案例问题

在GB/T14536.1-2008《家用很类似用途电自动控制器 第1部分：通用要求》第19章中要求，载流接头不应该用非金属材料（陶瓷除外）传递压力。市面上最为常见的塑料外壳的KSD温控器（见图1），它采用的是非金属材料制成的外壳/基座。动、静触头分别固定在外壳/基座上。那么它是否就不符合标准中19章的要求呢？我们又该如何去判断？

图1  KSD型双金属片温控器

标准条款解读

图2 GB/T14536.1-2008《家用很类似用途电自动控制器 

第1部分：通用要求》截图

图2为标准中关于载流触头接触压力要求的相关条款。首先我们逐句解读一下：

1

“除非相应的金属部件有足够的弹性来补偿非金属材料的收缩和变形”。字面意思已经说得非常直白，只要产品的设计上载流的金属部件可以产生足够的弹性来补偿非金属材料在控制器工作中产生的形变的话，是可以采用非金属材料来支撑载流触头的。

2

 “载流接头不应该用非金属材料传递压力”。载流接头为了保证其可靠连接，那么在接头（触头）间应该有一个相互贴紧的压力。而力是相互的，要产生这个接触压力，固定这动、静接头（触头）的位置就会受到一个反作用力。通常该力作用于外壳/基座之上。

3

 “陶瓷或其特性不低于陶瓷的非金属材料除外”最后一个条件是陶瓷和特性不低于陶瓷的非金属材料除外。因为陶瓷的热稳定性非常高，一般情况下不可能发生形变。

为什么标准规定了不能通过非金属传递接触压力呢？

其实原因很简单，因为我们的非金属材料一般都采用塑料，不管是什么类型的塑料都有一定的热稳定性。一般温度越高越容易发生收缩变形。如果通过塑料传递接触压力，那么当温控器工作在一个较高的环境温度下，或载流件自身发热时，塑料的热稳定温度会降低变形，从而导致触头没有足够的接触压力，使触头间的接触电阻变大，从而产生高温损坏触头。因此塑料不能传递接触压力。

图3 KSD温控器内部结构图

图4 KSD温控器内部结构图

案例分析

根据标准的解读，那么是不是KSD这种结构的温控器就不能使用非金属外壳/基座呢？答案是可以使用非金属材料作为外壳/基座。但需要分析其结构工艺，看看是否满足标准要求。

根据图5的结构图可以分析出，当触点闭合时，由动触片产生的弹力让动、静触点紧密地结合在一起，那么同时动、静触片上的反作用力会传递到各自与外壳固定的位置。从图3上可以看到，动静触片是通过铆钉固定在外壳/基座上，并且与接线端子连接。而该铆接结构则是我们需要的分析重点。

图5 铆钉与动触片连接结构

情况1：动触片与铆钉松动连接，铆钉头将动触片压在外壳/基座上。

若图5的结构中，把外壳部分（阴影）挖掉，动触片与铆钉是松动的。则我们可以判断，在组装好温控器后动触片是被铆钉头压在外壳基座上从而固定的。那么动触片大部分接触压力会传递到外壳基座上。则这种结构是不符合标准要求的。而且往往这种结构的产品在进行17章耐久性试验会出现不合格的现象。同时可能发现端子松动。这都是因为该铆钉将端子和触片压在非金属的外壳上，由于耐久试验长期在高温下进行，导致塑料变形，从而使得触片、铆钉、端子三者连接出现松动。因此情况1属于不符合标准要求。

情况2：动触片与铆钉紧固连接，铆钉、触片、端子铆接在一起。

还是图5的结构，如果把外壳部分（阴影）挖掉，铆钉、触片和端子仍然会保持着有效连接，且3者之间不会出现松动移位。这种情况，动触片的接触压力大部分传递到了铆钉上，并通过铆钉再分散到外壳。当温控器长时间在高温下工作时，即使高温使塑料产生一定的变形，铆钉、动触片、端子不会因为塑料变形（一定量的变形）了而导致接触压力减小，从而保持了触点连接的相对稳定。因此情况2符合标准要求。同时根据我们多年来测试的总结该类型的结构质量会比情况1好很多。

如何判断：

如何判断温控器的结构是情况1还是情况2?其实非常简单，我们可以拿一个未经任何测试的样品，将外壳塑料部分去除（图6），然后观察触片、铆钉、端子的结构是否固定还是松动来判断。另外我们还要通过材料试验，主要是球压试验来考核其塑料件的热稳定性。以及通过耐久试验后的结果来辅助判断。

图6 去除塑料外壳后的触片铆钉及端子

  结  论  

KSD温控器是可以使用非金属材料作为外壳/基座的。要判断是否通过非金属材料传递压力，可以通过判断其载流件的连接工艺来判断，同时通过材料试验，和耐久性试验的结果进行验证。