Способ испытания защитных шторок розеток
TEST METHOD FOR SAFETY SHUTTERS OF SOCKETS

Изобретение относится к области отбраковочных испытаний при массовом производстве розеток бытового и аналогичного назначения с контактами для заземления или без них, предназначенных для присоединения электрических приемников, с допустимым номинальным током для розеток до 32 А.
Известно предписание ГОСТ Р 51322.1-2011 (Соединители электрические штепсельные бытового и аналогичного назначения: Ч.1. Общие требования и методы испытаний), указывающее, какие условия должны быть соблюдены при проведении испытаний розеток с защитными шторками и определении их пригодности к эксплуатации. Одно из условий состоит в том, что штырь вилки прижимают к отверстиям розетки с силой 40 Н или 75Н перпендикулярно рабочей поверхности розетки, которое повсеместно выполняется. Реализация этих условий на практике различна и требует усовершенствования следующих процессов испытаний:
- ограничена область автоматизированных операций,
- результат испытания не всегда достоверен: в некоторых конструкциях розеток из-за малого расстояния между шторкой и электрическими контактами розетки, а также при недостаточном усилии проталкивания штыря в контакты розетки, величина перемещения штыря очень мала. В автоматизированных стендах такое малое перемещение может быть воспринято датчиками как не открывание шторки и таким образом дефектная розетка может пройти испытание как пригодная.
Техническая задача состоит в том, чтобы создать условия для реализации полной автоматизации процесса испытания защитных шторок розеток, обеспечить достоверную проверку работоспособности защитных шторок, существенно уменьшить время испытаний и повысить показатели точности измерений для обеспечения полной электробезопасности розеток при их эксплуатации.
Заявляется способ испытания защитных шторок розеток, при котором штырь вилки прижимают к отверстиям розетки с усилием прижатия калибровочной величины перпендикулярно рабочей поверхности розетки,
характеризующийся тем, что
соосно отверстиям розетки позиционируют один или два штыря №1 и №2 с размером, соответствующим вилке для испытуемых розеток, каждый штырь выполнен с возможностью перемещения посредством приводного механизма, подключенного к блоку управления и регистрации,
вдоль оси взаимодействия каждого штыря и каждого отверстия розетки прикладывают одновременно или поочередно усилие прижатия калибровочной величины не менее 40 Н,
испытание работоспособности розетки осуществляют в виде первой программы испытаний или в виде второй программы испытаний или в виде третьей программы испытаний,
при этом первая программа испытаний включает следующую последовательность действий:
а) в исходном положении штыри устанавливают над отверстиями розетки,
b1) под действием усилия прижатия опускают в отверстия розетки одновременно два штыря, положительно оценивают розетки, у которых открылись обе шторки; прочие розетки отбраковываются,
c1) снимают усилия прижатия и поднимают штыри в исходное положение,
d1) под действием усилия прижатия опускают в одно отверстие розетки штырь №1, и положительно оценивают розетки, у которых шторка не открылась; прочие розетки отбраковываются,
el) снимают усилия прижатия и поднимают штырь №1 в исходное положение,
f1) под действием усилия прижатия опускают в одно отверстие розетки штырь №2, и положительно оценивают розетки, у которых шторка не открылась; прочие розетки отбраковываются,
g1) снимают усилия прижатия и поднимают штырь №2 в исходное положение,
определяют розетки с работоспособными шторками по окончанию шага "g1" и в исходное положение устанавливают следующую розетку, далее испытание осуществляют с шага "а", согласно первой программе испытаний;
при этом вторая программа испытаний включает следующую последовательность действий:
а) в исходном положении штыри устанавливают над отверстиями розетки,
b2) под действием усилия прижатия опускают в одно отверстие розетки штырь №1, и положительно оценивают розетки, у которых шторка не открылась; прочие розетки отбраковываются,
с2) снимают усилия прижатия и поднимают штырь №1 в исходное положение,
d2) под действием усилия прижатия опускают в одно отверстие розетки штырь №2, и положительно оценивают розетки, у которых шторка не открылась; прочие розетки отбраковываются,
е2) снимают усилия прижатия и поднимают штырь №2 в исходное положение,
f2) под действием усилия прижатия опускают в отверстия розетки одновременно два штыря, положительно оценивают розетки, у которых открылись обе шторки; прочие розетки отбраковываются,
g2) снимают усилия прижатия и поднимают штыри в исходное положение;
определяют розетки с работоспособными шторками по окончанию шага "g2" и в исходное положение устанавливают следующую розетку, далее испытание осуществляют с шага " а", согласно второй программе испытаний;
при этом третья программа испытаний включает в себя следующую последовательность действий:
а) в исходном положении штыри устанавливают над отверстиями розетки,
bg3) под действием усилия прижатия опускают в одно отверстие розетки штырь №1, и положительно оценивают розетки, у которых шторка не открылась; прочие розетки отбраковываются,
с3) снимают усилия прижатия и поднимают штырь №1 в исходное положение,
d3) под действием усилия прижатия опускают в отверстия розетки одновременно два штыря, положительно оценивают розетки, у которых открылись обе шторки; прочие розетки отбраковываются,
е3) снимают усилия прижатия и поднимают штыри в исходное положение,
f3) под действием усилия прижатия опускают в одно отверстие розетки штырь №2, и положительно оценивают розетки, у которых шторка не открылась; прочие розетки отбраковываются,
g3) снимают усилия прижатия и поднимают штырь №2 в исходное положение,
определяют розетки с работоспособными шторками по окончанию шага "g3" и в исходное положение устанавливают следующую розетку, далее испытание осуществляют с шага " а", согласно третьей программе испытаний;
при этом в процессе испытаний открытие шторки фиксируют по достижению электрического замыкания между штырем и электрическим контактом розетки, при этом штырь состоит из двух электропроводных частей, разделенных диэлектрическим слоем и образующих в сочетании с контактом розетки электрический ключ в электрической цепи, включающей, по крайней мере, источник питания и датчик электрического сигнала в цепи, выход которого соединен с блоком управления и регистрации;
при этом, позиционирование штырей и создание нагружающего усилия на штыри для прижатия их к отверстиям испытуемой розетки осуществляют посредством контактного устройства, включающего жестко закрепленный корпус, штыри, установленные посредством держателей в направляющих корпуса, электрическую схему для взаимодействия с блоком управления и регистрации и привод с обеспечением создания нагружающего усилия на штыри калибровочной величины не менее 40 Н.
Создание нагружающего усилия на штыри для прижатия их к отверстиям испытуемой розетки может быть осуществлено либо с использованием сил гравитации, либо посредством привода пневматической системы, либо посредством привода механической системы, либо посредством электропривода, которые идентичны для задачи обеспечения поступательного перемещения штыря относительно розетки.
При осуществлении способа испытания защитных шторок розеток посредством привода с использованием сил гравитации нагружающее усилие на штыри создают путем свободной установки предмета калибровочной массы в верхней части держателей штырей.
При осуществлении способа испытания защитных шторок розеток посредством привода пневматической системы нагружающее усилие на штыри создают путем соединения верхней части держателей штырей с штоками пневмоцилиндров, соединенных с блоком автоматики, взаимодействующим с блоком управления и регистрации.
При осуществлении способа испытания защитных шторок розеток посредством привода механической системы нагружающее усилие на штыри создают путем упора верхней части держателей штырей на пружины, установленные соосно штырям.
При осуществлении способа испытания защитных шторок розеток посредством электропривода нагружающее усилие на штыри создают путем соединения верхней части держателей штырей с якорями электромагнитов, соединенных с блоком автоматики, взаимодействующим с блоком управления и регистрации.
На прилагаемых фигурах приведены схемы используемых средств для осуществления заявляемого способа. На фиг. 1 и 2 представлена электрическая схема для определения электрического замыкания между штырем и электрическим контактом розетки; на фиг. 3-6 показаны схемы применения приводов для обеспечения нагружающих усилий на штыри; на фиг. 7 показан пример компоновочной схемы контактного устройства.
Согласно заявляемому способу испытания защитных шторок розеток, один штырь вилки или оба штыря 1 и 2 прижимают к отверстиям розетки 3 одновременно или поочередно с усилием прижатия калибровочной величины перпендикулярно рабочей поверхности розетки. Усилие прижатия регламентировано ГОСТом ГОСТ Р 51322.1-2011 и составляет не менее 40 Н. Способ также может быть применен для испытаний при нагружающих усилиях на штыри вилки 75 Н и более, например, 150-200 Н.
Способ осуществляется следующим образом.
Соосно отверстиям розетки 3 позиционируют один или два штыря 1 и 2. Типоразмер штырей полностью соответствует контактному штифту стандартной вилки для испытуемых розеток, а держатель штырей соответствует корпусу вилки. Каждый штырь снабжен приводным механизмом. Как показано на фиг. 1, позиционирование штырей и создание нагружающего усилия на штыри для прижатия их к отверстиям розетки осуществляют посредством контактного устройства 4, включающего жестко закрепленный корпус 5, штыри, установленные посредством держателей 6 в направляющих 7 корпуса. Цилиндрические корпуса держателей и направляющих используются для компоновки электрической схемы взаимодействия контактного устройства 4 с блоком управления и регистрации 8. Приводы 9, обеспечивающие создание нагружающего усилия на штыри, крепятся на раме 10 контактного устройства.
Положительная оценка в отношении надежности розеток с работоспособными шторками является совокупной оценкой независимого испытания шторки одного отверстия или одновременно двух отверстий. Поэтому порядок создания нагружающих усилий может быть произвольный, но при этом результаты испытаний будут полностью идентичны. Согласно способу, испытание работоспособности розетки осуществляют в виде первой программы испытаний или в виде второй программы испытаний или в виде третьей программы испытаний. Исходное положение одинаковое для всех трех программ.
Пример 1 реализации первой программы испытаний.
В исходном положении штыри 1, 2 устанавливают над отверстиями розетки 3.
Затем под действием усилия прижатия опускают в отверстия розетки одновременно два штыря, положительно оценивают розетки, у которых открылись обе шторки 11, 12; прочие розетки отбраковываются.
Затем снимают усилия прижатия и поднимают штыри 1, 2 в исходное положение.
Затем под действием усилия прижатия опускают в одно отверстие розетки штырь 1, и положительно оценивают розетки, у которых шторка 11 не открылась; прочие розетки отбраковываются.
Затем снимают усилия прижатия и поднимают штырь 1 в исходное положение.
Затем под действием усилия прижатия опускают в одно отверстие розетки штырь 2, и положительно оценивают розетки, у которых шторка 12 не открылась; прочие розетки отбраковываются.
Затем снимают усилия прижатия и поднимают штырь 2 в исходное положение. На этом шаге выявляют и отмечают розетки с работоспособными шторками и переходят к испытанию следующей розетки с исходного положения.
Пример 2 реализации второй программы испытаний.
В исходном положении штыри 1, 2 устанавливают над отверстиями розетки 3.
Затем под действием усилия прижатия опускают в одно отверстие розетки штырь 1, и положительно оценивают розетки, у которых шторка 11 не открылась; прочие розетки отбраковываются.
Затем снимают усилия прижатия и поднимают штырь 1 в исходное положение.
Затем под действием усилия прижатия опускают в одно отверстие розетки штырь 2, и положительно оценивают розетки, у которых шторка 12 не открылась; прочие розетки отбраковываются.
Затем снимают усилия прижатия и поднимают штырь 2 в исходное положение.
Затем под действием усилия прижатия опускают в отверстия розетки одновременно два штыря 1, 2, положительно оценивают розетки, у которых открылись обе шторки 11, 12; прочие розетки отбраковываются.
Затем снимают усилия прижатия и поднимают штыри в исходное положение. На этом шаге выявляют и отмечают розетки с работоспособными шторками и переходят к испытанию следующей розетки с исходного положения.
Пример 3 реализации третьей программы испытаний.
В исходном положении штыри 1, 2 устанавливают над отверстиями розетки 3.
Затем под действием усилия прижатия опускают в одно отверстие розетки штырь 1, и положительно оценивают розетки, у которых шторка 11 не открылась; прочие розетки отбраковываются.
Затем снимают усилия прижатия и поднимают штырь 1 в исходное положение.
Затем под действием усилия прижатия опускают в отверстия розетки одновременно два штыря 1, 2, положительно оценивают розетки, у которых открылись обе шторки 11,12; прочие розетки отбраковываются.
Затем снимают усилия прижатия и поднимают штыри в исходное положение.
Затем под действием усилия прижатия опускают в одно отверстие розетки штырь 2, и положительно оценивают розетки, у которых шторка 12 не открылась; прочие розетки отбраковываются.
Затем снимают усилия прижатия и поднимают штырь 2 в исходное положение. На этом шаге выявляют и отмечают розетки с работоспособными шторками и переходят к испытанию следующей розетки с исходного положения.
Работоспособная розетка пригодна к эксплуатации и соответствует требованию электробезопасности при гарантированной надежности работы защитных шторок. Шторки открываются только при условии прижатия к отверстиям розетки двух штырей одновременно и тем самым обеспечивается электрический контакт с электрической сетью. Для получения достоверных сведений о работоспособности розетки предлагается, согласно способу, в процессе испытаний фиксировать открытие шторки 11 или 12 по достижению электрического замыкания между штырем и электрическим контактом 13 розетки. Для выполнения такого измерения применен штырь, который состоит из двух электропроводных частей 14, 15 (фиг. 1, 2, показано параллельное и последовательное включение датчика), разделенных диэлектрическим слоем 16 и образующих в сочетании с контактом розетки 13 электрический ключ в электрической цепи, включающей, по крайней мере, источник питания 17 и датчик 18 электрического сигнала в цепи, выход которого соединен с блоком управления и регистрации.
Создание нагружающего усилия на штыри 1, 2 для прижатия их к отверстиям испытуемой розетки 3 может быть осуществлено либо с использованием сил гравитации, либо посредством привода пневматической системы, либо посредством привода механической системы, либо посредством электропривода, которые идентичны для задачи обеспечения поступательного перемещения штыря относительно розетки.
На фиг. 3 показана схема испытания защитных шторок розеток посредством привода с использованием сил гравитации. Нагружающее усилие на штыри 1, 2 создают путем свободной установки предмета калибровочной массы 19 в верхней части 20 держателей штырей.
На фиг. 4 показана схема испытания защитных шторок розеток посредством привода пневматической системы 21. Нагружающее усилие на штыри 1, 2 создают путем соединения верхней части держателей штырей с штоком 22 пневмоцилиндра 21, соединенных с блоком автоматики, взаимодействующим с блоком управления и регистрации.
На фиг. 5 показана схема испытания защитных шторок розеток посредством привода механической системы 23. Нагружающее усилие на штыри создают путем упора верхней части держателей штырей на пружины 24, установленные соосно штырям. Нагружающее усилие может быть определено по силе сжатия пружины датчиком блока автоматики, взаимодействующего с блоком управления и регистрации.
На фиг. 6 показана схема испытания защитных шторок розеток посредством электропривода. Нагружающее усилие на штыри 1, 2 создают путем соединения верхней части держателей штырей с якорями 25 электромагнитов 26, соединенных с блоком автоматики, взаимодействующим с блоком управления и регистрации.
Предложенный способ обеспечивает достоверную проверку работоспособности защитных шторок, существенно сокращает время испытаний в течение не более 5 с на одно испытание, при этом повышаются показатели точности измерений в отношении полной электробезопасности розеток при их эксплуатации. Представленные на схемах средства и приспособления для осуществления способа показывают возможность реализации полной автоматизации процесса испытания защитных шторок розеток.