对低压电器球压试验的研究

　　由于球压试验受外部条件影响的因素较多，如温度、时间。压痕直径有时在1 mm之内，对于很小的距离而言，对压痕的测量点的选择不同，使用不同的测量仪器都可能得到不同的测试数据，产生差异，所以球压试验也常被作为试验室间的比对试验项目及国际比对试验项目。但在低压试验室常用的标准如GB16917.1—2003和IEC61009—1∶1996的条款9.14耐热试验中并未详细讲解球压试验的过程和压痕直径的测量方法。本文将针对球压试验进行详细讲解和分析，探讨对压痕边界的确定方法。

　　1 球压试验的仪器准备和试验过程

　　1.1 仪器设备

　　应准备符合标准要求的试验仪器设备：球压试验装置、鼓风干燥箱、温度数据记录仪、测量压痕用的显微镜或投影仪等、记录时间的电子秒表或其他有效计时仪器。所有设备都确保在有效期内使用。

　　应注意球压试验装置的末端应为完整球形，不可采用不完整球形，如图1所示。而以前所用的球压试验装置如图2所示，因为其末端为不完整球形，所以固定的锥面很大程度会影响产生压痕的大小。鼓风干燥箱的容积/体积也应详细记录。　　

　　1.2 试验过程

　　将球压试验装置和样品支架一并放入加热箱。在预定放样品处放好热电偶，使用热电偶是因为很多加热箱的指示温度和箱内的实际温度并不一致，尤其是样块附近处的温度更应准确测量。设定加热箱温度为要求温度，设定加热箱工作时间为24 h。试验室的经验交流中也规定了对于200 ℃以上的温度，往往需要13 h以上的预热时间。对加热箱工作过程中检验员应多次记录箱内实际的温度变化情况，以便知道箱内温度何时达到热平衡。

　　事先将支架放入加热箱是为了减少支架带给试验结果的影响，如果等加热箱达到热平衡后才放入支架，支架要吸收大量的热，延长加热箱下一次达到热平衡的时间，减小了样品在试验温度下的作用时间，降低了试验的严酷条件。

　　频繁记录加热箱内温度，待达到热平衡后，在该时刻t+10s时打开加热箱，把样品放进箱内的支架上并压好球压装置。继续记录温度变化过程。IEC 60695—10—2∶2003对试验样品有严格的规定，所以放入箱内的样块应满足该要求：厚度≥ 2.5 mm;试验样品应为边长≥ 10 mm 的正方形或直径≥ 10 mm 的圆，厚度为(3.0±0.5)mm ，表面应平整。

　　开箱后，箱内的温度急剧下降，关箱后箱内温度需要重新调节平衡，为减少开箱造成的温度波动幅度，要注意应尽可能地缩短开箱时间，也要减小刚达到设定温度时的上冲温度，具体做法：关箱后可把加热箱的设定温度调到略低于试验温度，当达到指定温度时再把加热箱的设定温度设定到试验温度。放置样品要确保球压装置在样品上不再产生任何移动。也就是说鼓风干燥试验箱的热空气循环流动不允许干扰放置样品的中央位置，热气流应沿箱边缘流动，放置区域的温度必须均匀一致;箱门的关闭不能造成球压装置在样品上的位移，否则压痕必有重印，影响试验结果的准确性。