電器安全接地和安全保護軟件的問題探討

葉建偉

(重慶市電子電器商品質量監督檢驗站,重慶400013)

1 引言

在家用電器的安全防護方面一般分為0類、0Ⅰ類、Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類器具。0類、Ⅱ類、Ⅲ類器具無安全的接地保護措施。但必須滿足對觸及帶電部件的防護。而0Ⅰ類、Ⅰ類電器應永久并可靠地連接到器具內的一個接地端子,或器具輸入插口的接地觸點。

如何滿足接地裝置的充分牢固,以防止意外松動,用提供足夠的回彈性能可以滿足此要求。對于提供接地連續連接,則至少使用兩個以上的螺釘或螺母。另一考核要求就是測試接地電阻。接地電阻試驗是在器具的接地端子或器具輸入插口的接地觸點與易觸及金屬部件測量電壓降。由電流和該電壓降計算出電阻,該電阻值不應超過0.1Ω。如果電器帶有保護性電子電路,則對保護性電子電路要進行電器軟件評估試驗。

2 接地電阻準確性測試方法

2.1 測試方法選用

采用四端測量法是比較準確的一種方法。由于接地電阻較小,在測量小電阻時,要考慮引線電阻和測試電極接觸電阻的影響。為了消除這些影響,達到精確測量,采用四端測量即：“電壓回路等電位、電流回路等電流”。

2.2 測量電流的要求

電器一般都限定空載電壓不超過12V,電流等于器具額定電流1.5倍或25A取較大值。該電流輪流在接地端子或接地觸點與每一個易觸及金屬部件之間通過。

為了防止電器產品萬一絕緣失效引起易觸及金屬部件帶電傷人。當易觸及金屬作為導體時,能保證接地端子、接地觸點和接地連續性端子在接地回路中成為一體,通過供電線路中過流保護裝置動作來切斷外電源,使人觸及這類電器的金屬部件時不產生電擊的危險。這就對測量設備的輸出電流恒定要求很高。大部分家電標準所要求的25A下測試并且維持1m in,換言之,在過流保護裝置未動作的這段惡劣時期,應通過可靠的接地連續性來保證使用者的安全。由此可見,接地電阻測試設備不僅僅需要測出準確的阻值,而且應該能夠真正提供大電流,這樣才能完成考核出被測樣品的接地連續性。測量設備的橫流輸出一般為±5%。

2.3 接地電阻儀的有效控制

(1)接地電阻儀是用于安全檢測屬強制檢定的器具。根據《中華人民共和國計量法》和《中華人民共和國強制檢定的工作計量器具明細目錄》應實施強制檢定。檢定周期一般不超過一年。檢定規程按《JJG984-2004》要求進行。

(2)在兩次檢定期間增加期間核查,四線制測試方式見圖1。

圖1 四線制測試方法圖

可選電阻值為 10、20、50、75、100、200 、300、500mΩ的電阻進行校驗。電阻的溫度系數＜250×10-6/℃。每個電阻值測量3次取平均值。如果測量結果的誤差在±5%以內,則視為滿足要求。

(3)不同設備和不同方法的比對。用不同的儀器對同一電阻值進行測量,將測得結果進行比對。或者用同一電阻,先用伏安法或電橋法測量電阻值,再用接地電阻儀測量其電阻值,將測得結果進行比對。如果測試結果的偏差在±5%以內,則視為滿足測試要求。

3 安全保護電路的軟件評估

隨著科技的不斷發展,家電智能化產品已進入家庭。越來越多的家用電器使用含有軟件的控制器。如何對安全軟件進行評估是擺在我們面前必須解決的問題,下面談談家用電器軟件評估的認識與了解。

(1)GB4706.1-2005附錄R增加了軟件評估內容。附錄Q為軟件評估的程序。這就說明家用電器軟件評估只適用于家用和類似用途器具中使用軟件的電子控制器的軟件評估,不適用于其他計算機系統中使用的系統軟件的軟件評估。

(2)由于涉及到B級軟件和C級軟件,加之保護電子電路中的一部分也可以起到功能作用。因此,評估的重點就放在產品安全方面的可靠性。軟件系統所控制的整機、環境安全和軟件自身故障而引起的危險。GB4706第19章對電器產品進行非正常試驗中,除了整機外還對電子電路有特殊要求試驗。但這些都不夠,如果含有軟件保護性的電子電器產品只進行GB4706系列標準的非正常試驗而不進行軟件評估是不完整的,是漏掉安全檢測項目,存在很大的安全隱患。

(3)既然軟件評估很重要,是不是所有的電子控制器的家用電器產品都要進行軟件評估。這要看電器產品是否具有保護性電子電路,保護性電子電路是否使用了軟件。電器產品沒有保護性電子電路,在非正常工作情況下保護是依靠傳統的機械式的保護(如：熱斷路器、各種熔斷器等),即使家電產品帶有軟件的控制器,也不需要進行軟件評估。電器產品帶有保護性電子電路,但在進行GB4706.1第19章的試驗中,發生危險性的安全保護時,最終依靠的保護任然是傳統的機械式的保護,而軟件控制器只是起到了一定的功能作用,這種情況也不需要進行軟件評估。電器產品帶有保護性電子電路,在進行GB4706.1第19章規定的雙重故障情況下,保護性電子電路動作從而起到進一步保護,這就要判斷是軟件起作用還是硬件起作用。如果是軟件起作用,那就要進行GB4706.1附錄R的軟件評估。如果是硬件電路起作用則不需要進行軟件評估。

[1]中華人民共和國國家質量監督檢疫檢驗總局.GB 4706.1家用和類似用途的安全[S].北京：中國標準出版社,2005.

[2]中華人民共和國國家質量監督檢疫檢驗總局.JJG984-2004接地導通電阻測試儀[S].北京：中國標準出版社,2004.