一句话总结：Clause 14 要求验证自动控制器在正常使用中各部位的温升不会超过 Table 13（及 USA 国家差异 Table 13DV）规定的限值，同时不能出现导致 Clause 8（带电部件防护）、Clause 13（电气强度/绝缘电阻）或 Clause 20（爬电距离/电气间隙）失效的结构性损坏。
Clause 14 的 Heating 测试是型式试验中必须一次性做对的项目——因为测试周期长（通常 4 h 起步）、布点密集、判定点多，一旦某个热电偶位置或电源条件设错，整个测试就要推倒重来。本文从测试工程师视角，把 14.1~14.7 的条款拆解成可执行清单，并给出设备选型建议。
1. 测试准备：样品、配线与安装
1.1 样品状态确认
- 送样数量：型式试验通常要求 3 个样品（具体见 Clause 17 的系列测试规划，Clause 14 常作为首项或前置项）。
- 样品必须代表量产状态，包括外壳、内部走线、密封材料、操作部件等，不能是工程样机的“裸板”。
- 确认铭牌/Table 1 信息：额定电压 Vᵣ、额定电流、Tₘₐₓ（开关头最高温度）、Tₛₘₐₓ（安装面最高温度）、负载类型（阻性/马达/白炽灯等）。这些信息直接决定 14.4 的电源设定和 14.5 的温度目标。
1.2 端子配线（14.2）
| 端子类型 | 配线要求 | 实操提示 |
|---|---|---|
| 外部导体端子（非不可拆卸软线） | 取 中间截面积 导线，对应 10.1.4 的导体类型与额定值 | 先查 Table 3（10.1.4）确认端子适用的导线范围，取中间值；软线用 PVC 绝缘 |
| 不可拆卸软线（Type M / Y / Z Attachment） | 用制造商声明或随附的软线 | 保留软线包装信息，拍照留档 |
| 同时适用软线与固定导体的端子 | 优先用 软线 测试 | 这是更严苛的工况 |
| 不用于外部导体的端子 | 用 10.2.1 规定的最小截面积，或制造商声明的特殊导体 | 内部导线若被隔热材料包裹，注意热电偶布点 |
USA 差异提示：若测试面向 UL 北美认证，Table 13DV 脚注 f 指出，外部导体端子温度限值为 75 °C（除非控制器的标记/说明书中声明了更高的 T rating）。
1.3 放置与安装（14.3）
- 在线软线控制（In-line cord control）：竖直或水平放置在暗黑色漆胶合板上。胶合板尺寸应足够大，通常不小于 300 mm × 300 mm，板厚 ≥ 6 mm，正面涂哑光黑漆（发射率 ≈ 0.95）。
- 独立安装控制（Independently mounted control）：按制造商声明的正常使用方式安装。若允许多种安装方式，选最不利于散热的一种（例如嵌入式优于表面贴装）。
- 集成/内置控制（Integrated / Incorporated control）：装入代表最终设备的外壳或夹具中，模拟真实热边界条件。
2. 试验条件：电源、环境、温度设定
2.1 电源条件（14.4）
这是最容易出错的环节。14.4 的核心是：在最不利的电压/电流下考核。
通用规则（IEC 基础）：
- 电压敏感型控制：施加 0.94 Vᵣ ~ 1.06 Vᵣ 之间最不利的电压（通常取 1.06 Vᵣ，除非控制的动作特性使得低电压下电流更大）。
- 非电压敏感电路：可施加更低电压，但不得低于 0.1 Vᵣ，同时调节负载使得电流为 0.94 ~ 1.06 倍额定电流之间最不利值。
- USA 国家差异（14.4DV）：
- 电压敏感型：按 17.2.3.1 / 17.2.3.2 的 USA 电压（通常是 110 % 或 120 % 额定电压，取决于控制类型）。
- 电流敏感型：直接在额定电流下测试（不需要像 IEC 那样在 0.94~1.06 倍范围找最不利点）。
14.4.1 ~ 14.4.3 的操作细节：
- 不用于外部负载的电路/触点：按制造商声明的负载条件（如果没有声明，问客户要）。
- 操作部件（ACTUATING MEMBERS）：放在最不利位置——例如温控器的旋钮若在不同角度会影响内部气隙或接触压力，就要逐个角度试，取温升最高的位置固定住。
- 需要初始闭合的触点：在额定电压、额定电流下闭合。
- 温度传感控制（14.4.3.1）：把传感元件温度调整到比本条款测得的运作温度高/低 (5 ± 1) K，确保触点处于闭合位置。
- 其他传感控制（14.4.3.2）：维持传感元件使触点闭合，但尽量接近断开点（最严苛的“临界闭合”状态）。
- 其他自动控制（14.4.3.4）：选最繁重的操作序列或片段。
- 14.4.4 的陷阱：如果测试过程中控制动作（触点断开），必须复位使触点重新闭合。若无法复位（如一次性熔断保护），则停止测试，重新测定 OPERATING VALUE，再用新值重测。这会导致测试时间翻倍，务必提前确认样品是否为可复位类型。
2.2 环境条件（14.5）
14.5.1 开关头与安装面温度：
- 开关头（SWITCH HEAD）温度必须维持在 Tₘₐₓ 与 max(Tₘₐₓ + 5 °C, 1.05 × Tₘₐₓ) 之间。
- 安装面温度：若 Tₛₘₐₓ 与 Tᵢ 相差 > 20 K，则安装面温度维持在 Tₛₘₐₓ 与 max(Tₛₘₐₓ + 5 °C, 1.05 × Tₛₘₐₓ) 之间；若差值 ≤ 20 K，可忽略安装面特殊处理。
工程提示：Tₘₐₓ 通常标在铭牌或 Table 1 要求 22 中。若控制器没有单独标 Tₘₐₓ，默认按 55 °C（见 6.7）。
14.5.2 室温环境：
- 在线软线控制、独立安装控制，以及集成/内置控制中在正常使用时可触及的部分，必须处于 15 °C ~ 30 °C 的室温中。
- 结果修正到 25 °C 基准：这意味着你需要记录实测室温，并在最终报告中按公式修正，而不是把恒温箱硬设在 25 °C。
14.5 的试验环境：
- 除非控制器是随整机送样的，否则必须在无气流环境中测试（可允许自然对流）。
- 推荐设备：恒温箱/恒温室，带空气循环但风速可控（≤ 0.2 m/s），避免直吹样品。
3. 升温程序与保持时间（14.6）
| 步骤 | 要求 | 实操建议 |
|---|---|---|
| 升温阶段 | 开关头、安装面、传感元件温度应在 约 1 h 内达到目标 | 若 1 h 未达目标，检查恒温箱功率或加热夹具是否足够；不要人为急加热，避免热冲击 |
| 保持阶段 | 4 h，或达到稳态后再保持 1 h，先到为准 | 建议同时监控温升曲线，当温度波动 ≤ 1 K/30 min 视为稳态 |
| 短时/间歇操作 | 按 Table 1 要求 34 声明的休息时间计入 4 h | 例如“工作 5 min / 休息 10 min”的循环，总时间仍是 4 h 的日历时间，不是纯工作时间 |
记录建议：保存完整的温度-时间曲线图（X: 时间，Y: 温度），作为报告附件。这能证明稳态判定的合理性。
4. 温度测量技术（14.7）
4.1 测量位置（14.7）
- 开关头所在介质温度和传感元件所承受的激活量值：在样品占据空间的中心附近测量，且距控制样品约 50 mm。
- 这不是让你把热电偶贴在控制器表面 50 mm 处，而是指环境介质（空气或油浴）的测温点位置。
4.2 热电偶选型与布点（14.7.1）
- 细线热电偶：推荐 K 型（NiCr-NiAl）或 T 型（Cu-CuNi），线径 ≤ 0.3 mm（AWG 30 或更细）。线径越粗，热传导导致的测温误差越大。
- 固定方式：用高温导热胶或聚酰亚胺胶带（Kapton）点粘，确保感温结点与被测表面可靠接触，但不要覆盖大片面积影响散热。
- 最小影响原则：热电偶引线沿等温面走线，避免把热量导走或导入。
4.3 支撑面温度：黑化圆盘法（14.7.2）
这是很多人容易忽略的标准化方法：
- 材料：铜或黄铜圆盘，直径 15 mm，厚度 1 mm。
- 表面处理：背面（朝外的一面）涂黑（发射率接近 1），正面与被测支撑面贴平。
- 热电偶：贴在圆盘背面（黑化面），用细线热电偶点焊或胶粘。
- 布置：尽量把控制器放在圆盘上，使最可能高温的部位与圆盘接触。若控制器的安装面有多个热点，需布置多个圆盘。
工程提示：如果实验室没有现成黑化圆盘，可以用铜垫片自行加工：车床加工 Ø15 mm × 1 mm → 氧化发黑处理或喷哑光黑漆 → 背面中心点焊热电偶。建议一次做 10 个，复用。
4.4 操作部件温度（14.7.3）
- 不仅要测操作部件（旋钮、手柄）本身的表面，还要考虑正常使用中握持的其他部位。
- 非金属操作部件：若其内侧与热金属接触，需测量内侧温度（通常比外侧高 10~20 K）。可用探针式热电偶从缝隙插入测量。
4.5 绝缘表面温度（14.7.4）
测量位置选择：绝缘材料表面，且故障可能导致以下后果的地方：
- 短路
- 火灾危险
- 触电防护失效
- 带电部件与可触及金属部件接触
- 绝缘桥接
- 爬电距离/电气间隙低于 Clause 20 要求
这意味着你需要预判失效路径。例如：若内部继电器线圈骨架是酚醛塑料，长期过热可能碳化短路，则必须在骨架表面布点。
4.6 绕组温度：电阻法（Table 13 脚注 c/d/e）
对于通用电机、继电器、电磁线圈等，绕组温度可用电阻法代替热电偶法：
- 公式：
其中 R₁ 为试验起始电阻，R₂ 为断电后外推至断电瞬间的电阻，t₁ 为起始环境温度，t₂ 为结束环境温度。Δt = (R₂ / R₁ − 1) × (234.5 + t₁) − (t₂ − t₁) - 操作要点：
- 断电后立即（≤ 5 s）开始读数，每隔 1530 s 读一次，共 57 点。
- 以时间为 X 轴、电阻为 Y 轴，拟合指数衰减曲线，外推回 t = 0（断电瞬间）的 R₂。
- 若使用电阻法，Table 13 中绕组限值取无方括号数值；若使用热电偶法，取方括号内数值（例如 Class A：电阻法 100 °C，热电偶法 90 °C）。
- 对振动线圈和交流电机绕组，无论用哪种方法，都取无方括号数值。
- 小截面绕组（最小尺寸 ≤ 5 mm）：电阻法允许温度再提高（Class A 105 °C，E 120 °C，B 130 °C，F 155 °C，H 180 °C）。
5. Table 13 / 13DV 温度限值速查与判定
5.1 通用限值（IEC 基础）
| 部位 | 最大允许温度（°C） | 备注 |
|---|---|---|
| 器具插销/插接件（极热条件） | 155 | 适用于高温插脚 |
| 器具插销/插接件（热条件） | 120 | 常规插脚 |
| 器具插销/插接件（冷条件） | 65 | 低温插脚 |
| 绕组 Class A | 100 [90] | 无括号=电阻法；括号=热电偶法 |
| 绕组 Class E | 115 [105] | 同上 |
| 绕组 Class B | 120 [110] | 同上 |
| 绕组 Class F | 140 | 同上 |
| 绕组 Class H | 165 | 同上 |
| 外部导体端子 | 85 | 整机送样时通常只测固定导体端子 |
| 其他端子 | 85 | 制造商声明可更高 |
| 橡胶/PVC 绝缘导线（可能弯折） | 60 | 软线弯折处 |
| 橡胶/PVC 绝缘导线（不弯折） | 75 | 固定布线 |
| 软线护套（用作附加绝缘） | 60 | 在线软线控制常见 |
| 可触及表面（非操作部件） | 85 | 壳体、盖板等 |
| 可触及金属把手/旋钮（搬运用） | 55 | 长期握持 |
| 可触及陶瓷/玻璃把手（搬运用） | 65 | 长期握持 |
| 可触及模制/橡胶/木把手（搬运用） | 75 | 长期握持 |
| 操作部件金属表面（短时握持） | 60 | 旋钮、按钮 |
| 操作部件陶瓷/玻璃表面（短时握持） | 70 | 旋钮、按钮 |
| 操作部件模制/橡胶/木表面（短时握持） | 85 | 旋钮、按钮 |
| 木材一般 | 90 | 内部结构件 |
| 支撑漆胶合板 | 85 | 在线软线控制底面 |
| 铜/黄铜载流件 | 230 | 见脚注 m：需有使用依据 |
| 钢载流件 | 400 | 见脚注 m |
5.2 USA 国家差异 Table 13DV 补充/变更
| 部位 | 限值（°C） | 差异说明 |
|---|---|---|
| 外部导体端子 | 75（除非标记更高 T rating） | 默认 75 °C，比 IEC 85 °C 更严 |
| 端子盒内导体可能接触点 | 60 | 新增，防止绝缘热损伤 |
| 实心触点/母排/连接条 | 90 | 新增，UL 历史经验值 |
| 熔断器 | 90 | 新增 |
| 功率开关半导体 | 按制造商声明 | 新增 |
| 密封化合物 | 按制造商声明 | 新增 |
| 电容器 | 按制造商声明 | 新增 |
5.3 判定逻辑
- 每个热电偶/电阻法测得的温度 ≤ 对应限值？
- 测试后样品是否仍满足 Clause 8（带电部件防护）、Clause 13（电气强度/绝缘电阻）、Clause 20（爬电/间隙）？
- 若任意一项超差，判定 失败，记录超差值、位置、失效模式。
特殊重复测试：Table 13 脚注 a 的部件（端子、载流件、支撑面）在 Clause 17（耐久性测试）后必须复测 Clause 14。这意味着同一批样品要经过 17 + 14 的联合考核，不能换样。
6. 设备清单
| 设备/仪器 | 规格要求 | 用途 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 可调电源（AC/DC） | 0~300 V 可调，稳压精度 ≤ ±1 %，容量 ≥ 样品额定功率 × 1.5 | 14.4 电源条件 | 电压敏感型需宽范围调压；电流敏感型需恒流模式 |
| 稳压/恒流电子负载 | 若电源无恒流，需外接负载 | 非电压敏感电路加载 | 阻性负载为主，必要时配马达模拟负载 |
| 恒温箱/环境室 | 温度范围 −20 °C ~ +150 °C，控制精度 ±1 °C，容积 ≥ 100 L | 14.5.2 室温环境与 14.5.1 加热 | 风速可调，避免直吹样品；建议带玻璃观察窗 |
| 加热/制冷夹具 | 油浴、铝加热板或温控罩，温控精度 ±1 °C | 14.5.1 开关头与安装面温度控制 | 若 Tₘₐₓ 较高（如 100 °C），可用油浴；常温段用铝加热板即可 |
| 数据采集器/温度记录仪 | 至少 16 通道，分辨率 0.1 °C，扫描周期 ≤ 10 s | 14.7 多路温度同步采集 | 推荐带 USB/以太网接口，支持实时曲线 |
| K 型/T 型热电偶 | 线径 ≤ 0.3 mm（AWG 30 或更细），长度 1~2 m | 14.7.1 表面/介质温度 | 建议备 50 根以上，复用前先校验 |
| 黑化铜圆盘 | 铜/黄铜，Ø15 mm × 1 mm，背面黑化 | 14.7.2 支撑面温度 | 自制或外协加工，备 10 个 |
| 高精度微欧计/电阻测试仪 | 精度 ±0.1 %，四线制测量 | 绕组电阻法（Table 13 脚注 d） | 断电后快速读数，需配合外部切换继电器 |
| 暗黑色漆胶合板 | 胶合板 ≥ 6 mm，喷哑光黑漆，发射率 ≈ 0.95 | 14.3 在线软线控制放置 | 板面 ≥ 300 mm × 300 mm |
| 数字万用表（辅助） | 带热电偶测温功能 | 单点快速验证 | 不能替代数据采集器用于正式报告 |
| 秒表/计时器 | — | 4 h 保持时间、断电后电阻读数间隔 | 实验室管理软件自动计时更佳 |
校准要求：电源、数据采集器、电阻测试仪、热电偶应在校准有效期内。热电偶建议每 6 个月做一次冰点校准或至少与标准温度计比对。
7. 常见踩坑与检查清单
7.1 电源条件踩坑
- ❌ 错误：把电流敏感型控制也按 1.06 Vᵣ 加电压，导致电流远超额定值，烧坏样品。
- ✅ 正确：先确认控制是电压敏感还是电流敏感。电流敏感型直接设额定电流（USA 14.4DV 明确要求）。
- ❌ 错误：USA 认证测试时忽略 14.4DV，仍按 0.94~1.06 Vᵣ 范围测试。
- ✅ 正确：USA 电压敏感型按 17.2.3.1/17.2.3.2 的电压；电流敏感型按额定电流。
7.2 温度设定踩坑
- ❌ 错误：恒温箱直接设为 25 °C，以为这样就满足 14.5.2。
- ✅ 正确：14.5.2 允许 15~30 °C，但结果必须修正到 25 °C。建议记录实测室温（如 22 °C），然后按温度系数修正各点读数。若实测 28 °C，则报告的修正温度 = 实测温度 + (25 − 28)。
- ❌ 错误：开关头温度只设到 Tₘₐₓ，没考虑 1.05 × Tₘₐₓ 或 Tₘₐₓ + 5 °C 的取大值。
- ✅ 正确：计算上限 = max(Tₘₐₓ + 5, 1.05 × Tₘₐₓ)。例如 Tₘₐₓ = 55 °C，上限 = max(60, 57.75) = 60 °C；若 Tₘₐₓ = 100 °C，上限 = max(105, 105) = 105 °C。
7.3 热电偶布点踩坑
- ❌ 错误：热电偶结点悬空，仅靠近被测点而未接触。
- ✅ 正确：结点必须贴在被测表面，用导热胶或 Kapton 胶带固定。
- ❌ 错误：在线软线控制的支撑面温度直接贴在胶合板表面，未使用黑化圆盘。
- ✅ 正确：14.7.2 强制要求黑化圆盘法，不能省略。
- ❌ 错误：绕组温度用电阻法计算后，拿 90 °C（热电偶值）去判定，而实际应取 100 °C（电阻法值）。
- ✅ 正确：见 Table 13 脚注 c，方括号内为热电偶法，无方括号为电阻法。
7.4 时间与程序踩坑
- ❌ 错误：4 h 保持时间从开机开始算，而不是从达到目标温度开始算。
- ✅ 正确：14.6 明确“约 1 h 达到目标温度”，然后才开始 4 h 保持。若 1 h 未达，需延长升温时间，但保持时间仍从稳态开始计时。
- ❌ 错误：控制动作（触点断开）后未复位，继续让样品处于开路状态，导致温度异常低。
- ✅ 正确：14.4.4 要求动作后必须复位使触点重新闭合；若无法复位，停测并重新测定 OPERATING VALUE。
7.5 测试前检查清单（Checklist）
- 样品铭牌信息完整，额定值、Tₘₐₓ、Tₛₘₐₓ、负载类型已记录。
- 端子配线按 14.2 要求完成，导线截面积与类型已核对 Table 3 / 10.1.4。
- 安装/放置方式按 14.3 完成，胶合板已黑化（在线软线控制）。
- 电源模式确认：电压敏感 vs 电流敏感；USA 差异是否适用。
- 电压/电流设定：0.94~1.06 Vᵣ（或额定电流）；USA 差异按 14.4DV / 17.2.3。
- 操作部件已置于最不利位置并固定。
- 开关头温度上限已计算：max(Tₘₐₓ + 5, 1.05 × Tₘₐₓ)。
- 安装面温度上限已计算（若 Tₛₘₐₓ − Tᵢ > 20 K）。
- 室温环境 15~30 °C，实测温度已记录，准备修正到 25 °C。
- 热电偶数量、位置已标记，黑化圆盘数量足够。
- 数据采集器通道已校准，扫描周期设置合理。
- 若测绕组：电阻测试仪已准备，断电读数流程已演练。
- 4 h 计时器/记录表已准备，稳态判定标准（≤ 1 K/30 min）已确认。
- Table 13 / 13DV 限值表已打印，每个测点对应限值已标注。
- 测试后 Clause 8/13/20 的检查项目已列入后续计划（特别是脚注 a 部件的复测）。
8. 总结
UL 60730-1 Clause 14 的 Heating 测试不是简单的“通电测温度”，而是一个条件耦合、限值分散、判定严格的系统性试验。测试工程师的核心任务是：
- 读准铭牌：Tₘₐₓ、负载类型、安装方式决定了后续所有参数。
- 设对电源：电压敏感 vs 电流敏感、USA 差异的区分直接影响试验有效性。
- 布对热电偶：黑化圆盘法、细线热电偶、绝缘表面失效预判是测量可信度的关键。
- 算对修正：25 °C 基准修正、电阻法外推、方括号取舍都是报告合规性的底线。
按本文的清单和流程图执行，可以大幅降低 Clause 14 的返工率。如果你在测试中发现 Table 13 的某些限值与 Part 2 的特殊要求冲突，以 Part 2 为准（见 14.1.1 的“inclusive”范围与 Part 2 的细化说明）。