電気機器の安全試験システムには、絶縁材料の耐熱性に関する重要な試験であるボール圧迫試験があります。操作は簡単そうに見えますが、長期間の使用中に電気機器が高温によって絶縁不良を起こすかどうかを直接的に左右し、感電、短絡、さらには火災事故を引き起こす可能性があります。家庭用コンセント、電源アダプター、産業用制御機器の筐体など、すべての機器は、定格動作温度および予期せぬ高温環境下での安全性を確保するために、ボール圧迫試験に合格する必要があります。

1. ボール圧迫試験とは？その主な機能は何ですか？

ボール圧迫試験は、「機械的圧力+高温環境」下での電気機器の絶縁部品の抵抗をシミュレートする試験方法です。

その主な原理は次のとおりです。指定された重量（20N）と指定された直径（5mm）の鋼球「インデンター」を使用して、試験対象の絶縁材料の表面に押し付けます。同時に、試験環境の温度を材料の「定格耐熱温度」（または通常動作中の機器の最大予想温度）まで上昇させ、一定期間（通常1時間）維持します。試験後、室温まで冷却します。絶縁材料の表面に残った「圧痕直径」を測定することにより、材料が安全要件を満たしているかどうかを判断します。圧痕直径が2mmを超えない場合、材料の耐熱性は合格と見なされます。それ以外の場合は、不合格と見なされます。

安全性の観点から、ボール圧迫試験には2つの主要な機能があります。

1). 絶縁材料の「熱変形故障」を防止する：電気機器が動作すると、内部部品（トランス、抵抗、チップなど）が熱を発生し、絶縁部品（筐体、端子シースなど）の温度が上昇します。絶縁材料の耐熱性が低い場合、温度、自重、および外部圧力（設置時の固定力など）の複合作用により、激しい変形、さらには亀裂や崩壊が発生する可能性があります。これにより、内部の活線部品が露出し、人体に感電の危険が生じる可能性があります。

2). 「熱老化による火災の危険」を回避する：品質の悪い絶縁材料は、高温下で老化が加速し、軟化します。絶縁保護機能を失うだけでなく、高温下で分解して可燃性物質を生成する可能性もあります。内部の高温部品や火花に接触すると、容易に火災を引き起こす可能性があります。ボール圧迫試験は、極端な動作条件をシミュレートし、事前に耐熱性の低い材料をスクリーニングし、そのような危険を根本から排除します。

2. ボール圧迫試験の適用範囲：どの製品が対象ですか？

ボール圧迫試験は、すべての電気製品を対象としているわけではありません。「絶縁部品」および「活線部分を支持する非金属部品」に焦点を当てており、以下のシナリオをカバーしています。1). 家庭用電気製品：ソケット筐体、プラグ絶縁層、炊飯器の電源コードシース、室内エアコンのプラスチックフレーム、ランプベースなど；2). 情報技術機器：ラップトップ電源アダプターの筐体、ルーター本体、プリンターの端子カバーなど；

3). 産業用電気機器：インバーター筐体、制御キャビネットの絶縁パーティション、モータージャンクションボックスのシースなど；

4) 医療用電気機器：医療用モニターの筐体、輸液ポンプの絶縁部品（より高い耐熱性基準を満たす必要があります）など。

簡単に言えば、電気機器に「一定の圧力を受ける必要があり、動作中に高温にさらされる可能性がある」非金属絶縁部品が含まれている限り、ボール圧迫試験に合格する必要があります。この要件は、国際規格IEC 60950-1（情報技術機器の安全性）およびIEC 60335-1（家庭用および類似の電気機器の安全性）、ならびに中国国家規格GB 4943.1およびGB 4706.1などの主要な世界の電気安全規格で明確に規定されています。

3. ボール圧迫試験の操作プロセス：厳格さが試験結果を決定します

ボール圧迫試験は簡単な手順のように見えますが、各リンクのパラメータ制御は結果の精度に直接影響します。標準プロセスに厳密に従って操作する必要があり、5つのステップに分けられます。

1). サンプル準備：代表性と完全性を確保する

試験対象製品から「絶縁部品の代表的なサンプル」を切り取ります。サンプルサイズは、試験要件（通常は3mm以上の厚さで、ボールインデンターの圧痕を収容できる十分な表面積）を満たす必要があります。サンプルの表面は、圧痕測定の精度に影響を与える可能性のある不純物を避けるために、清潔で、傷や油汚れがないようにする必要があります。

2). 試験条件設定：「温度、圧力、時間」を正確に制御する

製品の標準要件に従って、「加熱室」の温度を設定します。5mm径の鋼球インデンターを20Nの重量に接続し、ボールインデンターが均一で安定した圧力でサンプルの表面に垂直に押し付けられるようにします。加熱室の温度が設定値で安定したら、計時を開始し、1時間維持します。

3). 定温維持：長期的な高温動作条件をシミュレートする

試験中、「加熱室」の温度をリアルタイムで監視し、温度変動が±2℃を超えないようにすることで、不安定な温度によって生じる試験結果のずれを回避します。同時に、ボールインデンターが変位することなくサンプル表面に密接に接触していることを確認します。高温下でサンプルが事前に激しい変形を起こした場合、その変形をその後の判断の根拠として記録します。4). 冷却と圧痕測定：重要な「結果判断リンク」試験時間が終了したら、すぐにサンプルを「加熱室」から取り出し、室温23℃±2℃で自然冷却します（材料の収縮が圧痕サイズに影響を与えるのを避けるために、冷水やその他の方法で急速冷却しないでください）。精度0.01mm以上の測定ツール（顕微鏡やノギスなど）を使用して、サンプル表面の圧痕の「最大直径」を測定します。圧痕は円形または楕円形である可能性があるため、ユーザーは最長部分の直径を測定する必要があります。標準要件と比較します。圧痕直径が≤2mmの場合、サンプルは「合格」と判断されます。直径が>2mmの場合、「不合格」と判断され、材料の耐熱性がアプリケーション要件を満たしていないことを示しています。

4. 結論：大きな安全のための小さな試験

「基本的だが重要な」電気安全試験として、ボール圧迫試験は小さな圧痕しか測定していないように見えますが、ユーザーの生命と財産を保護するという重要な責任を担っています。メーカーにとって、ボール圧迫試験を厳格に実施し、要件を満たす絶縁材料を選択することは、規制に準拠して製品を発売するための前提条件です。消費者にとって、ボール圧迫試験の重要性を理解し、電気製品を購入する際に、関連する安全認証（ボール圧迫試験が合格していることを意味します）があるかどうか注意することは、安全リスクを回避するための重要な方法です。電気機器が「小型化と高出力化」に向かって発展するにつれて、内部部品の密度が高くなり、発熱量が増加します。これにより、絶縁材料の耐熱性に対するより高い要件が課せられます。これは、ボール圧迫試験の重要性がより顕著になることを意味します。「試験基準を下げず、試験手順を簡素化しない」という原則を遵守することによってのみ、すべての電気製品に信頼性の高い絶縁安全保証を装備することができます。