漆包线UL认证的那些事儿
随着市场的变化需求与技术的更新，UL的标准也不断与时俱进，漆包线UL认证是依据标准UL1446第8版，2019年11月13日发布，最近一次修订是在2020年11月19日。同时参考标准ASTM D2307 和NEMA MW 1000。
图1：UL认证内容样式
什么是漆包线
漆包线的结构很简单，由导体和绝缘层两部分组成。因其绝缘强度高、占用空间小、散热好等优点作为线圈绕组在电机和变压器广泛使用。
常见的漆包线可分为以下几种类别：
是否自粘
[*]自粘漆包线
[*]非自粘漆包线
导体材质
[*]漆包铜线(Copper)
[*]漆包铝线(AL)
[*]铜包铝漆包线(CCA)
导体形状
[*]圆线
[*]扁线
线规
[*]常规漆包线 (通常为直径0.6 mm以上的漆包线)
[*]微细漆包线(通常为直径0.6 mm以下的漆包线)
用途
[*]普通用途漆包线
[*]特种漆包线(如耐电晕、耐冷媒、耐高压等等)
漆膜材质
[*]聚酯漆包线
[*]聚氨酯漆包线
[*]聚酰亚胺漆包线等
美标ANSI中根据漆包线的漆膜成分、温度等级和导体类型进行分类，就是我们常见的ANSI Type，详见NEMA MW1000 Page vii。每一个ANSI Type的漆包线对应的漆膜成分、温度等级和导体类型都是固定的。通常来说，圆铜线基本上都有对应的ANSI Type，扁线和铝线不一定有。
图2：常见漆包线ANSI Type举例
UL漆包线认证技术要点
通常来说，UL认证漆包线需要做四个测试：
[*]热老化测试（Full Thermal Aging Test or One Temperature Thermal Aging Test）
[*]绝缘强度测试（Dielectric Strength Test）
[*]拉伸和热冲击测试（Elongation and Heat Shock Test）
[*]红外光谱分析测试（Infrared Analysis - IR）
漆包线UL认证有两种情况：一种是三个温度点老化测试，指待认证的漆包线的漆未取得UL认证的情况；另一种是一个温度点老化测试，指待认证的漆包线使用的漆或漆膜组合已取得UL认证。针对铜包铝漆包线，即使铜包铝漆包线使用的漆已有UL认证，同样需要做三点老化。
自粘性漆包线如果其漆膜组合即包含自粘层在内的所有漆膜作为一个整体已取得UL认证，则只需做一个温度点老化，否则需要做三个温度点老化。
测试时圆线可以代表扁线，漆包铜线可以代表漆包铝线，反之则不能。
01热老化测试
长期热老化测试，通常选择三个温度点或三个以上温度点进行加速老化，俗称为“三点老化”。
老化测试的样品是漆包线绞线对，绞线对的制作需要符合ASTM D2307或NEMA 1000标准要求，包括制作绞线对时需要施加的重量、扭绞的圈数、绞线区域的有效长度、及绞线对两个端部的长度等。在制作绞线对时，线径不同，需要的力和扭绞圈数也会不同。绞线区域的有效长度与线径无关，有效长度均为121±6 mm， 两个端部至少50mm长。每个温度点至少10个绞线对，并安装在绞线对架子上进行高温老化测试。图3 绞线对及绞线对架
高温老化的测试流程：
先将样品放入烤箱进行筛查，以确保所有测试样品都是符合要求的。完毕后对样品进行老化，每一个老化周期结束后，进行耐压测试，测试结束后继续进行下一个周期的老化，直到每个温度点的10个绞线对都耐压击穿，老化测试结束，进行数据分析。
如何选取三点老化的三个测试温度点？
测试温度点的选择是基于客户申请的温度等级，通常低温点会选择在申请温度等级+20°C上进行测试，中温点为低温点+20°C，高温点为中温点+20°C。比如，客户申请的温度等级是180°C，那么通常来说设定的三个老化测试温度点分别为 200°C，220°C和240°C。
每个温度点的初始老化周期则是依据标准ASTM D2307 表3来设定。实际上，在老化测试进行过程中根据实际的测试进行情况有可能需要增加温度点，也有可能需要调整老化周期。
漆包线三点老化测试的数据要求：
漆包线老化测试数据分析的理论基础是“阿伦尼乌斯方程”。
测试结束后，低温点的老化对数平均时间（log average hour）不得低于5000小时，高温点的老化对数平均时间（log average hour）不得低于100小时。另外，三个温度点拟合的斜线的相关系数（ correlation coefficient）不得小于0.95。否则，都将被视为测试不符。在满足以上要求的情况下，我们会对老化测试数据进行分析，从而推算出该漆包线能够取得的温度等级。
图4：温度等级推算斜线
如何选取一点老化的温度点？
依据标准UL 1446 SB4.4条款，通常选择已取得UL认证的漆包线漆的测试数据中老化时间接近1000小时的温度点来做测试，一般情况下会取中温点，但如果漆包线漆的测试数据中没有老化时间接近1000小时的温度点，则会根据漆包线漆原来测试数据的线性关系来选择老化时间接近1000小时的温度点，这时这个温度点并不同于漆包线漆原来的测试温度点。该老化温度点结束后，将其带入漆包线漆原来评定的斜线上拟合，相关系数不得小于0.95，否则，将被视为测试不符。
02绝缘强度测试
绝缘强度测试的样品也是绞线对，数量5对。测试时以500V/S 的升压速率施加电压直到击穿，记录击穿时电压。NEMA MW1000标准中对于绝缘强度的要求会根据线径不同、漆膜厚度不同、漆包线类型不同而不同。
03拉伸和热冲击测试
拉伸和热冲击测试的样品是3根254mm的漆包线。
先将漆包线以3.7- 4.6 m/sec的速率急拉至要求的伸长率，然后将急拉后的样品绕到芯棒上，再将绕好后样品放到指定温度的烤箱中30min，样品在烤箱中需要悬空放置。出烤箱后，检查烘烤后的样品是否有漆膜开裂或脱落。在这个测试中，通常芯棒的直径是漆包线直径的3倍。
烤箱的指定温度是按照NEMA MW1000标准中针对该ANSI Type 的漆包线所规定的温度设定，通常是漆包线温度等级+20°C。
04红外光谱分析测试
红外光谱分析测试依据标准UL746A，只是确认漆膜的化学成分，建立红外图谱并留存。漆包线认证后，每年会有跟踪检验服务时会抽样做测试，抽取的样品上漆膜所做出的红外图谱需要与认证时样品上建立的红外图谱进行比对，两个红外图谱必须能比对上。
除了红外光谱分析，每年的后续跟踪检验服务中，对现场抽取的漆包线还需要做两个测试：绝缘强度测试和拉伸和热冲击测试，热老化测试则不需要。理论上，认证需要的样品是要固化完全的漆包线，如果是固化不完全的漆包线，则会有两个风险，一个是认证时可能会对老化测试的性能表现有影响，另外就是后续跟踪检验抽样时可能会有图谱差异。
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