能进行绝缘电阻和介电强度试验 的,要在潮湿试验箱取出后尽快进行绝缘电阻和介电强度试验。保证试验结果 的正确性。 通过上述六步顺序的潮湿试验,才能保证了潮湿试验是结果正确。正确反映灯 具的耐潮湿性能。也达到了我们进行潮湿试验的目的。cqc认证