吳彤彤 劉桐麟 孫佳琪

（1.中國(guó)日用五金技術(shù)開發(fā)中心 2.華晨寶馬汽車有限公司）

一、家用電器的接地電阻檢測(cè)

在GB 4706.1-2005《家用和類似用途電器的安全第1部分：通用要求》中要求對(duì)所有一類產(chǎn)品必須進(jìn)行接地測(cè)試，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電器接地須達(dá)到的要求：一旦絕緣失效，那些有可能帶電的產(chǎn)品的易被人接觸到的金屬部件，應(yīng)能始終保持可靠的連接到產(chǎn)品內(nèi)部的一個(gè)接地端子上或產(chǎn)品輸入插口有接地觸點(diǎn)。這項(xiàng)測(cè)試的目的就是為了保證產(chǎn)品在單一絕緣失效的情況下，使用者一旦接觸到產(chǎn)品的導(dǎo)電部件，此時(shí)產(chǎn)品可以被可靠的連接到接地點(diǎn)上，防止人員觸電危險(xiǎn)。通過對(duì)產(chǎn)品阻抗的測(cè)量來(lái)判斷產(chǎn)品是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，從而來(lái)判斷產(chǎn)品是否安全，例如：GB 4706.1-2005《家用和類似用途電器的安全 第1部分：通用要求》中要求一般電器的接地電阻值應(yīng)不超過0.1Ω，那么則認(rèn)為該產(chǎn)品的接地電阻是符合要求的。另外，開關(guān)或者保險(xiǎn)絲的是不應(yīng)該包含在阻抗內(nèi)的。

接地只是針對(duì)金屬外殼的產(chǎn)品而要求的，有加強(qiáng)絕緣的產(chǎn)品是利用塑料外殼來(lái)進(jìn)行觸電保護(hù)的，正常情況下，金屬外殼是不帶電的，但當(dāng)家用電器的絕緣遭到了破壞，內(nèi)部的帶電部件與外殼的金屬導(dǎo)通，那么就會(huì)產(chǎn)生電壓，當(dāng)電壓超過了安全電壓，如果人一旦觸及外殼就容易產(chǎn)生觸電事故。產(chǎn)品要求有接地在裝置的原理就是，當(dāng)金屬外殼通過接地線與建筑物中的地線及大地導(dǎo)通將電流釋放，這樣電流就不會(huì)通過人體，從而達(dá)到了保護(hù)使用者人身安全的目的，因此“接地”是家用電器的安全保護(hù)措施。

二、家用電器進(jìn)行接地電阻的測(cè)試要求：

大部分現(xiàn)行通用標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)接地測(cè)試要求如下：

1.使用歐姆定律來(lái)計(jì)算被測(cè)產(chǎn)品的接地電阻值，電流流過被測(cè)產(chǎn)品，對(duì)被測(cè)產(chǎn)品施加一定時(shí)間直流或交流的低電壓值，測(cè)量保護(hù)接地連接端子或接地觸點(diǎn)和被接地零件之間的電壓。通過此電壓降與流經(jīng)產(chǎn)品的電流值來(lái)計(jì)算出產(chǎn)品的接地電阻值。

2.阻抗不應(yīng)超出安全標(biāo)準(zhǔn)要求的某個(gè)值，不同的安全標(biāo)準(zhǔn)要求值有所不同。例如：IEC 60950-1要求測(cè)試電壓不超過12V，交流或直流電流，選擇產(chǎn)品設(shè)定電流的1.5倍或25A中兩者較大的值進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試持續(xù)時(shí)間為60s，最終連接在保護(hù)接地端子或接地觸點(diǎn)和被接地的零件之間的阻抗不能超過0.1Ω，其中不包括電纜的阻抗。有一些標(biāo)準(zhǔn)，警如CAN/CSA-C22.2 No.60950-1或UL60950-1(含加拿大國(guó)家差異)規(guī)定，如果產(chǎn)品的額定電流不超過16A，則要求測(cè)試電流為40A，持續(xù)時(shí)間為2分鐘。除加拿大標(biāo)準(zhǔn)外，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)產(chǎn)品施加一分鐘及25A的電流。加拿大國(guó)家接線法規(guī)（Canadian National Wiring Code）的要求與這些要求是非常相似的，他們假設(shè)保險(xiǎn)絲在兩倍額定值的電流下動(dòng)作時(shí)間不超過1分鐘，UL標(biāo)準(zhǔn)則認(rèn)為，由于多數(shù)電源電路使用20A線路開關(guān)保護(hù)，故障電流將會(huì)是40A并且不超過2分鐘。

三、接地電阻準(zhǔn)確測(cè)量方法：

目前，接地電阻測(cè)試儀已普及至各實(shí)驗(yàn)室，為接地電阻的測(cè)量創(chuàng)造了方便的條件，有關(guān)接地電阻儀的使用方法，有以下幾點(diǎn)需要進(jìn)行注意：

1.采用四端測(cè)量法是比較準(zhǔn)確的一種方法，圖1為測(cè)量接地電阻的原理圖。

圖1 測(cè)量原理圖

由于接地電阻值比較小，引線電阻和測(cè)試電極接觸電阻也會(huì)對(duì)小電阻的測(cè)量有很大的影響。因此測(cè)量時(shí)為了消除這些影響，達(dá)到精確測(cè)量，可采用四端測(cè)量法，即：“電壓回路等電位、電流回路等電流?！?/p>

設(shè)定一個(gè)測(cè)試的電流A，其通常為電器設(shè)備額定電流的1.5倍，或者是與25A進(jìn)行比較，取兩者中較大的數(shù)值作為該測(cè)試電流，并且設(shè)備的空載電壓不應(yīng)超過12V，這樣便滿足了絕大多數(shù)電器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測(cè)試條件下，進(jìn)行限定電壓測(cè)試。通過計(jì)算用電設(shè)備的接地端子與其相連接的金屬部件的電壓降，根據(jù)歐姆定律可以得到電阻阻值R。如圖2中的電路圖所示，4個(gè)電阻r1-r4分別是電壓表的引線電阻以及回路上的接觸電阻。其中由于電壓表的輸入阻抗較大，因此流過電流表的電流較小，可以判斷出AC兩點(diǎn)為等電位點(diǎn)，BD兩點(diǎn)為等電位點(diǎn)，從圖中可以總結(jié)出，電壓差U并不受到r1和r2的干擾，即AB兩點(diǎn)之間的電位差為電壓表的讀數(shù)數(shù)值。電路中電流表的數(shù)值I即為通過電阻R的電流，這是因?yàn)榇?lián)電路中AB兩點(diǎn)不產(chǎn)生分流，r3r4同理。因此，r1-r4的引線和AB兩點(diǎn)以外的引線對(duì)U/I比值的結(jié)果，是沒有影響的。

圖2 四線法消除引線和接觸電阻的影響

2．應(yīng)能提供較大的電流

在家用電器產(chǎn)品中，接地電阻測(cè)試原理就是使用較大電流的低電壓源加到接地回路來(lái)進(jìn)行核實(shí)接地路徑的完整性。大多數(shù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行有效的產(chǎn)品及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求都是給設(shè)備提供25A的電流，使其工作60s來(lái)測(cè)試產(chǎn)品的接地電阻值；這兩個(gè)值設(shè)置的目的就是讓產(chǎn)品在可以承受的最大電流及在此最大電流下可經(jīng)受的最長(zhǎng)時(shí)間來(lái)測(cè)試產(chǎn)品所產(chǎn)生的接地電阻，以此來(lái)考核產(chǎn)品的接地電阻值是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。其主要的防觸電保護(hù)的原理是：當(dāng)家用電器產(chǎn)品絕緣失效從而引起的易觸及金屬部件帶電時(shí)，接地措施可使易觸及的金屬部件與電器上的接地端子與供電線路中的接地回路連接成一體，產(chǎn)生比較大的回路電流同時(shí)通過供電線路中的過流保護(hù)裝置的動(dòng)作從而切斷電器供電電源，使人觸及這類器具的金屬部件時(shí)免受電擊的危險(xiǎn)。

因此，提供較大的電流是接地測(cè)試的必要條件之一，檢測(cè)產(chǎn)品的接地性能不但要測(cè)試出準(zhǔn)確的接地電阻值，同時(shí)要保證能夠給產(chǎn)品提供較大的電流，這樣才能準(zhǔn)確的考核出被測(cè)樣品的接地連續(xù)性。

事實(shí)上，即使不能提供足夠大的電流，設(shè)備也可以顯示出合格的接地電阻值，所以實(shí)驗(yàn)室有時(shí)候不能從測(cè)試值中發(fā)現(xiàn)設(shè)備的問題，因此通常實(shí)驗(yàn)室可以通過定期計(jì)量來(lái)核查設(shè)備的功能是否正常。

3.接地電阻儀期間核查

接地電阻測(cè)試是安規(guī)中最常規(guī)的一項(xiàng)測(cè)試，因此，對(duì)于家電檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室來(lái)說，接地電阻測(cè)試儀也是使用頻率非常高的設(shè)備，為了能夠確保儀器始終處于準(zhǔn)確測(cè)量狀態(tài)，最好在兩次檢定之間再增加一次期間核查。期間核查的方法有很多，本文中推薦如圖3所示的四線制的測(cè)試方法，供讀者參考：

圖3 四線制測(cè)試法

四線制測(cè)試方法可選電阻值為10、20、50、75、100、200、300、500mΩ的電阻進(jìn)行校驗(yàn)。電阻的溫度系數(shù)＜250×10-6/℃。每個(gè)電阻值測(cè)量3次取平均值。如果測(cè)量結(jié)果的誤差在±5%以內(nèi)，則視為滿足要求。

四、炊具日用五金行業(yè)需進(jìn)行接地電阻測(cè)試的產(chǎn)品及標(biāo)準(zhǔn)要求：

以下列舉筆者所熟悉的炊具日用五金行業(yè)涉及的產(chǎn)品包括：

1.家用燃?xì)庠罹撸簢?guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB 16410-2020《家用燃?xì)庠罹摺分?.2.11條款中第四條對(duì)家用燃?xì)庠罹叩慕拥仉娮枰蠼拥仉娮柚挡粦?yīng)超過0.1Ω。

2.燃?xì)獠膳療崴疇t，所涉及的標(biāo)準(zhǔn)是 GB 25034-2020《燃?xì)獠膳療崴疇t》中6.11電氣安全性條款中要求使用交流電源采暖爐的電氣安全性應(yīng)符合附錄I的規(guī)定，附錄I中I.12接地措施中對(duì)燃?xì)獠膳癄t的接地措施進(jìn)行了明確的要求，除了結(jié)構(gòu)要求外，最終要求燃?xì)獠膳癄t的接地電阻值不超過0.1Ω。

3.家用燃?xì)饪焖贌崴鳎簢?guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB 6932-2015《家用燃?xì)饪焖贌崴鳌分懈戒汣中C.14接地措施中對(duì)一類家用燃?xì)饪焖贌崴鞯慕拥卮胧┻M(jìn)行了明確的要求，其接地電阻值不應(yīng)超過0.1Ω。

4.除幾種家用燃?xì)庥镁咄馍逃萌細(xì)庥镁咭矊?duì)產(chǎn)品的接地電阻值進(jìn)行了明確的要求，例如：GB 35848-2018商用燃?xì)馊紵骶?、中餐燃?xì)獬床嗽?CJ/T 28-2013、炊用燃?xì)獯箦佋頒J/T392-2012、燃?xì)庹粝銫J/T187-2013、商用燃?xì)馊紵骶咄ㄓ眉夹g(shù)條件CJ/T451-2014等都對(duì)產(chǎn)品的接地電阻進(jìn)行了明確的要求。

結(jié)語(yǔ)：

接地電阻測(cè)試是家電安規(guī)中最基本的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，是對(duì)用戶人身安全的最基本保障，因此，在強(qiáng)制性認(rèn)證中要求，需進(jìn)行強(qiáng)制性認(rèn)證的家用電器出廠前必須要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行接地電阻的出廠檢驗(yàn)，在產(chǎn)品投入市場(chǎng)前要對(duì)同批次的產(chǎn)品進(jìn)行確認(rèn)檢驗(yàn)，以保證電器產(chǎn)品的安全。