ГОСТ IEC 60730-1-2016. Межгосударственный стандарт. Автоматические электрические управляющие устройства. Часть 1. Общие требования
Приложение J
(обязательное)
ТРЕБОВАНИЯ К ТЕРМОРЕЗИСТОРАМ И УПРАВЛЯЮЩИМ УСТРОЙСТВАМ
С ТЕРМОРЕЗИСТОРАМИ
Приложение J дополняет или изменяет соответствующие разделы настоящего стандарта.
J.1 Область применения
J.1.1.1 Дополнение
Приложение J применяют к отдельным терморезисторам и к управляющим устройствам, использующим терморезисторы, сконструированные из легированной керамики или полимерных полупроводниковых материалов.
Приложение J касается безопасности, значений рабочих температур и испытаний управляющих устройств с терморезисторами как внутри управляющего устройства, так и удаленно от него.
Примечание - Терморезисторы могут быть использованы:
- в режиме самонагрева как саморегулируемые нагреватели и в аналогичных применениях;
- как элементы управляющего устройства; или
- как чувствительные элементы.
Приложение J не применяют к терморезисторам, функционально используемым в управляющих устройствах, где меры по обеспечению безопасности реализованы в управляющем устройстве.
Данные требования применяют к устройствам с положительным температурным коэффициентом (ПТК) и отрицательным температурным коэффициентом (НТК).
Компоненты управляющего устройства, такие, как ограничители тока, не предназначенные для замены устройств прерывания тока, таких, как предохранители, но которые предназначены для обеспечения уровня защиты от сверхтока, должны соответствовать требованиям конечного оборудования.
В соответствующих стандартах части 2 могут быть установлены дополнительные требования к терморезисторам, используемым в качестве управляющих устройств.
J.2 Термины и определения
J.2.15 Определения в отношении терморезисторов
J.2.15.1 терморезистор (thermistor): Термочувствительный полупроводниковый резистор, у которого, по крайней мере, часть характеристики "сопротивление/температура" (R/T) показывает существенно нелинейные изменения электрического сопротивления при изменении температуры.
Примечания
1 Изменение в температуре может возникнуть из-за протекания тока через терморезистор или как результат изменения температуры окружающей среды, или комбинацией обоих этих обстоятельств.
2 Терморезисторы не рассматривают как электронные устройства (см. приложение H).
J.2.15.2 позистор, ПТК терморезистор (PTC thermistor): Терморезистор с положительным температурным коэффициентом сопротивления, у которого при повышении температуры возрастает сопротивление на всей используемой части R/T-характеристики.
Примечания
1 Как вторичный эффект в позисторах происходит уменьшение сопротивления под воздействием напряжения.
2 Обычно в позисторах используемой частью R/T-характеристики является часть, в которой в определенных температурных пределах происходит ступенчатое увеличение сопротивления, ниже и выше этого предела сопротивление изменяется незначительно и постепенно. R/T-характеристика некоторых позисторов может иметь отрицательный наклон после постепенного незначительного увеличения сопротивления, следующего за его ступенчатым увеличением.
J.2.15.3 термистор, НТК терморезистор (NTC thermistor): Терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, который характеризуется уменьшением сопротивления при возрастании температуры на всей используемой части его R/T-характеристики.
J.2.15.4 терморезисторный управляющий элемент (thermistor control element): Позистор или термистор, который напрямую управляет нагрузкой, последовательно подключенной с ним.
Примечания
1 Управляющий терморезистор не предназначен для параллельного подключения к сети.
2 Типичными применениями являются ограничители тока, ограничители пускового тока, ограничители тока размагничивающих катушек и ограничители пускового тока двигателя.
J.2.15.5 саморегулируемый нагреватель (self-controlled heater): Позистор, который не имеет дополнительного температурного ограничителя, и который используют как нагревательный элемент из-за своего эффекта самонагрева.
Примечания
1 Обычно его подключают параллельно.
2 Обычно саморегулируемый нагреватель обеспечивает действие типа 2.
J.2.15.6 терморезисторный чувствительный элемент (thermistor sensing element): Позистор или термистор, который используют как датчик, и который не несет ток нагрузки.
J.2.15.7 значение B (B value): Характеристика термистора, которая выражает степень изменения сопротивления при вычислении в двух любых точках, указанных изготовителем на кривой сопротивление/температура (R/T).
J.2.15.8 ток насыщения Ih (hold current Ih): Максимальное значение тока, при котором позистор поддерживают в состоянии ВКЛЮЧЕНО при низком сопротивлении при номинальной температуре окружающей среды в течение времени, указанного изготовителем.
J.2.15.9 пусковой ток In (inrush current In): Пиковое значение тока, измеренное после подключения на номинальное напряжение при 25 °C +/- 2 К или при указанной изготовителем температуре окружающей среды.
J.2.15.10 ток срабатывания It (trip current It): Минимальное значение заявленного изготовителем тока позистора, ограничивающего ток, при котором позистор переключают с низкого сопротивления на высокое при указанной температуре или температурном диапазоне.
Примечание 1 - It = Y x Ih, где Y является коэффициентом тока срабатывания, заявленным изготовителем.
J.2.15.11 максимальный ток Iмакс (maximum current Iмакс): Значение тока, указанное изготовителем, которое удовлетворяет всем требованиям настоящего стандарта.
Примечание 1 - Для различных устройств, связанный с ними ток, обозначаемый как Iмакс, приведен в таблице J.1.
Таблица J.1
Максимальный ток
Устройство | Связанный ток Iмакс |
ПТК саморегулируемый нагреватель | Максимальный ток установившегося режима <a> |
ПТК пусковое устройство электродвигателя | Максимальный пусковой ток обмотки |
ПТК ограничитель тока, размагничиватель | Максимальный ток срабатывания <b> |
НТК ограничитель пускового тока | Максимальный ток установившегося режима |
ПТК или НТК чувствительный элемент | Не применяется |
<a> Для устройств с номинальной мощностью в ваттах, указанной изготовителем, Iмакс вычисляют. Этот ток не является пусковым током. <b> Для устройств, для которых изготовителем приведена кривая зависимости тока от времени размыкания, максимальный ток (Iмакс) должен быть идентифицирован. | |
J.2.15.12 ток короткого замыкания Isc (short-circuit current Isc): Максимально возможный ток от источника ограниченного импедансом (например, блока питания).
J.2.15.13 ток установившегося режима Iss (steady-state current Iss): Ток, измеренный после того, как температура терморезистора стабилизировалась при температуре окружающей среды 25 °C +/- 2 К, или при температуре окружающей среды, указанной изготовителем, при подключении на номинальное напряжение и при работе в состоянии высокого сопротивления для позисторов или низкого сопротивления для термисторов.
Примечание 1 - Для некоторых термисторов Iss равняется Imax.
J.2.15.14 сопротивление Rмин (resistance Rмин): Для керамического позистора точка минимального сопротивления на кривой R/T.
J.2.15.15 сопротивление Rx (R25) (resistance Rx (R25)): Номинальное сопротивление при температуре, указанной изготовителем для Rx или при 25 °C +/- 2 К для R25.
J.2.15.16 переключающее сопротивление Rsw (switching resistance Rsw): Для керамического позистора значение сопротивления, при котором сопротивление начинает резко увеличиваться с ростом температуры.
Примечание 1 - В настоящем стандарте Rsw - это значение сопротивления, равное двойному значению Rмин; если только изготовитель не указывает Rsw относительно Rмин с коэффициентом, отличным от двух, или относительно Rx.
J.2.15.17 выключающее сопротивление Rtr (tripped resistance Rtr): Для управляющего ПТК терморезистора значение сопротивления терморезистора в его выключающем состоянии при максимальном напряжении (Vмакс).
Примечание 1 - Rtr вычисляют путем деления падения напряжения на терморезисторе на ток установившегося режима (Iss), протекающий через терморезистор.
J.2.15.18 переключающая температура (switching temperature Tsw): Для керамического позистора температура, при которой сопротивление равно Rsw.
J.2.15.19 температура поверхности Ts (surface temperature Ts): Температура поверхности терморезистора, когда терморезистор подключен к питанию при условиях нормальной работы.
Примечание 1 - Типичные нормальные условия работы для терморезисторов указаны в таблице J.2.
Таблица J.2 (пп. J.7, 7.2 из издания 3)
Условия нормальной работы
Тип терморезистора | Напряжение | Сила тока |
ПТК саморегулируемый нагреватель | Vмакс | Iss |
ПТК пусковое устройство двигателя | Vмакс | Iss |
ПТК Размагничиватель | Vмакс | Iss |
ПТК Ограничитель тока | Vмакс | Ih и Iss <a> |
НТК ограничитель пускового тока | Vмакс | Iмакс |
<a> Температура поверхности, измеренная при Iss, отражает условия в выключенном состоянии терморезистора (условия нормальной работы для ПТК, условие ненормальной работы для цепи/оборудования, контролируемого ПТК). | ||
J.2.15.20 время размыкания (time-to-trip): Время, требуемое позистору, для ограничения заявленного изготовителем тока срабатывания (It) до 50% от его значения, при питании номинальным напряжением и при температуре окружающей среды.
J.2.15.21 температура теплового разгона TR (thermal runaway temperature TR): Наивысшая температурная точка на кривой R/T, при которой сопротивление позистора больше не увеличивается вместе с увеличением температуры.
J.2.15.22 максимальное напряжение Vмакс (maximum voltage Vмакс): Максимальное напряжение терморезистора, заявленное изготовителем.
Примечание 1 - Vмакс является более высоким, чем номинальное напряжение (Vr), когда более высокое рабочее напряжение возникает при определенных условиях в оборудовании конечного пользования, например в ограничителе пускового тока двигателя.
J.4 Общие условия испытаний
J.4.2 Требуемые образцы
Дополнение
J.4.2.5 Если не указано иное, репрезентативные образцы, как указано в таблице J.3, должны быть подвергнуты испытаниям, указанным в J.17.18. Новые образцы должны быть использованы для всех испытаний, кроме испытаний на перегрузку и износостойкость.
Таблица J.3
Образцы для испытания (ссылка на раздел)
Вид испытания | Старение (J.17.18.3) | Циклирование тепло-холод-влажность (J.17.18.1) | Перегрузка (J.17.18.2.1, J.17.18.7.1) | Износостойкость (J.17.18.2.2, J.17.18.7.2) | Холодное рабочее циклирование (J.17.18.4, J.17.18.8) | Холодное термоциклирование (J.17.18.6) | Тепловой разгон (J.17.18.5) | |
Количество образцов для испытания | 3 | 3 | 3 <a> | 3 <a> | 3 | 3 | 3 | |
Использование терморезистора | ПТК саморегулируемый нагреватель | X | X | X | X | X | - | X |
ПТК управляющее устройство | X | X | X | X | X | - | X | |
ПТК датчик | X | X | X | X | - | X | - | |
НТК управляющее устройство | X | X | X | X | X | - | - | |
НТК датчик | X | X | X | X | - | X | - | |
Калибровочные испытания по J.15.7 и J.15.8 должны быть выполнены до и после каждого из вышеуказанных испытаний (за исключением теплового разгона). <a> Те же три образца следует использовать и для испытания на перегрузку, и на износостойкость. | ||||||||
J.4.3.2 В соответствии с номинальными характеристиками
Дополнение
Для целей данного стандарта номинальным напряжением (Vr) терморезистора является входное напряжение терморезистора, заявленное изготовителем.
Примечание - Vr обычно равно напряжению источника питания.
Дополнительный пункт
J.4.3.2.11 Электрические и тепловые номинальные характеристики терморезистора должны быть в соответствии с таблицей J.4 и основываться на их применении по назначению.
Таблица J.4
Электрические и тепловые номинальные
характеристики терморезистора
Характеристика | Тип терморезистора | ||||||
ПТК | НТК | ||||||
Саморегулируемый нагреватель | Пусковое устройство двигателя | Ограничитель тока <a> | Датчик <a> | Размагничиватель | Датчик <a> | Ограничитель пускового тока | |
Значение B | - | - | - | - | - | R | - |
Номер класса калибровки | - | - | - | R | - | R | - |
Емкость - нагрузка, или Джоуль номинальная характеристика | - | - | - | - | - | - | R |
Ток срабатывания - (It) | - | - | R | - | - | - | - |
Пусковой ток (In) | R | R | - | - | R | - | R |
Ток насыщения (Ih) | - | - | R | - | - | - | - |
Максимальный ток (Iмакс) | - | R | R | - | R | - | R |
Ток установившегося режима (Iss) | R | R | R | - | R | - | R |
Импеданс катушки | - | - | - | - | R | - | - |
Сопротивление - R25 и допуск | R | R | R | R | R | R | R |
Максимальная рабочая температура окружающей среды | - | R | R | R | R | R | R |
Переключающая температура (Tsw) | R | R | R | R | R | - | - |
Максимальная температура поверхности (Ts) | R | R | R | - | R | - | R |
Время размыкания | - | - | R | - | - | - | - |
Максимальное напряжение (Vмакс) | R | R | R | - | R | - | R |
Номинальное напряжение (Vr) | R | R | R | - | R | - | R |
Обозначение "R" указывает на номинальные характеристики устройства, которые должны быть предоставлены изготовителем. <a> Диапазон рабочей температуры окружающей среды должен быть указан. | |||||||
J.4.3.5 В соответствии с назначением
Дополнительные пункты
J.4.3.5.4 Основываясь на типе терморезистора и конкретном применении, терморезисторы следует подвергнуть испытаниям, указанным в таблице J.3, и калибровочным испытаниям по J.15.7 или J.15.8, в зависимости от того, что применимо.
J.4.3.5.4.1 Терморезисторы, используемые в управляющих устройствах действия типа 1, которые соответствуют IEC 60738 или IEC 60539, следует испытывать только на тепловой разгон по J.17.18.5. Соответствие IEC 60738-1 или IEC 60539 не требуется, если терморезисторы соответствуют требованиям приложения J.
J.6 Классификация
J.6.4 В соответствии с особенностями автоматического действия
J.6.4.3.3 Замена
В целях настоящего стандарта позисторное управляющее устройство или чувствительный элемент, который находится в переключенном режиме (высокое сопротивление), или термистор в непереключенном режиме (высокое сопротивление), считают обеспечивающими эквивалент электронному отключению и классифицируют как действие типа 1.YJ или действие типа 2.YJ.
- терморезистор (тип 1.YJ или 2.YJ).
Примечание - См. также J.11.4.17.
J.6.15 В соответствии с конструкцией
Дополнительные пункты
J.6.15.6 Управляющее устройство, использующее терморезисторы НТК или ПТК;
J.6.15.7 Керамический элемент;
J.6.15.8 Полимерный элемент.
Дополнительные пункты
J.6.17 В соответствии с использованием терморезистора
J.6.17.1 - терморезисторный управляющий элемент;
J.6.17.1.1 - ПТК ограничитель тока;
J.6.17.1.2 - ПТК пусковое устройство двигателя;
J.6.17.1.3 - ПТК размагничиватель;
J.6.17.1.4 - НТК ограничитель пускового тока;
J.6.17.2 - саморегулируемый нагреватель;
J.6.17.3 - терморезисторный чувствительный элемент;
J.6.17.3.1 - ПТК датчик;
J.6.17.3.2 - НТК датчик.
J.7 Информация
Таблица J.5 дополняет требования таблицы 1.
Таблица J.5
Дополнительные пункты к таблице 1
| Информация | Раздел или пункт | Метод |
61 | В соответствии с конструкцией и использованием терморезистора | J.6.15, J.6.17 | X |
62 | Характеристики R/T, спецификации калибровки <k> | J.15.7, J.15.8 | X |
63 | Характеристики R/T, спецификации калибровки, отклонение <l> | J.15.7, J.15.8, J.17.17.1 | X |
64 | Количество циклов | J.17.18.2 | X |
65 | Метод измерения R/T | J.15.7.4, J.15.8.3 | X |
82 | Ограничители тока ПТК, где максимальный ток уменьшается до значения менее чем, или равного 8 А за 5 с или менее. | J.15.7.6.1.1 | X |
Дополнительные сноски к таблице 1: <k> R/T должны быть выражены в форме кривой, таблицы или различных точек срабатывания и должны включать заявленное отклонение. <l> Дополнительные заявления могут быть сделаны относительно промежуточного числа циклов для испытания по J.17.18.2. | |||
J.11 Требования к конструкции
Дополнительные пункты
J.11.3.10 Терморезисторы, используемые в управляющих устройствах для обеспечения функциональной безопасности или как управляющие устройства для обеспечения функциональной безопасности для оборудования, должны обеспечивать действие типа 2 (тип 2.YJ), для других применений - как минимум (тип 1.YJ).
Примечание - Примерами терморезисторов, используемых для обеспечения функциональной безопасности управляемого оборудования, являются тепловые датчики для аппаратуры теплового отключения или ограничивающие ток ПТК устройства в неограниченных по мощности сетях.
J.11.4.17 Действие типа 1.YJ или 2.YJ
Действие типа 1.YJ или типа 2.YJ терморезистора должно срабатывать для обеспечения изменения собственного сопротивления.
Соответствие проверяют испытаниями по соответствующим требованиям настоящего приложения J.
J.13 Электрическая прочность и сопротивление изоляции
J.13.2 Электрическая прочность
Изменение сноски к таблице 12:
Добавить слово "терморезистор" после "электронные части".
J.15 Технологический допуск и отклонение
Дополнительные пункты
J.15.7 Калибровочные испытания для позисторов
J.15.7.1 На керамические терморезисторы не влияет последовательность проведения калибровочных испытаний по J.15.7.4 - J.15.7.8. Но она может влиять на полимерные типы из-за природы материала. Следовательно для терморезисторов полимерного типа рекомендуется выполнять испытание по J.15.7.4 в конце всех калибровочных испытаний.
J.15.7.2 Каждый образец позистора в состоянии поставки подвергают испытаниям, указанным в таблице J.6, и должен соответствовать критериям каждого испытания, как указано в таблице J.6.
J.15.7.3 После испытаний по J.17.17, перечисление a), те же самые образцы позисторов подвергают испытаниям, указанным в таблице J.6, и они должны соответствовать критериям для каждого испытания, как указано в таблице J.6. Для ПТК датчиков результаты испытания должны соответствовать критериям для каждого испытания, как указано в таблице J.7.
Таблица J.6
Последовательность калибровки и подготовительных испытаний
для позисторов
Тип позистора | Калибровочные испытания, выполняемые на образцах перед кондиционированием, указанным в J.17.18 <a> | Обозначение критерия соответствия (перед подготовкой) <b> | Калибровочные испытания, выполняемые на образцах терморезисторов после кондиционирования, указанного в J.17.18 <a> | Обозначение критерия соответствия (после подготовки) <b> |
Саморегулируемый нагреватель | R/T | A | Ts | D |
Ts |
| In |
| |
In | ||||
Пусковое устройство двигателя | R/T | A | Ts | D |
Ts | In | |||
Размагничиватель | In R/T | A | Ts | D |
Ts | In | |||
In | ||||
Ограничитель тока | R/T | B | TT | E |
Ts | ||||
TT | ||||
Iss | ||||
Ih | ||||
Датчик | R/T | C | R/T | F |
R/T - Измерение R/T для позисторов - все типы (J.15.7.4) Ih - Испытание на ток насыщения для ПТК ограничителей тока (J.15.7.5) TT - Испытание на время размыкания для ПТК ограничителей тока (J.15.7.6) Ts - Испытание на температуру поверхности (J.15.7.7) In - Пусковой ток (соответствие определяют измерением, J.15.7.8) Iss - Ток установившегося режима (соответствие определяют измерением) A - Сопротивление при 25 °C, значения температуры поверхности и пускового тока должны быть в пределах заявленного допустимого отклонения, указанного изготовителем. B - Сопротивление при 25 °C, значения температуры поверхности, тока установившегося режима и времени размыкания должны быть в пределах заявленного допустимого отклонения, указанного изготовителем. Терморезистор должен поддерживать ток насыщения в течение времени и при температуре окружающей среды, указанной изготовителем, без расцепления. C - Температуры, связанные с переключающим сопротивлением (Rsw) и двумя дополнительными точками, расположенными выше и ниже Rsw на кривой R/T, должны быть в пределах заявленного допустимого отклонения, указанного изготовителем. D - Значения температуры поверхности и пускового тока должны быть в пределах заявленной погрешности отклонения, указанной изготовителем. E - Значения времени размыкания должны быть в пределах заявленной погрешности отклонения, указанной изготовителем. F - Температуры, связанные с переключающим сопротивлением (Rsw) и двумя дополнительными точками, расположенными выше и ниже Rsw на кривой R/T, не должны отличаться от соответствующих полученных значений более, чем указано в таблице J.7. -------------------------------- <a> Аббревиатуры испытания <b> Критерий соответствия | ||||
Таблица J.7
Классы для чувствительных позисторов
Характеристика | Номер класса | |||
C1 | C2 | C3 | C4 | |
Температурное отклонение, К для данного сопротивления | +/- 0,5 | +/- 1,0 | +/- 2,0 | +/- 5,0 |
Значения температуры должны быть "нормализованы" по шкале Кельвина при определении температурного отклонения. | ||||
J.15.7.4 Измерение R/T для позисторов
J.15.7.4.1 Образцы терморезистора помещают в термошкаф с полной циркуляцией воздуха или жидкую среду, например, силиконовое масло с температурой, поддерживаемой в пределах +/- 1 К от температуры, указанной для испытания. Испытание выполняют при различных температурах, начиная с комнатной температуры окружающей среды до переключающей температуры (Tsw), и не превышая температуру теплового пробоя (TR) на R/T кривой. Сопротивление измеряют омметром при всех значениях температуры, необходимых для построения полной R/T кривой.
J.15.7.5 Испытание на ток насыщения (Ih) для ПТК ограничителей тока
J.15.7.5.1 Терморезистор, ограничивающий ток, должен поддерживать указанный ток насыщения (Ih) в течение времени, указанного изготовителем, при температуре окружающей среды, указанной изготовителем, без размыкания.
J.15.7.6 Испытание на время размыкания для ограничителей тока ПТК
J.15.7.6.1 Терморезистор, ограничивающий ток с характеристикой времени размыкания, должен разомкнуться при указанном токе срабатывания (It) и соответствующем номинальном напряжении (Vr) в пределах указанного времени размыкания. Терморезистор с несколькими токами срабатывания и соответствующим временем испытывают при максимальном и минимальном указанном токе. Ток не должен превышать точку максимального тока (Iмакс) на кривой время размыкания относительно тока.
J.15.7.6.1.1 Терморезистор, ограничивающий ток, как заявлено в 82 таблицы J.5, должен разомкнуться на заявленном токе срабатывания (It) и соответствующем номинальном напряжении (Vr) в пределах указанного времени размыкания.
J.15.7.7 Испытание на температуру поверхности
J.15.7.7.1 Температуру поверхности (Ts) позистора измеряют с использованием термопары или равноценного устройства. Для позистора, за исключением ограничителя тока, температуру поверхности (Ts) измеряют при работе терморезистора при максимальном напряжении (Vмакс) и токе установившегося режима. Для ПТК ограничителя тока температуру поверхности (Ts) измеряют при двух условиях:
a) условие срабатывания в состоянии удержания, когда устройство будет вынуждено сработать при своем номинальном максимальном напряжении (Vмакс) и номинальном токе насыщения (Ih), и
b) условие срабатывания в состояний размыкания, когда устройство будет вынуждено сработать при номинальном максимальном напряжении (Vмакс) и номинальном токе установившегося режима (Iss).
См. таблицу J.2.
J.15.7.8 Измерение пускового тока
J.15.7.8.1 Для позисторов, предназначенных для использования в качестве саморегулируемых нагревателей, пусковых устройств двигателя или размагничивателей, пусковой ток измеряют с использованием осциллографа в тот момент, когда терморезистор работает на максимальном напряжении при номинальной нагрузке.
J.15.8 Калибровочные испытания для термисторов
J.15.8.1 Каждый образец термистора в состоянии поставки подвергают испытаниям, указанным в таблице J.8, и он должен соответствовать критериям для каждого испытания, указанным в таблице J.8.
J.15.8.2 После испытаний по J.17.17, перечисление b), те же самые образцы термисторов подвергают испытаниям, указанным в таблице J.8, и они должны соответствовать критериям для каждого испытания, указанным в таблице J.8. Для НТК датчиков результаты испытания должны соответствовать критериям, указанным в таблице J.9.
Таблица J.8
Последовательность калибровки и подготовительных испытаний
для термисторов
Тип термистора | Калибровочные испытания, выполняемые на образцах перед кондиционированием, указанным в J.17.18 <a> | Обозначение критерия соответствия (перед кондиционированием) <b> | Калибровочные испытания, выполняемые на образцах терморезисторов после кондиционирования, указанного в J.17.18 <a> | Обозначение критерия соответствия (после кондиционирования) <b> |
Ограничитель пускового тока | R/T | A | Ts | C |
Ts | In | |||
In | ||||
Датчик | R/T | B | R/T | D |
Бета | ||||
R/T - Измерение R/T для термисторов (J.15.8.3) Ts - Испытание температуры поверхности (J.15.8.4) Бета - Испытание сопротивления (R25) и значения бета (B) для термисторов (J.15.8.6) In - Пусковой ток (соответствие определяют измерением (J.15.8.5) A - Сопротивление при 25 °C, значения температуры поверхности и пускового тока должны быть в пределах заявленного допустимого отклонения, указанного изготовителем. B - Сопротивление на двух или более точках температуры на R/T кривой и значение бета (если заявлено) должны быть в пределах заявленного допустимого отклонения, указанного изготовителем. Одна из температур должна быть 25 °C. C - Значения температуры поверхности и пускового тока должны быть в пределах заявленной погрешности отклонения, указанной изготовителем. D - Сопротивление на двух или более точках температуры на R/T кривой не должно отличаться от соответствующих температур на полученной кривой R/T более, чем указано в таблице J.9. Одна из температур должна быть 25 °C. -------------------------------- <a> Аббревиатуры испытания <b> Критерий соответствия | ||||
Таблица J.9
Классы для чувствительных термисторов
Характеристика | Номер класса | |||
C1 | C2 | C3 | C4 | |
Температурное отклонение для данного сопротивления | +/- 0,5 | +/- 1,0 | +/- 2,0 | +/- 5,0 |
Значения температуры должны быть "нормализованы" по шкале Кельвина при определении отклонения температуры. | ||||
J.15.8.3 Измерение R/T для термисторов
J.15.8.3.1 Образцы терморезистора помещают в термошкаф с полной циркуляцией воздуха или жидкую среду, например, в силиконовое масло с температурой, поддерживаемой в пределах +/- 1 К от температуры, указанной для испытания. Испытание выполняют при различных значениях температур, начиная с комнатной температуры окружающей среды и не превышая максимальной заявленной температуры восприятия (для датчиков) или максимальной температуры поверхности (Ts), определенной в соответствии с J.15.8.4 (для ограничителей пускового тока). Сопротивление измеряют при всех значениях температуры, необходимых для построения полной R/T кривой.
J.15.8.4 Испытание на температуру поверхности (только ограничение пускового тока)
J.15.8.4.1 Температуру поверхности (Ts) ограничителя НТК пускового тока измеряют с использованием термопар или равноценных устройств в момент, когда термистор работает при максимальном напряжении (Vмакс) и максимальном токе (Iмакс) и с номинальной емкостью, подключенной параллельно нагрузке. Температура должна быть в пределах ограничений, указанных изготовителем. См. таблицу J.8.
J.15.8.5 Измерение пускового тока (только ограничители пускового тока)
J.15.8.5.1 Пусковой ток НТК ограничителя пускового тока измеряют с использованием осциллографа в тот момент, когда термистор работает при максимальном напряжении (Vмакс) и максимальном токе (Iмакс) и с номинальной емкостью, подключенной параллельно нагрузке.
J.15.8.6 Испытание сопротивления (R25) и значения бета (B) для термисторов
J.15.8.6.1 Значение бета (B) терморезистора с указанным номинальным значением бета (B) должно быть в пределах ограничений, указанных изготовителем. Сопротивление (R25) термистора измеряют при 25 °C с последующим измерением сопротивлений R1 и R2 при температурах T1 и T2, как указано изготовителем. Значение бета (B) вычисляют с использованием следующей формулы:
B = (In R1 - In R2)/(1/T1 - 1/T2),
где B - вычисляемое значение бета;
R1 - сопротивление при T1;
R2 - сопротивление при T2;
T1 - температура в К на R/T кривой, указанная изготовителем, и
T2 - вторая температура в К на R/T кривой, указанная изготовителем.
J.17 Износостойкость
Дополнение
J.17.17 Выполняют следующую последовательность испытаний:
a) для позисторов:
- Старение (J.17.18.3.1 или J.17.18.3.2);
- Тепло-холод-влага (J.17.18.1);
- Перегрузка (J.17.18.2.1);
- Износостойкость (J.17.18.2.2);
- Холодное рабочее циклирование (J.17.18.4);
- Холодное термоциклирование (J.17.18.6);
- Тепловой разгон (J.17.18.5).
b) для термисторов:
- Старение (J.17.18.3.1);
- Тепло-холод-влага (J.17.18.1);
- Перегрузка (J.17.18.7.1);
- Износостойкость (J.17.18.7.2);
- Холодное рабочее циклирование (J.17.18.8);
- Холодное термоциклирование (J.17.18.6).
J.17.17.1 После соответствующих испытаний по J.17.18.1 - J.17.18.4 рабочие характеристики управляющего устройства не должны быть подвергнуты отрицательному воздействию и оно должно функционировать как предназначено и заявлено. Соответствие проверяют испытаниями по J.15.7 или J.15.8, в зависимости от того, что применимо.
J.17.17.2 После соответствующих испытаний по J.17.18 управляющее устройство должно остаться соответствующим требованиям разделов 8 и 13. В процессе и после испытаний не должно быть выхода пламени или выброса частиц.
J.17.18 Кондиционирование
J.17.18.1 Тепло-холод-влага
После кондиционирования, указанного в J.17.18.1.1, терморезистор должен соответствовать критериям, указанным в таблицах J.6, J.7, J.8 или J.9, в зависимости от того, что применимо.
J.17.18.1.1 Три неподключенных к сети образца терморезистора подвергают трем полным циклам воздействия в последовательности, указанной в перечислениях a) или b):
a) Температура использования внутри помещения:
1) 24 ч при измеренной температуре поверхности (Ts) или максимальной заявленной температуре срабатывания. В любом случае температура должна быть не менее 70 °C. Температуру термошкафа поддерживают с отклонением +/- 5 К от температуры, указанной для испытания. Температуру измеряют внутри термошкафа, в котором испытывают образцы;
2) 168 ч в неконденсирующейся атмосфере с относительной влажностью от 90% до 95% при 40 °C; и
3) 8 ч при 0 °C или при указанной изготовителем температуре окружающей среды, в зависимости от того, что ниже.
b) Температура использования вне помещений:
1) 24 ч погружения в воду при 25 °C;
2) 8 ч при минус 35 °C или при указанной изготовителем температуре окружающей среды, в зависимости от того, что ниже;
3) 24 ч при измеренной температуре поверхности (Ts) или максимальной заявленной температуре срабатывания. В любом случае температура должна быть не менее 70 °C. Температуру термошкафа поддерживают с отклонением +/- 5 К от температуры, указанной для испытания. Температуру измеряют внутри термошкафа, в котором испытывают образцы; и
4) 168 ч в неконденсирующейся атмосфере с относительной влажностью от 90% до 95% при 40 °C.
J.17.18.2 Расширенное циклирование (ПТК)
J.17.18.2.1 Перегрузка
J.17.18.2.1.1 После испытаний по J.17.18.2.1.2, J.17.18.2.1.3, или J.17.18.2.1.4 и J.17.18.2.2.1, терморезистор должен соответствовать критериям, указанным в таблице J.6 или таблице J.7.
J.17.18.2.1.2 Три образца саморегулируемого нагревателя монтируют и они работают при 120% максимального напряжения (Vмакс) в течение 50 циклов. Каждый цикл должен охватывать часть R/T кривой, от нижнего изгиба до максимального значения сопротивления.
J.17.18.2.1.3. Три образца терморезисторного управляющего устройства монтируют и они работают в течение 50 циклов при максимальном напряжении (Vмакс) и наименьшем значении из:
a) 120% от номинального максимального тока (Iмакс), или
b) 120% от номинального тока короткого замыкания (Isc).
Каждый цикл запускают с образцом, термически стабилизированном при 25 °C +/- 5 К. Каждый цикл должен охватывать часть R/T кривой, которая идет от нижнего изгиба до максимального значения сопротивления.
J.17.18.2.1.4 Три образца чувствительного терморезистора монтируют и они работают в течение 50 циклов срабатывания, состоящих из запуска образца, термически стабилизированного при 25 °C +/- 5 К, и увеличения температуры до 120% от максимальной температуры чувствительности терморезистора.
J.17.18.2.2 Износостойкость
J.17.18.2.2.1 Три образца терморезистора, которые прошли испытание на перегрузку по J.17.18.2.1, работают при условиях, указанных в перечислениях a), b) или c), в течение количества циклов, указанных в таблице J.10. Каждый цикл должен охватывать значительную часть R/T кривой.
a) Терморезистор в качестве саморегулируемого нагревателя или нагревательную сборку монтируют и испытывают при максимальном напряжении (Vмакс), максимальной номинальной мощности или максимальном токе (Iмакс). Терморезистор, потребление энергии которым меняется в зависимости от количества отводимого тепла, потока воздуха или аналогичных условий в оборудовании конечного использования, испытывают при максимальной номинальной мощности или максимальном токе (Iмакс), используя отвод тепла, поток воздуха или другие условия в оборудовании конечного использования.
b) Терморезистор в качестве управляющее устройство испытывают при максимальном напряжении (Vмакс) и следующих токах:
1) Ограничитель тока - Испытательный ток должен быть не менее минимального тока расцепления (It) или минимального функционального тока (Iфунк).
2) Размагничиватель - Испытательный ток должен быть максимальным током (Iмакс).
3) Пусковое устройство двигателя - Испытательный ток должен быть максимальным током (Iмакс).
c) Датчик - Чувствительный терморезистор циклирует между 25 °C +/- 5 К и максимальной температурой срабатывания.
Таблица J.10
Количество циклов для испытания на износостойкость
Тип терморезистора | Количество циклов срабатывания |
Саморегулируемый нагреватель | 100000 |
Ограничитель тока, предназначенный для использования в цепи функциональной безопасности | 100000 <a> |
Ограничитель тока, не предназначенный для использования в цепи функциональной безопасности | 6000 |
Размагничиватель или устройство пуска двигателя | 30000 |
Датчик, не предназначенный для использования в цепи функциональной безопасности | 6000 |
Датчик, предназначенный для использования в цепи функциональной безопасности | 100000 |
<a> Минимальное количество циклов сокращается до 6000 при следующих условиях: - состояние расцепления терморезистора наглядно видно в аппаратуре конечного использования; и - требуется ручное вмешательство для перезапуска терморезисторов. | |
J.17.18.3 Тепловое кондиционирование
J.17.18.3.1 Пассивное старение
После кондиционирования, указанного в J.17.18.3.1.1 и J.17.18.3.2.1, терморезистор должен соответствовать критериям, указанным в таблицах J.6, J.7, J.8 или J.9, в зависимости от применяемости.
J.17.18.3.1.1 Три неподключенных к питанию образца терморезистора кондиционируют в течение 1000 ч при температуре, на 30 К выше температуры, указанной в таблице J.11, в термошкафу с циркуляцией воздуха. В любом случае температура должна быть не менее 70 °C. Температуру термошкафа поддерживают с отклонением +/- 5 К от температуры, указанной для испытания. Температуру измеряют внутри термошкафа, в котором испытывают образцы.
Таблица J.11
Температура испытания на старение
Тип терморезистора | Температура |
Все типы, за исключением датчиков | Температура, определенная при испытании температуры поверхности, J.15.7.7 (ПТК) и J.15.8.4 (НТК) |
Датчик | Максимальная номинальная температура |
J.17.18.3.2 Активное старение
J.17.18.3.2.1 В дополнение к испытанию, описанному в J.17.18.3.1.1, ограничитель тока должен быть подвергнут данному испытанию. Три образца позистора ограничителя тока подключают к питанию и кондиционируют в течение 1000 ч, при этом они находятся в разомкнутом состоянии при максимальном напряжении (Vмакс) и пропускают ток установившегося режима (Iss).
J.17.18.4 Холодное рабочее циклирование (ПТК)
J.17.18.4.1 После испытаний по J.17.18.4.2 терморезистор должен соответствовать критериям, указанным в таблице J.6.
J.17.18.4.2 Три образца терморезистора испытывают в течение 1000 циклов срабатывания при температуре окружающей среды 0 °C или при указанной изготовителем температуре окружающей среды, в зависимости от того, что ниже. Условия испытаний указаны в J.17.18.2.2.1, перечисление a), для саморегулируемого нагревателя или в J.17.18.2.2.1, перечисление b), для терморезистора в качестве управляющего устройства. Температуру терморезистора возвращают к начальной температуре перед каждым циклом.
J.17.18.5 Тепловой разгон
Терморезисторы подключают к питанию и они работают при максимальных номинальных условиях до термической стабилизации. Затем напряжение постепенно увеличивают до тех пор, пока не произойдет разгон, или пока не будет достигнуто двойное рабочее напряжение терморезистора, в этом случае испытание может быть прекращено.
Примечание - Увеличение напряжения с шагом 0,1 рабочего напряжения терморезистора каждые 2 мин является подходящей скоростью увеличения.
J.17.18.6 Холодное термоциклирование
J.17.18.6.1 После циклирования по J.17.18.6.1.1 терморезистор должен соответствовать критериям, указанным в таблицах J.7 или J.9, в зависимости от того, что применимо.
J.17.18.6.1.1 Три образца чувствительного терморезистора испытывают холодным термоциклированием в течение 1000 циклов срабатывания. Каждый цикл начинается при 0 °C или при указанной изготовителем температуре окружающей среды, в зависимости от того, что ниже, и охватывает часть R/T кривой от температуры запуска до максимальной номинальной температуры.
J.17.18.7 Расширенное циклирование (НТК)
J.17.18.7.1 Перегрузка
J.17.18.7.1.1 После испытаний по J.17.18.7.1.2 или J.17.18.7.1.3 и J.17.18.7.2.1 терморезистор должен соответствовать критериям, указанным в таблице J.8.
J.17.18.7.1.2 Три образца терморезистора, ограничивающего пусковой ток, монтируют, и они работают в течение 50 циклов, подключенные к максимальному напряжению (Vмакс) и 120% максимального тока (Iмакс). Каждый цикл начинается с образца, термически стабилизированного при 25 °C.
J.17.18.7.1.3 Три образца чувствительного терморезистора монтируют и они работают в течение 50 циклов срабатывания, начинающихся с образцом, термически стабилизированном при 25 °C +/- 5 К, и последующем увеличении температуры до 120% от максимальной температуры чувствительности терморезистора.
J.17.18.7.2 Износостойкость
J.17.18.7.2.1 Три образца терморезистора, которые прошли испытание на перегрузку по J.17.18.7.1, работают при условиях, указанных в перечислениях a) или b), в течение количества циклов, указанных в таблице J.12. Каждый цикл должен охватывать значительную часть R/T кривой.
a) Ограничение пускового тока - Терморезистор, ограничивающий пусковой ток, испытывают при максимальном напряжении (Vмакс) и максимальном токе (Iмакс) и с номинальной емкостью, подключенной параллельно нагрузке. См. рисунок J.1.
b) Датчик - Чувствительный терморезистор циклирует между 25 °C +/- 5 К и максимальной температурой срабатывания.
Таблица J.12
Количество циклов для испытания на износостойкость
Тип терморезистора | Количество циклов срабатывания |
Ограничитель пускового тока, предназначенный для использования в цепи функциональной безопасности | 100000 |
Ограничитель пускового тока, не предназначенный для использования в цепи функциональной безопасности | 6000 |
Датчик, предназначенный для использования в цепи функциональной безопасности | 100000 |
Датчик, не предназначенный для использования в цепи функциональной безопасности | 6000 |
Рисунок J.1 - Испытательная цепь для испытания
на износостойкость терморезистора, ограничивающего
пусковой ток
J.17.18.8 Холодное рабочее циклирование (только для термисторов, ограничивающих пусковой ток)
J.17.18.8.1 После циклирования по J.17.18.8.2 терморезистор должен соответствовать критериям, указанным в таблице J.8.
J.17.18.8.2 Три образца терморезистора испытывают в течение 1000 циклов срабатывания при максимальном напряжении (Vмакс), максимальном токе (Iмакс), при температуре окружающей среды 0 °C или при указанной изготовителем температуре окружающей среды, в зависимости от того, что ниже. Каждый цикл должен охватывать часть R/T кривой от температуры запуска до условий установившегося режима. Температуру терморезистора стабилизируют при начальной температуре +/- 2 К перед каждым циклом.
J.20 Пути утечки, воздушные зазоры и расстояния по изоляции
Дополнение
J.20.1.14 Воздушный зазор
J.20.1.14.1 Воздушные зазоры между токоведущими частями, присоединенными электрически к сети питания, и доступными поверхностями или частями должны соответствовать требованиям 20.1.
J.20.1.14.2 Воздушные зазоры между токоведущими частями, обеспечивающими функциональную изоляцию, должны соответствовать требованиям 20.1.
J.20.2.5 Пути утечки
J.20.2.5.1 Пути утечки между токоведущими частями, присоединенными электрически к сети питания, и доступными поверхностями или частями должны соответствовать требованиям 20.2.
J.20.2.5.2 Пути утечки между токоведущими частями, обеспечивающими функциональную изоляцию, должны соответствовать требованиям 20.2.
J.24 Компоненты
J.24.2.1 Дополнение
Подраздел J.24.2.1 применяют к терморезисторам, предварительно испытанным по IEC 60738-1, IEC 60738-1-1 или IEC 60539.
J.27 Ненормальная работа
J.27.1 Рассмотрение режимов неисправности выполняют в соответствии с таблицей H.24 для терморезисторов, используемых в защитных управляющих устройствах.
Подписаться на обновления