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一、引言
在GB4943.1-2011中，对电信设备中的元器件的温升提出了相关要求。由于元器件长时间高温下，可能导致绝缘等级下降和安全元器件性能降低，或者引燃可燃液体或可燃材料，进而，在其4.5.5章节中，对于直接安装上带危险电压零部件的热塑性塑料件提出了应能够耐异常热的要求。根据标准要求，所谓的危险电压，即指存在于既不符合限流电路要求，也不符合TNV电路要求的电路中，其交流峰值超过42.4V或直流值超过60V的电压。而危险电压在一般情况下，是必须要求与可触及零部件，SELV电路，TNV电路，限流电路之间通过双重绝缘或加强绝缘进行隔离的，避免由于绝缘击穿，过热着火等原因造成危险，因而，对于上述安装上带危险电压零部件的热塑性塑料件的要求，在标准中提出了对普通元器件温升不同的要求，如下：
直接安装上带危险电压零部件的热塑性塑料件应当能耐异常热，使该塑料件按照GB/T5169.21承受球压试验来检验其是否合格。如果根据对该材料物理特性的检查已清楚表明该材料能满足本试验的要求，则本试验不必进行。
试验应当在加热箱内进行，试验温度为（T-Tamb Tma 15）℃±2℃。
但是，支撑一次电路零部件的热塑性材料件应当在至少为125℃的温度下进行试验。
其中，
T：在规定的试验条件下测得的给定零部件的温度；
Tamb：试验期间的环境温度；
Tma：制造厂商技术规范允许的最高环境温度或35℃，两者中取较高者。
二、球压试验的测试中的几点说明
在GB/T5169.21中，对球压试验对非金属材料耐热性测试的球压试验进行了规定，试验过程并不复杂，但其中的测试细节却是非常之多，都可能对测试结果造成一定程度上的误差。因而，在球压试验中，每个环节的测试细节都需要引起注意。
1. 整个试验环境的温度监测及其热平衡
试验温度是球压试验中一个最重要的条件，试验温度的高低直接影响样品上压痕的大小。在GB/T5169.21中，要求烘箱、试验样品支座和载荷装置在试验温度下保持24h或达到热平衡为止，取其先出现者。其一，通过哪些点监测烘箱温度呢？（1）烘箱中样片附近的空气温度，（2）球压试验装置的温度。其二，热平衡。球压试验装置的负载装置在热环境中将吸收大量的热，其整体与周围环境的热平衡需要很长的时间。在载荷装置侧面，距离上表面3mm处的开孔内，应放置一热电偶，通过该热电偶，监测载荷装置内部温度的变化，以便较为准确的判断载荷装置整体是否与周围环境达到了热平衡。其三，温度的监测。整个试验过程中，试验温度由烘箱来控制，在一般情况下，烘箱的指示温度可以认为是箱内的温度，但很多烘箱的只是温度与箱内的实际温度不一致，因此，在实际试验中，也要用到热电偶来监测烘箱内的实际温度，尤其是样片附近的温度，且应每隔一段时间读取一次烘箱的温度，以便实时调整设定值减小烘箱温度误差。其四，负载装置的放置时间应尽可能的缩短。烘箱门的打开，会导致箱内温度的急剧下降，应尽量减小这种大幅度的温度波动。
2. 球压装置
试验所用测试仪器如下图所示。
图1 球压试验装置图
负载装置质量约为20N，在放置到样品上的过程中，一要尽量保证样品放置在样品支座中心位置，二要要求压力球放置在样品的大约中心位置，三要尽可能的减少负载装置的晃动，避免非标准条件的非圆形压痕的产生。
支撑装置采用一个有平滑表面的直径为50mm、高度为100mm的实心钢圆柱体，其质量可以保证在往烘箱内放置和取出样品时，温度不会明显降低。
三、球压压痕的测试方法的选择。
在样品的压痕尺寸d的测量中，尺寸d应是因压力球面产生的压痕的横跨最大尺寸，见图2及图2a，而不应包括材料的变形，如图3及图3a所示。
图2 图2a
图3 图3a
对于压痕的测量，在此简述其中的三种方法，（1）传统放大镜测试法，（2）显微镜测试法，（3）数字图像处理法。
1. 传统放大镜测试法
这种方法相对来说，误差较大，采用如图4所用刻度放大镜对压痕进行粗略测量。由于压痕本身很小，切点的确定只能是一个大致的猜测，估读出一个最大边缘值作为测量结果。
图4 放大镜及带有刻度的镜头部分
2. 显微镜测试法
这种方法相对放大镜的使用，相对准确一些。在高倍显微镜下，可以大致的分辨出真正的压痕区和压痕过渡区。
3. 反射法
凹镜具有聚光的作用，它能够将照射到它表面的平行光汇聚到焦点，而球压的压痕可以看做是一个理想的凹镜，在强光的照射下，压痕能够呈现出聚光的特性来。如图6所示，压痕在强光的照射下，在显微镜中所呈现的景象。A区是钢球接触的地方，是理想的凹镜，表现出极好的聚光特性，和周围对比显得非常光亮。C区是材料的未变形区域，对光纤只是普通的反射，呈现出材料本来的光泽。B区则是压痕过渡区，其反射特性与A区不同，呈现出光晕的情形。因此，通过对A区边界的确定，就可以读出球压结果。
这种测量方法能够避免测量人员凭经验判断产生的误差，提高检测准确度，改进检测效率。但在实际测量中，还需进一步研究。
图5 凹镜反光示意图
图6 压痕反射示意图
四、一个球压测试的结果实例
为了更清晰看出压痕和非压痕的接线，在样品上图了一层红色，涂料在受热时，不同的接触面下会产生色差，作为划分界限的依据。见图7
图7 试验后的样品照片
图7样品照片中可见压痕处出现了2中颜色，中间部分颜色最为暗淡，为真正的压痕区，其外围颜色最深的部分为压痕过渡区，可以通过放大镜观察并测量压痕的尺寸，为了更清晰的看出压痕的情况，显微镜下的压痕放大图见下图8和图9.
图8 显微镜下的非圆形压痕
图9 显微镜下的圆形压痕
在图8中，可见压痕部分并不是正圆形，这就是本文第二章中所说到到由于负载装置的晃动，所产生的非标准条件的非圆形压痕，相比图8，图9中的压痕就更接近正圆，在显微镜下，可以较为清晰的分辨出真正压痕的范围。
五、结束语。
通过对球压试验的概述，球压试验看似简单，在实际准备工作预处理过程中，需要注意的细节很多，在对压痕的测量中，测量精度低，操作不便也是造成误差的原因，还是需要有更为精确的测量方法，来实现测试的高精度化。
