第 7章 非金属材料试验

掌握耐热试验的条件及方法掌握耐燃试验的条件及方法 掌握耐漏电起痕试验的条件及方法

热塑性的塑料种类比较繁多。主要是要针对常见的塑料进行细分。 一般把塑料放在水上，如比水轻，可能是 PP 、 PE ，但 PE 比较软，一看就清楚了。 然后放在火上烧，能自动熄灭的一般就是 PVC 、 PC ，不能自动熄灭就是常见的 POM 、 PMMA 、 ABS 、 PS 等等。

热塑性塑料 热固性塑料可以回收利用（可以理解为加热后能否回收）

不能回收

7.l 耐热试验7.1.1 试验目的 非金属材料在温度升高到一定程度后，非金属材料与绝缘结构的特性会发生本质的变化。如会熔融或逐渐变软，机械强度急速下降。 变化将导致电气强度降低，绝缘电阻下降，爬电距离和电气间隙也将产生变化，严重时可造成电器短路，引起电气火灾、触电等事故。

目前国际上用于试验非金属材料耐热性能的试验方法采用球压试验。 通过直为 Φ5mm 的钢球给保持某一温度的被试非金属材料施加 20N 的力，检验被试件在这个力和温度的联合作用下，产生压痕的大小，以此来判定非金属材料的耐热性能。

7.1.2 试验方法试验程序： 选样→制样→试样预处理→选择试验温度→加热加压试样→试样恢复→测量压痕直径。 1 ．选样 根据 GB4706.1 的要求，对一个产品有三方面的非金属材料件需要进行该项试验：

a. 非金属材料制成的外部零件，如外壳上可触及到的非金属材料件元件（如开关、旋纽、操作杆）等。

b. 支持带电部件（包括连接）的绝缘材料零件，如接线端子、保持带电件定位的非金属材料件等。

c. 附加绝缘和加强绝缘作用的热塑性材料零件。

2. 制样 试验样品可直接从产品上拆下或割下，也可用产品的备件。试样的要求： a. 厚度：大于 2.5 mm ，如果达不到这一要求，允许用几块相同的材料件叠加。 b. 面积：大于 10 mm2×10 mm2( 或 Φ10 mm 圆片 ) ，允许磨制而成或用相同材料大于 10 mm2×10 mm2 的部件代替。

3. 试样的预处理 a. 清洁试样：一般用棉球和水或酒精清洗试样。 b. 预处理：将试样放置在温度 15℃C ～ 35℃ 和相对湿度 45 ％～ 75 ％的环境中放置 24h 。

4. 试验温度的选择 a. 一般的外壳非金属件取 75℃土 2℃ 或有关部位在正常运行下所测量最高温升加 40℃ 士 2℃ ，两者取较高值。 b. 保持带电部件在一定位置上的绝缘固定件取 125℃土 2℃ ，但有些标准要求的温度更高，如 IEC 60238( 爱迪生灯座 ) 等，因此对一些产品应注意产品标准中的规定。

c. 用于附加绝缘和加强绝缘的热塑性材料件，应选取 25℃土 2℃ 加上非正常运行时的最高温度。但如果温度低于 75℃土 2℃ （外部部件）或 125℃土 2℃ （支持带电部件的部件），则应取高者。

5. 加热加压将试样水平状态放置在规定温度的烘箱中，并将球压装置压向试样表面持续 1h(20N)

6. 试样恢复 取出试样后迅速放人冷水中，使试样在 10s 内冷却至接近室温，要注意备用有充足的冷水。 7.测量压痕的直径 将试样从冷水中取出用棉纱将试样擦干，然后用量具测量压痕直径（ 3 min内完成）。测量时对一个压痕要在几个方向上测量，以确定最大压痕直径 Dmax，直径精确到小数后一位。 测量方位

结果判定 a.Dma 大于 2 mm 判不合格， Dmax 不大于 2 mm, 判为合格。 b. 注意材料的分散性，对由于材料表面的汽泡或其它杂质而造成的无效压痕需重新测量。 c. 样品数量 : 一般取 5 块样品。 特别在临界状态下，应注意多取几个测点。

练习： 列出洗衣机、电吹风所有需要进行试验的部位及试验温度。

序号 试验部位 试验温度

7.2 耐燃试验7.2.1 灼热丝试验 1. 试验目的 电器中使用的非金属材料件由于过热

而引起着火危险。 a. 阻止点燃 b. 阻止火焰蔓延

2. 试验用的仪器设备

3. 试验方法 试验程序：选样→试样预处理→选择试验温度→施加试验温度→观察和测量。 (1) 选样 试样的结构形状应尽可能和实际的电器产品的结构形状一致。 可以用相同材料的模压试样来代替，其厚度应尽可能和实际电器产品（零部件）一致。

下列电器中的部件不用进行该项试验： a. 装饰物、旋钮和器具内部产生的火焰不可能蔓延到电器上的零部件 b. 手持式电器 c. 用手或脚来保持开关接通的器具 d. 用手连续加载的器具不进行该项试验。

无人照管器具 有人照管器具 其它外部部件

载流的连接件（及3mm 内的 )

灼热丝试验温度

载流的连接件（及3mm 内的 )

灼热丝试验温度

灼热丝试验温度

＞ 0.2A 750℃ ＞ 0.5A 750℃550℃

≤ 0.2A 650℃ ≤ 0.5A 650℃

（ 2 ）试验样品及温度

(3) 试验方法 被试样品的被试点所在平面应和灼热丝试验设备的灼热丝垂直。如果在试验中需要施加铺底层，典型的铺底层是由 10mm 厚的白松木板外包一层绢纸放置在灼热丝下 200mm±5mm 的位置，温度达到则开始计时，接触持续时间为 30s 士 1s ；另外要保证使灼热丝和试样接触 30s士 1s 期间内灼热丝的顶端在试样内能平滑移动，且限制在 7 mm之内。

(4) 观察和测量 进行家用电器产品灼热丝试验主要观察和测量如下情况： a. 灼热丝和试样接触后铺底层的起燃时间 t1 。 b. 灼热丝和试样接触后试样的起燃时间t2 以及灼热丝和试样脱离后试样后燃时间t3 。 c. 记录火焰的高度。

4. 试验结果的评定

下述情况为合格：

a. 试样未起火或不灼烧。

b. 铺底层未起燃或铺底层松木块未灼烧。

c. 后燃时间 t3≤30s 。

试验分组第一组：灼热丝试验观察第二组：列出洗衣机、继电器有需要进行试验的部位及试验温度。 然后交换。

序号 试验部位 试验温度

7.2.2 针焰试验 1. 试验目的 针焰试验是产生局部起燃后，是否导

致火焰扩大或蔓延而发生电器燃烧、是否波及周围的零部件，并引起周围部件起火，是评定家用电器产品是否耐燃的系列方法之一。

2. 试验设备

3. 试验方法（ 1 ）选择试样 a. 整件电器产品或组件或零部件。 b. 从电器上割下或拆下部分部件。 c. 在灼热丝试验期间，试样火焰高度内并可能受到火焰侵害的部件。 d. 选择三个试样进行此项试验。 e. 如规定可在单独模制件上进行试验，试样制备应符合相应标准要求

(2) 施加试验火焰

火焰施加点应选择在试样易受火焰影响的表面（此火焰是指起燃源所引起的）。

固定夹持试样时，应不对试验火焰或火焰蔓延效应产生影响。

在试样下方 200mm 十 5mm 处放置铺底层。一般情况试验火焰施加时间是 30s 土 1s ；

(3) 观察和测量

a. 施加试验火焰期间，观察试样或铺底层是否起燃，如起燃应记录起燃时间。

b. 观察铺底层的燃烧状况。

c. 产品标准要求的其它观察记录项目。

4. 试验结果评价

如果试样符合下列条件之一，试验合格

a. 试样没有起燃或灼烧现象，铺底层没有起燃或灼烧。

b. 试验火焰脱离试样后，试样后燃时间小于 30 s 。铺底层在 30 s 内不再燃烧或灼烧。

c. 三个试样至少二个试样通过试验。

d. 有些产品标准规定的合格判定条件。

问题 1 ：假设洗衣机上定时器的外壳不阻燃，（火焰高约 12mm) ，洗衣机的哪些部分要做针焰实验？

问题 2 ：如果是洗衣机上电机的绝缘件不阻燃（火焰高约 12mm) ，洗衣机的哪些部分要做针焰实验？

7.3 耐漏电起痕试验7.3.1 试验目的 耐漏电起痕试验模拟非常严重的环境的污染作用条件。目的是检验绝缘材料在规定的条件下是否能形成漏电痕迹，从而能在短期内区别固体绝缘材料漏电起痕的能力，保证电器产品在特定环境条件的使用安全

试验设备

试验方法 1. 选择试样： 如果试样是从电器产品上直接选择，应考虑电器产品的工作条件和电器产品本身绝缘材料所承受的电气强度（电应力） a. 正常工作条件 ( 一般不需试验）：绝缘体上没有导电沉积物，但有长期电场力的作用，或有轻微导电沉积物而受短期电应力作用，如封闭式电机的绝缘和一些封闭式开关等。

b. 严酷工作条件（ 175V ）：有轻微的导电沉积物和长时间的电应力，或有严重的导电沉积物和短时间的电应力，例如风扇加热器属于此类。

c. 极严酷工作条件（ 250V ）：有极严重的导电沉积物和长时间的电应力，或有极严重的导电沉积物和短时间的电应力，例如电冰箱上的一些绝缘件和洗碗机上的绝缘件属于此类。

d. 长期电应力（电场力）：即电器产品中的绝缘长期受到电场力的作用。

选择试样时要考虑的主要因素包括两个方面，即电器的工作条件和电器绝缘受到电场力的时间长短。 对相同工作条件的电器中的绝缘材料，所处的位置不同，也将有不同的结果，换句话说，同一电器中有些绝缘件是需要进行该项试验，而有些绝缘材料是不需要进行该项试验。因此在选择试样时，应对上述情况十分注意。

试样的形状和尺寸：试样的尺寸应大于 15mm×15mm, 厚度应不少于 3mm, 允许多块试样叠加一起，表面应平整无伤痕。在选择试样时应考核材料的方向性，如果试样表面不平整，也允许对试样表面研磨（但应在报告中说明）

4. 实施试验 （ 1 ）测定 PTI 值 将处理过的样品水平地放置在绝缘支撑板上，电极按规定的压力与试样表面良好接触。 用量规检查两电极之间的距离应为 4.Omm士 0.1mm 。接通电源并施加规定的电压值 (175V 、 250V ），同时启动滴液装置，使液滴 (0.1%的 NH4CL 氯化铵）以 30s 士 5s 的间隔滴到试样上，直到滴完 50滴或试样发生破坏为止（不超过 50滴）。

试验应在 5 个试验点上进行。如果在同一试样上进行多次试验，则应注意试验点之间要有足够的间隔，以保证试点上的飞溅物不污染其它的被试表面。

（ 2 ）测定 CTI 值 CTI 值的测定和 PTI 的测定过程变化不大，但在试验设备操作时，对每一个试验电压值，要注意调整设备的电极短路电流。在未知试验材料的 CTI 值时，一般从300V 电压开始，然后增减电压值（以 25 V 或 25 V倍数）进行试验。

5. 试验结果的判定 试验过程中如果电极之间的电流大于 0.5A, 过流继电器延时 2s 动作，或过流继电器虽未动作，但试样燃烧都认为已发生破坏。

作业： 洗衣机中哪些部件在什么情况下要做针焰试验？ 洗衣机中哪些部件要做耐漏电起痕试验？试验等级如何？