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隨著市場(chǎng)的變化需求與技術(shù)的更新，UL的標(biāo)準(zhǔn)也不斷與時(shí)俱進(jìn)，漆包線UL認(rèn)證是依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)UL1446第8版，2019年11月13日發(fā)布，最近一次修訂是在2020年11月19日。同時(shí)參考標(biāo)準(zhǔn)ASTM D2307 和NEMA MW 1000。

圖1：UL認(rèn)證內(nèi)容樣式

什么是漆包線？

漆包線的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，由導(dǎo)體和絕緣層兩部分組成。因其絕緣強(qiáng)度高、占用空間小、散熱好等優(yōu)點(diǎn)作為線圈繞組在電機(jī)和變壓器廣泛使用。

常見(jiàn)的漆包線可分為以下幾種類(lèi)別：

美標(biāo)ANSI中根據(jù)漆包線的漆膜成分、溫度等級(jí)和導(dǎo)體類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，就是我們常見(jiàn)的ANSI Type，詳見(jiàn)NEMA MW1000 Page vii。每一個(gè)ANSI Type的漆包線對(duì)應(yīng)的漆膜成分、溫度等級(jí)和導(dǎo)體類(lèi)型都是固定的。通常來(lái)說(shuō)，圓銅線基本上都有對(duì)應(yīng)的ANSI Type，扁線和鋁線不一定有。

圖2：常見(jiàn)漆包線ANSI Type舉例

UL漆包線認(rèn)證技術(shù)要點(diǎn)

通常來(lái)說(shuō)，UL認(rèn)證漆包線需要做四個(gè)測(cè)試：

- 熱老化測(cè)試（Full Thermal Aging Test or One Temperature Thermal Aging Test）

- 絕緣強(qiáng)度測(cè)試（Dielectric Strength Test）

- 拉伸和熱沖擊測(cè)試（Elongation and Heat Shock Test）

- 紅外光譜分析測(cè)試（Infrared Analysis - IR）

漆包線UL認(rèn)證有兩種情況：一種是三個(gè)溫度點(diǎn)老化測(cè)試，指待認(rèn)證的漆包線的漆未取得UL認(rèn)證的情況；另一種是一個(gè)溫度點(diǎn)老化測(cè)試，指待認(rèn)證的漆包線使用的漆或漆膜組合已取得UL認(rèn)證。針對(duì)銅包鋁漆包線，即使銅包鋁漆包線使用的漆已有UL認(rèn)證，同樣需要做三點(diǎn)老化。

自粘性漆包線如果其漆膜組合即包含自粘層在內(nèi)的所有漆膜作為一個(gè)整體已取得UL認(rèn)證，則只需做一個(gè)溫度點(diǎn)老化，否則需要做三個(gè)溫度點(diǎn)老化。

測(cè)試時(shí)圓線可以代表扁線，漆包銅線可以代表漆包鋁線，反之則不能。

1. 熱老化測(cè)試

長(zhǎng)期熱老化測(cè)試，通常選擇三個(gè)溫度點(diǎn)或三個(gè)以上溫度點(diǎn)進(jìn)行加速老化，俗稱(chēng)為“三點(diǎn)老化”。

老化測(cè)試的樣品是漆包線絞線對(duì)，絞線對(duì)的制作需要符合ASTM D2307或NEMA 1000標(biāo)準(zhǔn)要求，包括制作絞線對(duì)時(shí)需要施加的重量、扭絞的圈數(shù)、絞線區(qū)域的有效長(zhǎng)度、及絞線對(duì)兩個(gè)端部的長(zhǎng)度等。在制作絞線對(duì)時(shí)，線徑不同，需要的力和扭絞圈數(shù)也會(huì)不同。絞線區(qū)域的有效長(zhǎng)度與線徑無(wú)關(guān)，有效長(zhǎng)度均為121±6 mm， 兩個(gè)端部至少50mm長(zhǎng)。每個(gè)溫度點(diǎn)至少10個(gè)絞線對(duì)，并安裝在絞線對(duì)架子上進(jìn)行高溫老化測(cè)試。

圖3 絞線對(duì)及絞線對(duì)架

高溫老化的測(cè)試流程：

先將樣品放入烤箱進(jìn)行篩查，以確保所有測(cè)試樣品都是符合要求的。完畢后對(duì)樣品進(jìn)行老化，每一個(gè)老化周期結(jié)束后，進(jìn)行耐壓測(cè)試，測(cè)試結(jié)束后繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)周期的老化，直到每個(gè)溫度點(diǎn)的10個(gè)絞線對(duì)都耐壓擊穿，老化測(cè)試結(jié)束，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

如何選取三點(diǎn)老化的三個(gè)測(cè)試溫度點(diǎn)？

測(cè)試溫度點(diǎn)的選擇是基于客戶(hù)申請(qǐng)的溫度等級(jí)，通常低溫點(diǎn)會(huì)選擇在申請(qǐng)溫度等級(jí)+20°C上進(jìn)行測(cè)試，中溫點(diǎn)為低溫點(diǎn)+20°C，高溫點(diǎn)為中溫點(diǎn)+20°C。比如，客戶(hù)申請(qǐng)的溫度等級(jí)是180°C，那么通常來(lái)說(shuō)設(shè)定的三個(gè)老化測(cè)試溫度點(diǎn)分別為 200°C，220°C和240°C。

每個(gè)溫度點(diǎn)的初始老化周期則是依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D2307 表3來(lái)設(shè)定。實(shí)際上，在老化測(cè)試進(jìn)行過(guò)程中根據(jù)實(shí)際的測(cè)試進(jìn)行情況有可能需要增加溫度點(diǎn)，也有可能需要調(diào)整老化周期。

漆包線三點(diǎn)老化測(cè)試的數(shù)據(jù)要求：

漆包線老化測(cè)試數(shù)據(jù)分析的理論基礎(chǔ)是“阿倫尼烏斯方程”。 

測(cè)試結(jié)束后，低溫點(diǎn)的老化對(duì)數(shù)平均時(shí)間（log average hour）不得低于5000小時(shí)，高溫點(diǎn)的老化對(duì)數(shù)平均時(shí)間（log average hour）不得低于100小時(shí)。另外，三個(gè)溫度點(diǎn)擬合的斜線的相關(guān)系數(shù)（ correlation coefficient）不得小于0.95。否則，都將被視為測(cè)試不符。在滿(mǎn)足以上要求的情況下，我們會(huì)對(duì)老化測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而推算出該漆包線能夠取得的溫度等級(jí)。

圖4：溫度等級(jí)推算斜線

如何選取一點(diǎn)老化的溫度點(diǎn)？

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)UL 1446 SB4.4條款，通常選擇已取得UL認(rèn)證的漆包線漆的測(cè)試數(shù)據(jù)中老化時(shí)間接近1000小時(shí)的溫度點(diǎn)來(lái)做測(cè)試，一般情況下會(huì)取中溫點(diǎn)，但如果漆包線漆的測(cè)試數(shù)據(jù)中沒(méi)有老化時(shí)間接近1000小時(shí)的溫度點(diǎn)，則會(huì)根據(jù)漆包線漆原來(lái)測(cè)試數(shù)據(jù)的線性關(guān)系來(lái)選擇老化時(shí)間接近1000小時(shí)的溫度點(diǎn)，這時(shí)這個(gè)溫度點(diǎn)并不同于漆包線漆原來(lái)的測(cè)試溫度點(diǎn)。該老化溫度點(diǎn)結(jié)束后，將其帶入漆包線漆原來(lái)評(píng)定的斜線上擬合，相關(guān)系數(shù)不得小于0.95，否則，將被視為測(cè)試不符。

2. 絕緣強(qiáng)度測(cè)試

絕緣強(qiáng)度測(cè)試的樣品也是絞線對(duì)，數(shù)量5對(duì)。測(cè)試時(shí)以500V/S 的升壓速率施加電壓直到擊穿，記錄擊穿時(shí)電壓。NEMA MW1000標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于絕緣強(qiáng)度的要求會(huì)根據(jù)線徑不同、漆膜厚度不同、漆包線類(lèi)型不同而不同。

3. 拉伸和熱沖擊測(cè)試

拉伸和熱沖擊測(cè)試的樣品是3根254mm的漆包線。

先將漆包線以3.7- 4.6 m/sec的速率急拉至要求的伸長(zhǎng)率，然后將急拉后的樣品繞到芯棒上，再將繞好后樣品放到指定溫度的烤箱中30min，樣品在烤箱中需要懸空放置。出烤箱后，檢查烘烤后的樣品是否有漆膜開(kāi)裂或脫落。在這個(gè)測(cè)試中，通常芯棒的直徑是漆包線直徑的3倍。

烤箱的指定溫度是按照NEMA MW1000標(biāo)準(zhǔn)中針對(duì)該ANSI Type 的漆包線所規(guī)定的溫度設(shè)定，通常是漆包線溫度等級(jí)+20°C。

4. 紅外光譜分析測(cè)試

紅外光譜分析測(cè)試依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)UL746A，只是確認(rèn)漆膜的化學(xué)成分，建立紅外圖譜并留存。漆包線認(rèn)證后，每年會(huì)有跟蹤檢驗(yàn)服務(wù)時(shí)會(huì)抽樣做測(cè)試，抽取的樣品上漆膜所做出的紅外圖譜需要與認(rèn)證時(shí)樣品上建立的紅外圖譜進(jìn)行比對(duì)，兩個(gè)紅外圖譜必須能比對(duì)上。

除了紅外光譜分析，每年的后續(xù)跟蹤檢驗(yàn)服務(wù)中，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)抽取的漆包線還需要做兩個(gè)測(cè)試：絕緣強(qiáng)度測(cè)試和拉伸和熱沖擊測(cè)試，熱老化測(cè)試則不需要。理論上，認(rèn)證需要的樣品是要固化完全的漆包線，如果是固化不完全的漆包線，則會(huì)有兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，一個(gè)是認(rèn)證時(shí)可能會(huì)對(duì)老化測(cè)試的性能表現(xiàn)有影響，另外就是后續(xù)跟蹤檢驗(yàn)抽樣時(shí)可能會(huì)有圖譜差異。

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