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小家电产品的安全防护问题(黄颖玲/吴立安)

2013-07-15  来源:本站

小家电产品的安全防护问题

The Safety Protection Of Small Home Electrical Equipments

深圳电子产品质量检测中心  黄颖玲  吴立安

     随着生活水平的不断提高,人们身边的小家电越来越多,在它们为我们的日常生活带来诸多便利的同时,其安全防护问题却日益变得突出起来。

     More and more small electrical equipments come into our daily Life and bring US a Iot of convenience, in the same time, their safety protection problem sticks out.

     在我国经济迅猛发展的今天,小家电产品市场十分活跃,各式各样的小家电产品不断问世并投放市场,为减轻人们的家务劳动及实现日常生活的社会化服务创造了条件。然而设计人员在追求功能多样化、组合化产品的同时,往往忽视了相关的产品安全设计,而用户普遍缺乏安全操作常识,随着这些产品每户占有量的提高,对人身乃至人们生活环境的潜在危胁也在加大,安全防护问题变得尤为突出。

     一、家电产品的安全防护内容及要求

     家电产品的安全防护应保证产品在正常使用中能安全地运行,即使操作不当也不会给人或环境带来危险。安全防护有如下主要内容:

     1.电击防护
     电击防护是靠产品的整个绝缘隔离防护系统来保证的。绝缘隔离防护系统就是将带电部件与可触及部件加以绝缘隔离,以保证可触及件不会带有危险电压,流经人体的电流不会超过限值。绝缘隔离防护系统主要直注意以下几方面:

     1)绝缘类型应用的正确性
     电网电源供电的家电产品,其带电件的安全防护绝缘分为a.基本绝缘b.附加绝缘c.双重绝缘d.加强绝缘四种类型。而产品的绝缘等级主要分为I类和Ⅱ类,I类器具绝缘类型为:基本绝缘+保护接地措施,Ⅱ类器具绝缘类型为:基本绝缘+附加绝缘;双重绝缘;加强绝缘。正确合理地选用这些绝缘类型不仅可以保证产品的使用安全可靠,而且可以使产品设计做到经济合理。

     2)足够的电气间隙和爬电距离
     足够的电气间隙与爬电距离是防电击的重要手段。产品的带电部件与可触及部件间的绝缘隔离,可通过保证带电部件与可触及部件间有足够的电气间隙和爬电距离来实现。基本绝缘、附加绝缘及加强绝缘都应满足相应的电气间隙与爬电距离要求,

       表1

     注:本表仅考虑最一般的情况,详见GB4706.1表21


表l为GB4706.1的电气间隙与爬电距离要求。

     3)绝缘介质材料的选用
     产品的电击防护最主要的措施是在带电部件与可触及部件间用具有一定绝缘强度的绝缘介质材料加以隔离,材料绝缘强度应根据其工作电压和绝缘类型来确定。常用的绝缘材料有塑料、陶瓷、聚酯薄膜等,油漆、普通纸、棉织物、金属部件上的氧化物等均不能作为绝缘介质材料。

    2.过高温防护
    产品在正常工作条件下和非正常操作或误操作下的温升均应受到限制,以避免引起损害安全的火灾,机械损伤或触电事故。
     温升限制要求可触及元件的温升不得烫伤使用者的皮肤;绝缘件在高温下仍可保证一定的绝缘性能,避免塑料材料软化造成短路电击、起火乃至使有害射线超剂量;结构件尤其是防护件和带电元件支承件在高温下要保证有足够的机械强度,避免它们变形,改变了安全间隙和安全开孔尺寸,造成短路故障和直接电击的危险;各种元件和材料在任何条件下出现高温不得放出可燃性气体和毒气,更不能达到可燃点。

     过高温防护的几个措施:
     1)外壳通风孔位置的合理设计。
     2)对发热元件进行适当的处理,特别是对会造成起火、电击的那些发热元件应尽量将其置于通风散热的有利位置,增加它们的散热面积。
     3)在产品中某些必要的位置安装过热自动保护开关等热保护装置。
     4)合理选用断接装置,如熔断器,防止大电流故障引起的高温升。

     3.辐射、毒性和类似危险的防护
     产品不应放出有害射线,或者带有毒性或类似的危险。如:器具的结构中,不得使用石棉,避免人体吸入石棉纤维和石棉尘埃造成危险;微波炉应防止微波泄漏等。

     4.起火防护
     产品通电就有着火的潜在危险,必须加以防护。在温升防护中我们谈到,产品的绝缘件、防护
件和带电元件支承件等在故障条件下由于元器件的高温等可造成起火的危险,需采用阻燃或缓燃材
料。

     实现防火的方法有:
     l)在可能的情况下避免高温,或者将可燃材料与高温零部件相互隔离或分开一定的距离。
     2)内部零件采用低可燃性的材料。
     3)采用低可燃性的外壳和装饰件。
     4)采用防火防护外壳以限制设备内产生的火焰往外蔓延。
     5)采用足够的电气

 (2)动态主机配置协议DHCP
      对家电网络而言,易于配置是很重要的。HDCP(Dynamic Host Configuration Protocol)可以让每一个节点在加电时自动配置自己的网络参数。DHCP实行客户机/服务器结构,节点上运行DHCP客户机协议,网关上运行DHCP服务器协议。节点加电后,尚未配置的节点首先会在家电网络上广播一个消息,询问哪个服务器提供网络配置信息,运行DHCP服务器的网关收到这个消息后也会发出一个消息来应答,其中包括一整套的配置参数。最简单的是,一个IP地址就可以包括子网掩码、路由器的IP地址、DNS服务器的IP地址以间隙和爬电距离,防止飞弧、放电引起着火。

     5.机械防护
     在地面或桌面上使用的器具应有足够的稳定性;电动器具的活动部件在正常使用中应提供足够的保护,以防止发生人身安全事故。产品的绝缘防护外壳应有足够的机械强度,以防偶然受到外部冲击致使外壳或其它防护件破坏_带电件外露。

     二、小家电产品中常见的安全防护问题

     小家电产品结构简单,体积较小,使用方便,但存在的安全防护问题也较多,下面列举一些小家电产品中常见的安全防护问题。

     1.标记问题
     标记是产品设计师给用户传达的最关键、最起码的安全使用、维护的指示信息,是确保人身财产安全的极其重要的安全标准内容。但我们很多小家电产品的标记常常是信息量不足,表示方法不正确,标记也不耐久,有些产品甚至没有任何标记,给使用者带来危险隐患,主要表现在:1)无电源铭牌(电流、电压、频率)。
     2)无接线端子标记(中线N、地线),无熔断器标记,无Ⅱ类结构符号。
     3)电源开关无通断标记或标记不规范。
     4)无必要的警告标志,如带挂环的电吹风上应有“不得带人浴室”的警告语。

     2.防电击问题
     电击防护是产品从设计到使用都不容忽视的大问题。在目前小家电产品中出现的主要问题可归纳为:

     1)绝缘隔离防护系统设计不当

     (1)产品的安全防护绝缘等级与产品所使用的插头防触电措施不一致。
     产品的安全防护绝缘等级为I类,而产品所采用的插头为两极插头;产品的安全防护绝缘等级为Ⅱ类,产品采用的插头又为两极接地插头,二者混淆,使产品不具备相当的绝缘强度。

     (2)产品的绝缘等级不够或电气间隙与爬电距离不满足要求,致使绝缘击穿,发生触电危险。
     I类器具中,人与仅用基本绝缘与带电部件隔离的不接地的金属部件接触;Ⅱ类器具中,人与基本绝缘及仅用基本绝缘将带电部件隔开的金属部件发生接触;不同极性的带电部件之间、带电部件与越过基本绝缘的其它金属部件之间、带电部件与越过加强绝缘的其它金属部件之间的电气间隙和爬电距离达不到表1的要求等情况均可能导致绝缘击穿发生触电危险。

     (3)由于安装不当导致绝缘损伤或爬电距离和电气间隙等减小,带来电击危险。
     如外电源线的安装没有紧固和防扭曲装置;内电源线仅用锡焊或螺钉固定;接地端与要求接地的零部件之间接触不良,达不到低阻(≤O.lΩ)的要求,都有可能引发电击事故。

     3.防过高温及起火问题
     前面我们已经提到,在故障条件下,一些元器件的温升很高,致使一些防触电的绝缘件融化变形带来触电或起火危险。小家电产品中,电热器具在这方面存在的问题较多,因为它涉及到发热元件温度的控制问题。设计人员若只二考虑器具在正常工作状态下温控器的控温情况,而忽视了故障条件下的过高温防护,导致在非正常状态下,防护外壳过热变形,带电部件外露,发生触电危险;或由于外壳没有采用阻燃或缓燃材料直接导致外壳起火燃烧,引发着火危险。另外,电热器具中发热元件附近的电源线如果没有采用耐高温线,由于周围环境的过高温,致使电源线绝缘层受损,导致触电危险。

     家电产品的安全防护直接关系到人们生命及财产的安全,是产品设计师需考虑的首要问题。本文仅将小家电通用的安全防护要求及存在的问题做了简单的描述,具体到不同的产品又有不同的特殊要求,所以我们的设计师和质检人员不仅要了解掌握通用安全要求,而且对具体产品的特殊安全要求也要熟练掌握,以保证生产出安全可靠的产品。

(文章发表在《电子质量》1998年7期)