高低温试验箱作为环境可靠性测试的核心设备,其本质是构建一个可精准调控的极端温度场,用于模拟产品在生命周期内可能遭遇的严酷气候条件。相较于自然环境的渐变特性,该设备通过程序化升降温循环,能够在短时间内施加数倍于常规环境的温度应力,从而有效激发产品潜在缺陷,验证其在极端工况下的结构完整性与性能稳定性。这种加速老化试验方法,显著提升了产品质量验证的效率与可靠性评估的置信度。

该设备的核心价值体现在两个维度的考核能力:其一,评估受试样品在高温条件下的物理化学响应,包括但不限于材料软化、绝缘老化、热变形、润滑失效及电子元器件性能漂移等现象;其二,检验产品在低温环境中的机械特性与功能表现,如密封件脆化、运动部件卡滞、冷凝水结冰导致短路以及金属材料低温脆性转变等问题。通过系统性的极限环境暴露试验,可精确量化产品的温度边界,为设计优化与质量控制提供关键数据支撑。
鉴于高低温试验箱运行过程中涉及强电驱动、高速气流循环及极端温度场,其安全防护体系必须得到严格贯彻。以下将从技术规范与操作规程层面,系统阐述必须严格执行的安全事项:
一、强制性接地保护机制
设备主电源接入端必须实施独立且可靠的接地措施,接地电阻值应符合国家电气安全标准(通常不大于4Ω)。未实施有效接地或接地阻抗超标时,一旦设备内部发生绝缘失效或线路破损导致的漏电故障,金属外壳将可能带有危险电位。此时若操作人员误触箱体,将形成致命的电击回路。需特别强调的是,接地系统不仅包括设备本体的接地桩连接,还需定期检测接地连续性,确保全生命周期内的电气安全性。建议每月使用接地电阻测试仪进行点检,并形成书面记录。
二、安装完整性验证程序
在设备完成机械定位但尚未进入调试阶段前,必须执行全面的安装质量确认流程。该流程涵盖:制冷系统管路密封性检测(采用氮气保压法)、电气控制回路绝缘电阻测试(不低于5MΩ)、循环风机叶轮与风道间隙检查、加热器固定装置紧固状态核查等关键项目。若在安装工程未闭环状态下强行启动设备,可能导致压缩机液击、风机扫膛、加热器干烧等恶性故障,不仅造成设备不可逆损伤,还可能引发火灾或冷媒泄漏事故。因此,必须依据设备技术手册逐项完成安装验收清单,并经专业技术员签字确认后,方可执行首次通电操作。
三、运动部件安全隔离规范
设备运行期间,控制器将驱动制冷压缩机、高温循环风机、冷凝器风扇等机电部件。这些部件在运行状态下具有较大的转动惯量,且可能因控制逻辑需要而实现无预警启停。操作人员必须严格遵守以下规定:在设备通电状态下,禁止以任何形式接触旋转部件的裸露部分;若需执行观察性检查,必须通过防护网罩等物理屏障实施;当必须进行维护或调整作业时,必须执行上锁挂牌(LOTO)程序,即断开主电源开关并使用专用锁具锁定,同时悬挂“禁止合闸,有人工作”警示标识。此外,建议配备防护手套及防卷入工装,作为辅助安全手段。需警惕的是,某些设备配置了变频调速系统,其低速待机状态极易被误判为停机,实则可能随时响应指令而突然加速。
四、独立电源配置原则
当试验样品为自发热型设备(如电源模块、功率电阻或功能性整机)时,其工作电源必须与试验箱的控制电源、加热电源、制冷电源实现物理隔离。这是因为样品启停时产生的浪涌电流、谐波干扰或短路故障,可能通过共用回路反向冲击试验箱的电气系统,导致PLC误动作、传感器信号失真或断路器越级跳闸。更为严重的是,样品电源异常可能破坏试验箱的温度控制逻辑,使箱内环境失控,造成受试品批量报废或箱体结构热损伤。规范做法是:为发热样品配置独立且具有过流保护的专用供电回路,其电缆敷设应与试验箱动力线缆保持300mm以上间距,或采用金属隔板实现电磁屏蔽。
五、系统性安全管理体系
除上述核心条款外,完善的安全防护还需建立多层次管理规范:
环境准入控制:试验箱周边3m范围内应划定安全警示区,地面标识黄色警戒带,非授权人员禁止进入。箱体背部及侧面需保留不小于800mm的维修通道,顶部净空距离不低于500mm,确保散热与操作空间。
周期性维护制度:每季度对超温保护器、压力开关、漏电断路器等安全联锁装置进行功能性校验;每半年更换循环风机轴承润滑脂并检测电机绝缘;每年委托专业机构对制冷系统压力容器实施无损检测。
应急预案建设:现场必须配置干粉灭火器(适用于电气火灾)及防毒面具(应对冷媒泄漏)。制定《冷媒大量泄漏应急处置卡》《箱内样品起火处置流程图》等可视化文件,并每半年组织一次演练。
人员资质认证:操作人员须完成设备厂商提供的专业技术培训,考核合格后持证上岗。培训内容应涵盖设备原理、安全联锁逻辑、故障代码识别及基础排故方法,严禁新员工在无人监护下独立操作。
试验过程监控:建议配置视频监视系统与远程温度记录装置,实现无人值守试验的全程可追溯。当试验温度超过85℃或低于-40℃时,必须启用定时巡查机制,每2小时人工巡检一次并记录运行参数。
高低温试验箱的安全运行依赖于工程技术措施与管理规章制度的协同作用。任何轻视安全规程的行为,不仅可能使精密试验数据失效、导致昂贵设备损毁,更可能引发不可挽回的人身伤害事故。唯有将安全意识内化于心、外化于行,方能充分发挥该设备在产品质量验证中的核心价值,实现科研生产与人员安全的双重保障。