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各国插头电源线弯曲(摇摆)试验方法探讨
各国插头电源线弯曲(摇摆)试验方法的探讨
Discussion of test method for bending test (flexing test) of power cord.

西思特jeremyho88(何京-安规网版主)发表在安规网等BBS上,由gangzi整理及补充。(其它来源均系转载或抄袭)

插头电源线/家用电器/手持电动工具弯曲试验机(摇摆试验机)简介
Power cord/Home appliances/Hand-held electric tools Flexing tester/ bending tester
有图完整版下载地址:
http://www.cestr.com/cn/support/down.asp
With photos of the full version download add: http://www.cestr.com/en/support/down.asp
各种插头电源线/家用电器/手持电动工具弯曲试验机(摇摆试验机)简介
http://www.cestr.com/cn/news/show.asp?id=248

(此文插头和器具连接器一并讨论,文中不讲各国试验标准要求,如有讨论或咨询请依联络方式)

经常听同行说: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?
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。  

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RH-7063C(单工位), RH-7078F/H(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(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?
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。


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

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。

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:
右边是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.


下边是日本JIS(台湾CN)的方法,也是夹紧插头本体,也要注意档线部分,和UL有些不同
下边是IEC(GB)的方法, 注意夹紧的是插头的端子。挡线部分干脆没有。当然也不能乱摆动。至于怎样才能不摆,前面的帖子里有说明哦



夹紧本体和夹紧端子对弯曲的结果究竟有无影响呢?欢迎发言.
  
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:TEL:0755-27290805


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