摘 要：GB 4943.1-2022相較于GB 4943.1-2011在標準結構和內容上發(fā)生了重大的變化，標準制定基于危險的安全工程理念，引入疼痛和傷害模型，增加了能量源界定等。本文通過對GB 4943.1-2022與GB 4943.1-2011關于插頭放電試驗的差異對比分析，結合實例研究，以期對相關產品的研發(fā)和設計及檢測實驗室的檢測能力儲備提供一些借鑒作用。

關鍵詞：插頭放電，電氣間隙，分析

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.24.019

0 引 言

隨著音視頻、信息技術產品和通信技術產品的融合發(fā)展，難以清晰界定產品的類別以適用不同的標準。為了適應產品的更新?lián)Q代和新技術的應用，我國積極地推進IEC 62368-1標準的轉化工作。GB4943.1-2022已于2022年7月19日發(fā)布，于2023年8月1日實施，我們應關注新舊版本的差異，為產品的設計和研究提供一些指導。

1 電引起的傷害

GB 4943.1-2022基于HBSE（Hazard BasedSa fety Engineer ing）的原則制定，引入了疼痛和傷害的三框圖模型和安全的三框圖模型，區(qū)分不同等級的能量源，并識別不同的能量傳遞原理以適用不同的安全防護等級[1]。電能量源分為ES1、ES2和ES3三級，通過正常工作條件下、異常工作條件下和單一故障條件下的電壓和電流來確定的（見圖1）。相較于GB 4943.1-2011，對于部分產品的限值要求可能有所放寬。如GB 4943.1-2022ES1的穩(wěn)態(tài)電流限值0.5 mA，而GB 4943.1-2011中限值為0.25 mA，限值增加了一倍。另外，標準對產品的預期使用人員予以分類，包括一般人員、受過培訓的人員和熟練技術人員，對各類人員的安全防護要求有差異。

GB 4943.1-2022中使用抗電強度試驗確定電氣間隙，不同于GB 4943.1-2011的要求，電氣間隙的限值要求比較低，企業(yè)的設計壓力較小。引入抗電強度試驗，對于檢測方來說可以更全面地評估產品的符合性。

此外，考慮到新興產品中應用絕緣液體代替空氣構成安全防護，也增加了絕緣液體的要求。對于新型的安全防護元器件，如SPD，IC限流電容器等的要求也予以限制。整體上說，新版的標準對于現有及未來的產品有更大的適用性。

2 關于插頭放電試驗的差異

2.1 插頭放電

插頭放電是評估設備從供電電源斷開連接器的瞬間，內部的儲能元件（如電容器、ICX等）殘余的電荷向外部電路釋放的情況。電容放電依據以下公式：

其中：U 0為放電起始電壓；t為放電時間；U為電容放電時刻t 的電壓值；τ為電容放電常數。由上述公式可知，放電時間由電阻的阻值Ｒ和電容的容值C 決定。當C一定時，R 越大，所需放電時間越長；反之，R 越小，放電時間越短。

2.2 插頭放電試驗差異

GB 49 43.1-2 0 22中條款5. 5. 2 . 2規(guī)定了斷開連接器后，如果電容器電壓是可觸及的，則應檢測斷開后2s時的可觸及電壓是否符合要求[2]。GB4943.1-2011中僅在電容量超過0.1 uF時進行插頭放電試驗[3]。另外，兩版標準對于可觸及電壓的限值也不相同。GB 4943.1-2011對放電的時間常數τ進行限制，而GB 4943.1-2022則規(guī)定如果電能量源是一個電容器，則需要依據充電電壓和電容量來劃分能量級的級別。斷開連接器后電容器的放電試驗需要依據不同的使用類別及電容量來確定限值，如圖2所示。GB 4943.1-2022對于用作電容器放電安全防護的電阻器有要求，此項要求與GB 8898-2011的要求類似。泄放電阻短路或開路故障試驗一般選擇開路其中一個泄放電阻，使整體回路電阻R變大，放電時間較長。如果電阻器符合5.5.6，則不需要承受模擬單一故障條件。

依據上述的分析，列出GB 4943.1-2022與GB4943.1-2011針對插頭放電的測試差異如表1。

3 實例分析

某電源適配器的輸入電壓為100-240V，頻率50Hz，輸出：9V/3A。電路中L、N兩端的XC1電容為0.22 uF，4個串聯(lián)的泄放電阻R1-R1.3（阻值相同，都為560kΩ，未經安全認證，需進行隨機試驗）。電源適配器為一般人員使用，輸出端子為ES1。

（1）測試電壓為額定電壓范圍的上限1.1倍，264V；

（2）測試電壓頻率50 Hz，使用示波器檢測連接器斷開后的從峰值衰減的放電波形。測試：正常工作條件下，插頭斷開2s時，電壓降為0V，符合圖2中對應容值的ES1能量級60V的限值要求。

單一故障條件（R1斷開），適配器帶額定負載條件下，插頭斷開2s時，電壓降為0V，也滿足限值要求。

但是適配器不帶載的條件下，多次測量時發(fā)現一個特殊的現象。正半周（L為＋時），電容兩端電壓在插頭斷開后2s能降為0，而負半周（N為＋時）電容放電不能符合要求。調換插頭的L，N兩極，負半周正常放電，正半周不能放電，2s時電壓還保持202V，如圖3所示。

分析：樣品工作的等效電路見圖4。當R1斷開后，帶載情況下，次級電路電壓已經建立，U1和Q1處于工作狀態(tài)，插頭殘余的能量通過隔離變壓器TR1將能量傳遞至負載順利耗盡。

R1斷開后，不帶載的工作電路如圖5所示，當電路中的正弦波中L端為+，N為-時，電荷經由L→LF1→DB1→EC1→C1→R2→R1.2→R1.3→N，可形成一個完成的放電回路。而當N端為+，L為-時，無法形成放電回路。測試了后端的電容EC1，此時電壓與插頭兩端的殘余電壓一致，殘余電壓都加載在后端電容上，無法快速放電。

GB 4943.1-2022中規(guī)定受試設備中的輸入電容器充電至峰值時斷開連接器，則為放電時間開始，未對插頭放電測試的次數進行要求。對于Ⅱ類設備來說，插頭L，N兩極所接入的電路不同，正半周和負半周放電時間存在差異。試驗中，應多次試驗，注意測量不同半周的放電時間。此外，受試設備帶載與不帶載的工作狀態(tài)，測試結果也會有差異。測試過程中應注意考慮多種工作狀態(tài)，避免誤判漏判。

4 結 論

GB 4943.1-2022插頭放電試驗較之GB 4943.1-2011有較大變化，需要結合電容容值、使用人員及不同工作條件使用不同的限值。對于電路中用作電容器放電安全防護的電阻器或電阻器組的要求應注意考慮。對生產方而言，設計時應全面考慮產品可能存在的故障狀態(tài)，選用合適的元件。對實驗室檢測，應盡量結合產品工作狀態(tài)進行測量。

參考文獻

王瑩，郭子綺，等.GB 4943.1-202X與GB 4943.1-2011及GB8898-2011的總體差異[J].質量與認證，2022（2）：44-47.

音視頻、信息技術和通信技術設備 第1部分：安全要求：GB 4943.1-2022[S].

信息技術設備 安全 第1部分：通用要求：GB 4943.1-2011[S].

作者簡介

余丹艷，碩士，工程師，研究方向為檢測技術。

（責任編輯：張佩玉）