1、中国科技期刊数据库 工业 A 26 电器产品电源插头防触电检测方法研究 徐龙青 李云肖 河北优艾斯电器有限公司，河北 邢台 055500 摘要：摘要：随着人们生活质量提高，越来越多电器产品在日常生活中应用，电器产品电源插头发生的触电事故也越来越多，结合实际情况发现，发生电器插头触电事故的原因是由于电器插头的防触电设计存在一些问题。本文针对电器产品电源插头放电线路和放电回路进行分析，结合国家相关安全设计规定探讨电器产品电源插头防触电检验方法，期待能够为行业工作人员提供有价值的参考信息。关键词：关键词：电器产品；电源插头；防触电；检测方法 中图分类号：中图分类号：TM5 1 电器产品电源插头放电线
2、路分析 在电器使用过程中由于电网会对电气正常工作带来一定影响，同时电气电源的开关脉冲也会影响到电网的正常运作，因此电器产品在设计过程中为防止电器产品与电网相互存在的干扰问题，电源开关在交流电压中配装电源滤波器，所装配的电源滤波器会与电容器形成并联。电器产品在正常被人们使用时，供电能量会分别处在电容器的线圈内完成电器产品的功能作用，人们在拔下电源插头时，存储在电容器和线圈内的供电能量经过一段时间消失不见，而有效的保障电器产品使用安全。因此，想要有效的保障电器产品使用安全，就需要在电器设计过程中选择合适的跨电容和电阻，跨电容和电阻不宜过大也不宜过小，无论是过大还是过小必然会造成延长放电时间问题，只
3、有这样才能够有效的防止电器产品在使用完成以后拔插头时不会给人们带来触电感觉。2 国家相关准则对电源插头防触电的安全设计规定 2.1 信息技术设备电容器安全指标 信息技术设备是现阶段人们生活和办公经常会用到的电容器设备，国家相关准则对信息技术设备电容器放电安全进行了明确规定，在 GB 4943-2001 的第2.1.1.7 条款中对设备内电容器的放电安全设计，信息技术设备在设计过程中电网电源不能够存在超负荷电容器的情况发生，要尽可能避免电击危险出现。信息技术设备在设计过程中持有电网电源标准电压在59伏以上才可以进行相应的电击试验。如果在电器设备中没有任何的电容器，其明确标注了容量超过 0.1F，
4、并且在电器设备使用过程中的电源线路上，电机放电的时间符合相应的要求，则认为该设备是符合相应要求的1。通常情况下，信息技术设备中是存在电容器的，电容器与电网电源相连接在电路上，相应的电容器放电时间若不超过相应的国家规定准则，就证明信息技术设备是符合电容器安全指标的。市场上常用的可插式设备分为两种：一种是 A 型设备，是指预定要非工业插头和插座，非工业用器在使用时设备和建筑物两者之间安装有配线连接设备，电容器的放电速度应是在 1s 左右完成放电。另一种是 B 型，该设备是指预定要通过 GP/T 11918，国家标准的工业用电插头，该设备与建筑物之间有配备线连接设备的电容器放在速度应在 10s 左右
5、完成放电。2.2 电器产品安全指标 国家相关准则在 GB 8898-2001 的第 9.1.6 条款中对电器产品的电源插头防触电的安全设计规定如下：电器产品用于与电网电源相连接的各类电器插头，在设计时要结合相应的电器设备进行有效设计，并保障电器使用人在使用完相应电器设备以后，人们在拔下插头时若不慎触碰到插销处，也不会由于电容器中的余电对人造成电击危险2。并且明确要求电器设备插头在拔下插头两秒时间后要求插脚不再存在电流现象，电压为交流峰值 35v 时会给人们带来电击危险。3 电源插头放电回路的设计分析 根据电容器放电原理将放电时间和放电电容量的常数进行测量，并根据相应的测量数据进行有效的分析，在
6、分析过程中将电容器按放电时间常数和电容器中国科技期刊数据库 工业 A 27 放电之前电容器两端的最高电压作为相应的参数进行有效分析。在分析过程中将安全电压，也就是交流峰值不超过 42.4 Vp 或直流值不超过 60 V 的电压作为电压参数，而放电时间参数是电器设备电源拔出以后电容器上储存能量和电器容器中储存容量达到安全电压时间作为参数。假设电器设备在拔出电源插头两秒后，电器设备内的电容电压安全，电器设备插头上的电压将从 220V 降至安全电压，结合相应的数据进行综合分析可得电器设备电源插头拔出两秒后，电器设备插头上的电压降到安全电压内，电容器的放电时间应控制在一秒以内，这与国家规定的一次性电路
7、电容器的放电要求规定准则是一致的，进而证明相应的电器设备，电源插头，放电回路设计是合理的，也能证明该类电器设备的电容量放电时间不大于一秒则是符合相应的要求，也就是国家所规定的 A 类可插式设备所规定的准则。在 GB 4943 标准中规定电器产品的插头对于使用人的安全电压为 42.4vp，在 GB 8898 标准中规定电器产品的插头对于使用人的安全电压 35vp，但两者所规定的要求基本是保持一致的，其跨电电容及电阻所构成的放电时间应保障在 2s 以内是符合规定的，电器产品在使用时从供电电源上最高峰值电压降至安全电压以内3。在电源插头放电回路设计过程中，可以发现电容的放电时间和放电容量是成反比的，
8、放电时间延长电器设备内的电容量就较小，反之则较大，要保障在电器设备使用完成以后拔下插头时在规定时间内完成放电，这样设计才符合国家相关规定，才能有效的保障，使用电器设备时电击危险。4 电器产品电源插头防触电检测方法研究 4.1 测试电器产品的剩余电压值 在测试电器产品的剩余电压值时可以结合检测电器产品自身放电回路进行放电以后的剩余电量，并将相应的数据进行有效计算得出相关的剩余电压值，选择额定输入为电压 220v 的电器产品进行测试，设定电器电容量和电器放电电阻的值，根据相应的理论依据进行计算，电路依靠自身的放电回路，完成相应的电器产品余电放电。在测试电器产品的剩余电压值时，可以选择生产线上的测试
9、样品，选择统一的输入电压 220v，对使用的示波器探头阻抗的参数也进行有效设定，在相应参数设定完成以后进行测试，这是所有样品在一秒和两秒时被测样品的电压值，使用不同的示波器探头阻抗参数，在相同时间内计算得出样品剩余电压值。有效的确定电器产品电源插头防触电检测是合理科学的，相应的理论值和测试之间误差较大，则证明相关的电器产品电源插头防触电难以保证。而相应的理论值和测试值之间误差较小，则可以有效的证明相关的电器产品电源插头防触电是可以有效保障安全性的。测试结果计算如下，使用示波器探头阻抗为 10 欧姆时，被测样品的剩余电压值在 1s 时为 95.2v/在 2s 时为29.1v。使用示波器探头阻抗为
10、 66.7 欧姆时，被测样品的剩余电压值在 1s 时为 112.8v/在 2s 时为 41.3v。使用示波器探头阻抗为 100 欧姆时，被测样品的剩余电压值在 1s 时为 117.0v/在 2s 时为 44.5v。通过相应的电器产品测试，可以发现在使用 10 欧姆阻抗探头的示波器，各样品在测试剩余电压时很多样品测试出来的结果与理论值都有很大的差异，使用相应的测试方法发现使用示波器阻抗探头的阻抗越低，对相应的测试剩余电压值结果影响就越大4。同时使用示波器阻抗探头的阻抗越高，对相应的测试剩余电压值结果影响也会越大。因此，通过这种方式测试，不能准确的判断电器产品的设计合理性和电器产品的使用安全性。4
11、.2 导致实际电压实测值与理论值出现偏差的原因 根据实际测试发现，选择电器产品剩余电量测试时，在测试过程中所才用的示波器探头阻扰并不是电器产品本身的放电电阻，电器产品在实际使用过程中放电回路上的放电电阻是电器产品本身所具备的并联电阻，其中设有示波器探头的阻抗，这会导致实际电压实测值与理论值出现偏差的原因，针对相应的原因存在，进行综合考虑以后进行示波器探头阻抗对放电测试回路影响进行有效计算，被测样品的剩余电压理论值和实际电压实测值之间的区别。当选用示波器探头阻抗为10欧姆时检查电器产品的插头放电剩余电压值，被测样品的实测剩余电压值在 1s 时为 95.9v/2s 时为29.6v，当选用示波器探头
12、阻抗为 66.7 欧姆检测电器产品的插头放电剩余电压值时，被测样品的实测剩余电压值在 1s 时为 113.3v/2s 时为 41.2v。当选用示波器探头阻抗为 100 欧姆检测电器产品的插头放电剩余电压值时，被测样品的实测剩余电压值在 1s 时为117.8v/2s 时为 44.6v。综合上述实测发现，电器产品实际放电回路的放电电阻与示波器探头阻抗对放电测中国科技期刊数据库 工业 A 28 试回路有着直接的影响，测试时所用的与实际装配在电器产品中的示波器探头有着明显的区别，因此导致产品插头剩余电压值存在着一定的区别，结合理论值和实测值相比较发现，示波器探头阻抗对放电的影响是很大的，从理论上分析被
13、测样品上剩余电压值在实测过程中，两者存在的误差更小，由此可以发现，被测样品在实际使用过程中放电时，示波器探头阻抗与产品本身放电电阻都是会同时参与放电工作的，这也是导致理论值和实测值有着明显区别的原因，由此证明电器产品示波器阻抗的不同会直接影响到电器产品在实际使用过程中插头剩余电压值。那么在实际电器产品设计装配时所配置的放电电阻和示波器探头阻抗都应结合电器产品的实际用途，经过充分计算以后选择和最合理的配件使用，进而有效的保障电器产品在使用过程中人们在触碰到插头时，不会给人造成电击危险。4.3 转变测试方式注重高精度测量 在上述理论测试中和实测测试中发现由于不同的示波器探头阻抗所产生的误差测量，医
14、保障测试结果满足相应的测试要求，保障测试结果的精准性，转变测试方式设计具有定时切换功能的定时器，参与到电器产品样品测试中，由于示波器探头所带来的阻抗会导致测量存在误差现象。植入定时器以后按照相应的标准测试明确设定相应的放电时间，在到达相应放定时间之后再放入示波器探头到产品插头处进行放电，而不像之前的试验一样示波器探头从产品插头插入插板试验时就开始植入示波器探头阻抗，分析原因可以发现插头上的部分电压会受到示波器探头的阻抗影响放电效果，在设定时间以后再植入示波器探头阻抗插头上的部分电压并不会受到其示波器阻抗的影响。首先是电器产品样品在拔下插头一秒后，对其插头上的剩余电压值进行测量，将定时器设置在一
15、秒，电器产品在的控制面板打开时，定时器开始相应的工作，当定时器计时到一秒以后，植入示波器阻抗，在一秒时间内插头上放电的过程进行有效记录，电器产品插头放电是通过设备自身放电回路也就是电器产品中所设置的放电电阻进行放电的，结合测试发现定时器在一秒时，示波器上的测试电压是非常精准的，综合发现采用这种测试办法，无论是示波器上的阻抗设置值有任何区别，都不会对测试结果造成任何影响。结合相应情况，再将定时器设计为十秒两秒等其他数值这是样品上的电压值，只要定时器上的时间再做调整，即可获得相应的测试数据。随后将相应的测试数据进行合理科学的计算，再将计算结果与剩余电压测量数据理论值进行对比。经过对比发现采用定时器
16、，进行电器产品的插头放电剩余电压测试时，示波器探头阻抗值不会影响到测试结，根据测试，发现示波器探头阻抗的影响几乎不存在。同时通过这种测试方法，所测试出来的相关数据与理论计算值是非常相似的。由此可以证明植入定时器的测量办法，无论使用任何的示波器探头和设置任何的示波器探头阻抗都不会对测试电器产品造成影响，由此也反映出在实际测量电器产品插头上电压放电剩余值实际情况时，也应该植入定时器进行相关的测量，这样才能够促使相关的产品制造商更加客观清楚的测试出电器产品的插头剩余电压值安全性，通过这种方式测量可以更好的保障电器产品的安全性提供给用户5。5 结论 综上所述，越来越多的电器产品需要相关的制造商和实验室
17、重视电源插头防触电检测，这样才能够有效的保障所提供给用户的电器产品是安全稳定的，有效的降低社会上由于电器产品插头电压触电的安全风险发生。上文针对电器产品电源插头防触电检测方法进行了详细探讨，也提出了有效的检测办法，期待相关的制造商和实验室采用相关的方法进行电源插头防触电检测。参考文献 1邱琳用,高晓清,李惠.防触电保护检查项目关键要素的分析与研究J.电子测试,2018(23):114-115.2张培君.家用电器防触电的安全措施J.农村电工,2016,24(3):51.3刘旸,李洋.电器产品电源插头防触电检测方法分析J.电子技术与软件工程,2016(1):242.4曹寅,王哲宇.电器产品电源插头防触电检测方法研究J.质量与标准化,2011(4):23-27.5王春露.浅谈家用电器防触电技术措施J.科技资讯,2009(9):209.
