Überhitzt und verformt sich Ihre Steckdose zu Hause? Ist die Wärme Ihres Netzteils eine versteckte Gefahr? Können industrielle Schaltschränke extrem hohen Temperaturen standhalten? Diese kritischen Fragen zur elektrischen Sicherheit werden alle durch einen "Unsichtbaren Inspektor" beantwortet — den Kugeldrucktest.

Der Kugeldrucktest scheint einfach durchzuführen zu sein, aber er steht in direktem Zusammenhang damit, ob elektrische Geräte aufgrund hoher Temperaturen während des Langzeitgebrauchs einen Isolationsfehler erleiden, der weitere Stromschläge, Kurzschlüsse oder sogar Brände verursachen kann. Egal ob Haushaltssteckdosen, Netzteile oder die Gehäuse von industriellen Steuergeräten, alle müssen den Kugeldrucktest bestehen, um die Sicherheit bei Nennbetriebstemperatur und unerwarteten Hochtemperaturumgebungen zu gewährleisten.

Der Kugeldrucktest ist eine Testmethode, die den Widerstand von Isolierkomponenten elektrischer Geräte unter "mechanischem Druck + Hochtemperaturumgebung" simuliert.

Sein Kernprinzip ist wie folgt: Verwenden Sie einen Stahl-"Kugeleindruckkörper" mit einem festgelegten Gewicht (20 N) und einem festgelegten Durchmesser (5 mm), um auf die Oberfläche des zu prüfenden Isoliermaterials zu drücken. Erhöhen Sie gleichzeitig die Temperatur der Testumgebung auf die "Nennwärmebeständigkeitstemperatur" des Materials (oder die maximal erwartete Temperatur des Geräts während des Normalbetriebs) und halten Sie diese für einen bestimmten Zeitraum (normalerweise 1 Stunde) aufrecht. Nach dem Test abkühlen lassen auf Raumtemperatur. Beurteilen Sie, ob das Material die Sicherheitsanforderungen erfüllt, indem Sie den "Eindruckdurchmesser" messen, der auf der Oberfläche des Isoliermaterials verbleibt. Wenn der Eindruckdurchmesser 2 mm nicht überschreitet, ist die Wärmebeständigkeit des Materials qualifiziert; andernfalls gilt es als nicht qualifiziert.

Aus Sicherheitsgründen hat der Kugeldrucktest zwei Kernfunktionen:

• Verhindern von "thermischem Verformungsversagen" von Isoliermaterialien: Wenn elektrische Geräte arbeiten, erzeugen interne Komponenten (wie Transformatoren, Widerstände, Chips) Wärme, wodurch die Temperatur von Isolierkomponenten (wie Gehäusen, Klemmenhülsen) erhöht wird. Wenn das Isoliermaterial eine schlechte Wärmebeständigkeit aufweist, kann es sich unter der kombinierten Einwirkung von Temperatur, Eigengewicht und äußerem Druck (z. B. der Befestigungskraft während der Installation) stark verformen, sogar Risse aufweisen oder zusammenbrechen. Dies setzt weitere interne stromführende Komponenten frei und birgt die Gefahr eines Stromschlags für Menschen.
• Vermeiden von "Brandgefahren durch thermische Alterung": Minderwertige Isoliermaterialien beschleunigen die Alterung und erweichen bei hohen Temperaturen. Sie verlieren nicht nur ihre Isolierschutzfunktion, sondern können sich auch zersetzen und bei hohen Temperaturen brennbare Substanzen bilden. Sobald sie mit internen Hochtemperaturkomponenten oder elektrischen Funken in Kontakt kommen, können sie leicht Brände verursachen. Der Kugeldrucktest simuliert extreme Arbeitsbedingungen, um Materialien mit unzureichender Wärmebeständigkeit im Voraus auszusortieren und solche Gefahren von der Quelle zu beseitigen.

Der Kugeldrucktest scheint einfache Schritte zu haben, aber die Parameterkontrolle jedes Glieds beeinflusst direkt die Genauigkeit der Ergebnisse. Er muss in strikter Übereinstimmung mit dem Standardverfahren durchgeführt werden, das in 5 Schritte unterteilt ist:

1. Probenvorbereitung: Repräsentativität und Integrität sicherstellen
   Schneiden Sie "repräsentative Proben von Isolierkomponenten" aus dem zu prüfenden Produkt. Die Probengröße muss den Testanforderungen entsprechen (normalerweise eine Dicke von nicht weniger als 3 mm und eine Oberfläche, die groß genug ist, um die Eindrückung des Kugeleindruckkörpers aufzunehmen). Die Probenoberfläche muss sauber und frei von Kratzern und Ölflecken sein, um zu vermeiden, dass Verunreinigungen die Genauigkeit der Eindruckmessung beeinträchtigen.
2. Testbedingungen festlegen: "Temperatur, Druck, Zeit" präzise steuern
   Stellen Sie die Temperatur der Heizkammer gemäß den Produktstandardanforderungen ein. Verbinden Sie den Kugeleindruckkörper mit einem Durchmesser von 5 mm mit einem Gewicht von 20 N und stellen Sie sicher, dass der Kugeleindruckkörper mit gleichmäßigem und stabilem Druck senkrecht auf die Probenoberfläche drückt. Wenn sich die Temperatur der Heizkammer auf dem eingestellten Wert stabilisiert hat, starten Sie die Zeitmessung und halten Sie sie 1 Stunde lang aufrecht.
3. Konstante Temperaturaufrechterhaltung: Langzeit-Hochtemperatur-Arbeitsbedingungen simulieren
   Überwachen Sie während des Tests die Temperatur der Heizkammer in Echtzeit, um sicherzustellen, dass die Temperaturschwankung ±2℃ nicht überschreitet, wodurch Testabweichungen, die durch instabile Temperaturen verursacht werden, vermieden werden. Stellen Sie gleichzeitig sicher, dass der Kugeleindruckkörper in engem Kontakt mit der Probenoberfläche bleibt, ohne sich zu verschieben. Wenn die Probe sich unter hoher Temperatur vorzeitig stark verformt, notieren Sie die Verformung als Grundlage für die spätere Beurteilung.
4. Abkühlen und Eindruckmessung: Das Schlüsselglied zur "Ergebnisbeurteilung"
   Nehmen Sie nach Ablauf der Testzeit die Probe sofort aus der Heizkammer und kühlen Sie sie auf Raumtemperatur von 23℃±2℃ auf natürliche Weise ab (verwenden Sie kein kaltes Wasser oder andere Methoden zur schnellen Abkühlung, um ein Schrumpfen des Materials zu vermeiden, das die Eindruckgröße beeinflusst). Verwenden Sie ein Messwerkzeug mit einer Genauigkeit von nicht weniger als 0,01 mm (z. B. ein Mikroskop oder einen Messschieber), um den "maximalen Durchmesser" des Eindrucks auf der Probenoberfläche zu messen. Beachten Sie, dass der Eindruck kreisförmig oder elliptisch sein kann, daher muss der Benutzer den Durchmesser des längsten Teils messen. Vergleichen Sie mit den Standardanforderungen: Wenn der Eindruckdurchmesser ≤2 mm beträgt, wird die Probe als "qualifiziert" beurteilt; wenn der Durchmesser ＞2 mm beträgt, wird sie als "nicht qualifiziert" beurteilt, was darauf hindeutet, dass die Wärmebeständigkeit des Materials die Anwendungsanforderungen nicht erfüllen kann.

Als "grundlegender, aber entscheidender" Test für die elektrische Sicherheit scheint der Kugeldrucktest nur einen kleinen Eindruck zu messen, aber er trägt die wichtige Verantwortung, das Leben und das Eigentum der Benutzer zu schützen. Für Hersteller ist die strikte Durchführung des Kugeldrucktests und die Auswahl von Isoliermaterialien, die den Anforderungen entsprechen, eine Voraussetzung dafür, dass Produkte in Übereinstimmung mit den Vorschriften auf den Markt gebracht werden. Für Verbraucher ist das Verständnis der Bedeutung des Kugeldrucktests und die Beachtung, ob elektrische Produkte relevante Sicherheitszertifizierungen erhalten haben (was impliziert, dass der Kugeldrucktest bestanden wurde), beim Kauf ein wichtiger Weg, um Sicherheitsrisiken zu vermeiden.

Da sich elektrische Geräte in Richtung "Miniaturisierung und hohe Leistung" entwickeln, wird die Dichte der internen Komponenten höher und die Wärmeentwicklung nimmt zu. Dies stellt höhere Anforderungen an die Wärmebeständigkeit von Isoliermaterialien. Dies bedeutet, dass die Bedeutung des Kugeldrucktests immer wichtiger wird. Nur durch die Einhaltung des Prinzips "die Teststandards nicht zu senken und die Testverfahren nicht zu vereinfachen" kann jedes elektrische Produkt mit zuverlässigen Isolationssicherheitsgarantien ausgestattet werden.