許來春 楊兆鋒 谷 飛 吳志斌 林 斌 黃慶明

（威凱檢測技術(shù)有限公司 廣州 510663）

引言

在日常生活中使用的家用電器，很多都有帶電部件裸露在外面，這對于這種電器的使用者來說，的確是一種安全隱患。但是，很多情況下，這種可以觸碰到的裸露在外面的帶電部件它的電壓特別低或者是該部件能儲存的能量很小（如圖1、圖2所示），無法對人體安全造成威脅，這種情況究竟是否安全呢？

圖1 空氣凈化器粉塵傳感器

圖2 加濕器振蕩片

從事安全檢測的工程師都知道，國標GB 4706.1-2005《家用和類似用途電器的安全 第1部分：通用要求》[2]中第8章針對的就是家用電器中對觸及帶電部件的防護所作的規(guī)定。那么，該章節(jié)其中對于這種家電器具上的易觸及的帶電部件是否有相關(guān)要求呢？筆者將結(jié)合案例對標準中的相關(guān)要求進行標準解讀和案例分析。

1 標準要求

標準GB 4706.1-2005[2]第8章中對防止意外觸及器具帶電部件做出了詳細要求(詳見GB 4706.1-2005第8章條款)，對于本文引言部分的易觸及帶電部件的考核，則主要集中在標準第8.1.4條款要求。

從標準的要求來看，器具具有易觸及帶電部件，如果該帶電部件能滿足以上兩個要求的任何一個，那么該部件即使帶電仍然可以被視為不帶電。

認可情形一：該部件由安全特低電壓供電。

認可情形二：

1）該部件通過保護阻抗與帶電部件隔開；

2）該部件與電源之間的漏電流較小（直流不超過2 mA，交流峰值不超過0.7 mA）；

3）該部件的電容量或放電量不應(yīng)超限。

2 案例分析

2.1 由安全特低電壓供電實例分析

GB 4706.1-2005[2]標準中對安全特低電壓的定義可以參見第3.4.2條款要求。

從安全特低電壓的定義我們可以了解，一個供電電源如果要滿足安全特低電壓，至少要滿足2方面的要求：

1）供電電壓足夠低（導(dǎo)線間及導(dǎo)線與地間不超42 V，空載不超50 V）；

2）若從電網(wǎng)獲得的安全特低電壓，該電壓應(yīng)由一個安全隔離變壓器或類似的繞組分離的轉(zhuǎn)換器來提供，而該安全隔離變壓器和轉(zhuǎn)換器的輸入繞組與輸出繞組間應(yīng)滿足雙重或者加強絕緣的要求。

以上兩個條件，對于安全特低電壓供電的器具需要同時滿足，缺一不可。

在日常生活中，人們通常以為能接觸到的帶電部件，只要電壓足夠低，那么它就是被充分保護起來的，不存在什么安全問題，其實不然。譬如說，我們經(jīng)常接觸到的手機充電器就是一個比較生動的例子，網(wǎng)絡(luò)上流傳著大量因為在手機充電時玩耍手機卻因為充電器漏電導(dǎo)致的安全事故，其實就是因為事故中的的充電器沒能滿足第2）點的要求導(dǎo)致的。

那么，究竟是什么樣的電路能夠滿足安全特低電壓供電這個條件呢？圖3、圖4是一個在電路隔離布局方面設(shè)計的較好的電路布置圖。

圖3 電路板正面

圖4 電路板背面

分析以上電路板，可以發(fā)現(xiàn)，該電路板有如下特點：

1）電路板的強電部分與弱電部分的爬電距離和電氣間隙，是滿足加強絕緣要求的。如圖4中的④可以看出，強電部分和弱電部分之間是有足夠的爬電距離和電氣間隙。

2）跨接在強電部分和弱電部分之間的零部件，均能滿足加強或者雙重絕緣的要求。如圖3中，①是滿足加強絕緣要求的光耦，②是安全隔離變壓器，而③則是由兩個單獨元件構(gòu)成的保護阻抗。

從上面的示例我們可以總結(jié)出，滿足安全特低電壓供電的電路，在電網(wǎng)電壓部分和安全特低電壓之間的所有通路，均應(yīng)滿足加強或者雙重絕緣的要求，只有這樣的電路設(shè)計才能滿足安全特低電壓的供電需求，也不會對人體造成安全隱患。

2.2 通過保護阻抗與帶電部件隔開實例分析

在上文我們應(yīng)了解到，如果易觸及帶電部件是通過保護阻抗和帶電部件隔開，若滿足以下幾個條件，該部件也可以被當(dāng)成不帶電的。

1）該部件通過保護阻抗與帶電部件隔開；

2）該部件與電源之間的漏電流較小（直流不超過2 mA，交流峰值不超過0.7 mA）；

3）該部件的電容量或放電量不應(yīng)超限。

2.2.1 保護阻抗

國標GB 4706.1-2005[2]針對保護阻抗的定義為：連接在帶電部件和Ⅱ類結(jié)構(gòu)的易觸及導(dǎo)電部件之間的阻抗,在正常使用中及器具出現(xiàn)可能的故障狀態(tài)時,它將電流限制在一個安全值。

而針對保護阻抗的要求，標準第22.27條款和第22.42條款的有詳細要求。

通過保護阻抗的定義和要求，我們可以了解保護阻抗的用途，是用在帶電部件和II類易觸及結(jié)構(gòu)之間，它所連接的各個部件應(yīng)該是通過加強或者雙重絕緣隔開的，可以將通過它的電流限制在一個安全值內(nèi)，從而達到保護使用者的目的。

2.2.2 泄漏電流

在易觸及帶電部件與帶電部件之間存在保護阻抗的前提下，該易觸及帶電部件與電源之間的電流需要被限制在一個安全的值：對直流應(yīng)不超過2 mA；對交流，其峰值應(yīng)不超過0.7 mA。

該電流的測量電路為GB/T 12113[3](idt IEC 60990)中的“加權(quán)接觸電流(感知電流或反應(yīng)電流)的測量網(wǎng)絡(luò)”圖示（見圖5），查閱國標GB 4706.1-2005[2]第13章 工作溫度下的泄漏電流和電氣強度中測量泄漏電流的電路圖也是同一測量電路，因此采用工作溫度下的泄露電流測量設(shè)備也可用于該漏電流測量。

圖5 加權(quán)接觸電流(感知電流或反應(yīng)電流)的測量網(wǎng)絡(luò)

該條款的設(shè)置目的，是為了防止供電網(wǎng)絡(luò)對該易觸及帶電部件的漏電電流超過對人體安全的限值，主要考核的是供電網(wǎng)絡(luò)對易觸及部件的電能釋放，保證漏電能夠符合安全要求。

2.2.3 放電量（或電容量）

上面所述泄露電流主要考核的是供電網(wǎng)絡(luò)對易觸及部件的漏電大小，放電量（或電容量）部分的要求就主要考核的是該易觸及部件模塊不會因為自身的電參數(shù)特性，導(dǎo)致存儲了能夠足以對人體造成傷害量的電能。

標準GB 4706.1-2005第8.1.4條款通過對不同峰值電壓區(qū)間的情況分別對其電容量和放電量進行限值規(guī)定，實質(zhì)均是考核該易觸及帶電部件的儲能不能超過安全限值。

2.2.4 放電量測試實例

圖6是我們常見的一個負離子發(fā)生器的電路圖。

如圖6所示，R7和R8是能夠滿足標準要求的保護阻抗，而電路圖右邊的引針則是我們用IEC 61032的B型試驗探棒能夠觸碰得到的易觸及帶電部件。我們應(yīng)該如何來判斷該易觸及帶電部件是否能夠滿足標準GB 4706.1-2005[2]第8.1.4條款呢？

圖6 負離子發(fā)生器電路圖

首先，我們需要對該易觸及帶電部件按照上文中圖3的測量電路進行泄露電流測試，因為該電路輸入電源為交流，那么該泄露電流的峰值不能超過0.7 mA即為合格。

接下來，我們就需要對該易觸及部件進行放電量測試。標準中要求應(yīng)在各相關(guān)部件與電源的每一極之間分別測量電壓值和電流值。對于為何要針對電源的每一極均要分別測量呢？筆者的理解在我們使用電器的過程中，存在我們將電器插頭從電網(wǎng)插座拔下后，同時用手觸碰到電源插頭和該易觸及帶電部件的情形，因此我們需要對電源的每一極均要進行放電量測試。測試時測量電路原理圖見圖7。

如圖7所示，當(dāng)S1和S1′閉合時，S2和S2′處于斷開位置。通過使用繼電器，當(dāng)S1和S1′斷開的一瞬間，S2和S2′同時閉合，示波器就切換到由電源的L端-2000 Ω無感電阻-易觸及帶電部件組成的放電回路。通過示波器測量并記錄2 000 Ω無感電阻兩端的電壓，就能夠測得易觸及帶電部件對無感電阻的放電量。

圖7 放電量測試示意圖

當(dāng)測試完該易觸及帶電部件與電源L極的放電量后，再次測量該易觸及帶電部件與N極的放電量。兩次測試的放電量均滿足小于標準要求的45 μC才能判定該易觸及部件滿足放電量測試要求。

3 結(jié)語

通過此次GB 4706.1-2005[2]標準8.1.4條款測試方法及案例分析 ，筆者詳細的分析了對于家用電器上可以認為不帶電的易觸及帶電部件的認可條件：一是該易觸及帶電部件是通過安全特低電壓供電；二是該易觸及帶電部件通過保護阻抗與帶電部件進行隔離，并且泄露電流和放電量(或電容量)測試滿足標準要求。在實際測量評估過程中，這兩種評估方法特別是第二種評估方法可能會有較多的不同情況，需要我們在遇到實際問題時具體問題具體分析，為各種實際情況制定最為完善的測試方案。