對觸及帶電部件的防護項目的理解及案例分析

郭艷萍 陳偉

1.江蘇省產品質量監督檢驗研究院 江蘇南京 210007；

2.全國家用電器標準化技術委員會 北京 100000

1 引言

對觸及帶電部件的防護項目是家用電器產品電氣安全標準中極為重要的項目之一，標準對該項目提出要求，目的是為了防止使用者或維修人員在使用或維修家用電器時，觸及帶電部件或基本絕緣失效而導致觸電事故。為了正確實施標準中對觸及帶電部件的防護項目的要求，有必要弄清楚帶電部件的定義，并結合案例分析標準相關要求和試驗方法。

2 帶電部件定義的理解

標準要求：GB 4706.1-2005標準3.6.4 條：帶電部件live part；IEC 60335-1：2013標準3.6.4 live part：

conductor or conductive part intended to be energized in normal use, including a neutral conductor but, by convention, not a PEN conductor.

NOTE 1 Parts, accessible or not, complying with 8.1.4 are not considered to be live parts.

綜上兩個標準中帶電部件的定義，判斷某個部件是否為帶電部件有兩個關鍵詞：（1）打算通電的；（2）通的什么電 （8.1.4判斷）。

也就是說，判斷一個部件是不是帶電部件，首先判斷這個部件是不是正常使用中打算通電的，如果不打算在正常使用中通電，那么就不是帶電部件；如果打算在正常使用中通電，也不能直接定義這個部件是帶電部件，而是用8.1.4的試驗考核后再進行判斷。分析3.6.4定義注1的內容可知，當判斷一個打算通電的部件是否為帶電部件時，用8.1.4考核的對象即包括易觸及部件，也包括不易觸及部件。

案例1：一款電吹風產品，其使用的微型直流電機未采用安全隔離變壓器隔離電網電源，通過電容或串聯分壓方式進行低壓供電，如果該電機工作電壓為15V，且電機絕緣不能滿足電風吹額定電壓下的基本絕緣要求。

問題：標準30.1條125℃球壓試驗是否適用于支撐電機金屬外殼的絕緣支架？

該問題最終歸結為另外兩個問題，即GB 4706.1-2005標準附錄I的8.1注的內容在進行30.1條考核時是否也要執行？電吹風電機金屬外殼是否為帶電部件？

想弄清楚這個問題，需要將3.6.4帶電部件的定義結合GB 4706.1-2005標準24.6條和附錄I進行綜合分析。

GB4706.1-2005標準 附錄I：“對于不適于器具額定電壓的僅具有基本絕緣的電動機，本部分做如下修改：“8對觸及帶電部件的防護，8.1注：電動機的金屬部件被認為是裸露的帶電部件。”

附錄I的8.1注的內容僅是附錄I在對標準正文第8章對觸及帶電部件的防護項目所做的一個修改，因此只有在考核第8章時，將電動機的金屬部件看作是裸露的帶電部件來檢查電吹風產品對觸及帶電部件的防護措施是否滿足要求，在進行30.1耐熱考核時不執行附錄I的8.1注的內容。

那么要弄清標準30.1條125℃球壓試驗是否適用于支撐電機金屬外殼的絕緣支架的問題，就要從帶電部件的定義去判斷本案例中的電機金屬外殼是否為帶電部件？根據3.6.4帶電部件的定義，本案例中電吹風的電機金屬外殼不是正常使用時打算通電的導體，雖然電機絕緣性能不能滿足電風吹額定電壓下的基本絕緣要求，但也不是本標準定義的帶電部件，因此也不適用于8.1.4的考核。

綜上所述，標準30.1條125℃球壓試驗不適用于本案例支撐電機金屬外殼的絕緣支架。

案例2：如何通過8.1.4的試驗考核由市電供電的電子滅蚊燈產品的高壓電網是否為帶電部件？

電子滅蚊燈高壓電網上的直流高壓是通過使用倍壓整流電路，使220V交流市電經限流電阻加到倍壓整流電路，將220V交流市電轉換為直流高壓，一般為800V～1500V。直流高壓加到用金屬絲等距離平行編繞成的高壓電網兩端。根據3.6.4帶電部件的定義，電子滅蚊燈的高壓電網是打算在正常工作時通電的。接下來需要通過8.1.4條試驗考核電子滅蚊器的高壓電網是否為帶電部件。先看一下標準相關條款的要求。

GB 4706.1-2005標準第8.1.4條：如果易觸及部件為下述情況，則不認為其是帶電的。

根據8.1.4條的要求，該條款試驗適用于以下兩類部件的考核，一類是由安全特低電壓供電的部件，另一類是通過保護阻抗與帶電部件隔開的部件。對于第一類部件，考核比較簡單，只要測量部件的電壓就可以了，由安全特低電壓供電且交流電壓峰值或直流電壓不超過42.4V的部件不認為是帶電的。電子滅蚊燈不是通過安全特低電壓供電，其高壓電網是市電通過限流電阻經倍壓整流電路產生的直流電，因此高壓電網屬于通過保護阻抗與帶電部件隔開的情況。

判斷一個通過保護阻抗與帶電部件隔開的部件是否為帶電部件，試驗步驟較為復雜。根據標準要求，總結8.1.4的試驗步驟如下：

（1）泄漏電流測量。用滿足GB/T 12113中圖4的網絡測量電蚊拍各相關部件與電源的每一極之間的泄漏電流，并與標準限值比較。

（2）峰值電壓測量。用示波器或其它合適的儀器測量峰值電壓。當測得的峰值電壓不大于450V時，測量電容量；當測得的峰值電壓大于450V不大于15kV時，再測量其放電量來考核8.1.4條的符合性。

（3）電容量測量。用LCR測試儀或其它合適的儀器測量電容量。

（4）放電量測量。用示波器或其它合適的儀器測量放電量。

3 8.1.4條試驗問題探討及注意事項

標準要求：GB 4706.1-2005標準第8.1.4條：“通過對由額定電壓供電的器具的測量檢查其符合性。

問題1：在測量8.1.4條中的泄漏電流時，如果樣品是交流供電，測量結果中交流和直流成分的泄漏電流同時存在，用什么限值考核8.1.4泄漏電流的符合性？

不管泄漏電流測試儀測量出來的泄漏電流是直流成分還是交流成分，泄漏電流測試之前，均應先考慮待測的泄漏電流是由什么電源造成的，如果是交流電源造成的，就直接用交流限值判定，如果是直流電源造成的，就用直流限值來判定，而不是人為地將泄漏電流的測量結果分出直流成分和交流成分，再與限值分別比較。值得注意的是：雖然8.1.4條規定電流是用滿足GB/T 12113中圖4的網絡測量，但是本條測試與第13章工作溫度下的泄漏電流測量不同，本條是對由額定電壓供電的器具的測量，而13章的測量器具不是由額定電壓供電。

問題2：8.1.4條中的峰值電壓測量哪些部位？標準規定的考核部位是否包括電蚊拍柵格的正、負極之間的峰值電壓？

GB 4706.1-2005標準第8.1.4條正文倒數第二行內容可知，對電蚊拍產品，應分別測量電源L、N與電蚊拍面的正、負極之間的峰值電壓，共測量4個組合部位的峰值電壓。電蚊拍柵格正、負極均是兩個易觸及部位，不屬于GB 4706.1-2005標準第8.1.4條考核范疇，盡管這兩個部位同時觸及有危險。

問題3：其電容量、其放電量中的“其”指什么部位？

根據GB 4706.1-2005標準第8.1.4條和疑問的討論結果可知，峰值電壓的測量部位即是電容量、放電量的測量部位，也就是說，對電蚊拍產品，根據峰值電壓的測量結果，再進一步分別測量電源L、N與電蚊拍面的正、負極之間的電容量或放電量。

問題4：標準8.1.4條的峰值電壓是用什么設備測量的？標準中圖4的網絡，還是示波器、萬用表等設備？

GB 4706.1-2005標準第8.1.4條注1只是強調了測量電流的電路見GB/T 12113的圖4，并沒有講電壓測量用圖4，因此圖4的網絡不是峰值電壓的測量儀器。示波器是合適的峰值電壓測量儀器之一，有峰值測量功能的萬用表也可以，只是測量范圍要足夠大，有些滅蚊器的柵格與電源之間的電壓可達到1000V以上。

問題5：測量放電量的方法及注意事項有哪些？

可以采用示波器測量并計算放電量。具體方法為：首先將標稱阻值為2000Ω的無感電阻與示波器探頭的兩端并聯，并將示波器連接2000Ω無感電阻的低壓端事前連接到測量部位的低壓端，示波器的高壓探頭僅連接2000Ω無感電阻，不連接到待測點；然后給樣品通電；最后撥下插頭，立即將示波器高壓探頭測試端連接至電源的其中一極，如圖1所示。

放電量測量的注意事項。8.1.4條規定“在電源中斷后立即測量放電量。”為了能實現斷電后立即測量，在斷電前一定要搭好必要的測試電路，斷電后盡可能快地將標稱阻值為2000Ω的無感電阻接到測量電路中。在樣品斷電前示波器的高壓探頭不連接到電源的一極上，否則電量被提前釋放掉了；大約經過幾毫秒放電結束，注意觀察示波器上的放電波形，及時采集放電曲線。

在獲得放電電壓和時間的波形后，接下來要解決的問題是如何根據波形得到放電量。解決方法的理論基礎是，一個電容器通過電阻R放電過程中的電流隨時間變化的I-t關系曲線與坐標軸所包圍的面積的物理意義在數值上等于電容器放電量的大小；因測量時使用的電阻值是不變量，所以根據電阻R放電過程中的電流隨時間變化的I-t關系曲線與坐標軸所包圍的面積的物理意義，以及電壓與電流的計算公式I=U/R，可以采用下述方法測量并計算放電量，即用示波器測量斷電后電滅蚊器的柵格一極與電源一極之間的電壓曲線與時間坐標軸所包圍的面積，再除以測量放電量時所用的電阻阻值，在數值上等于電容器放電量的大小。

圖1 電滅蚊器柵格與電源之間的放電量測量布置圖