家用电器接触电流测量浅析

鲜鹏飞

摘 要：泄漏电流是考核家用电器产品安全性能的主要指标之一，是评价家电产品绝缘性能的重要参数。家电产品接触电流的测量，首先要正确理解和掌握家用电器标准中“接触电流”的概念、测量方法，同时还需要掌握相关的基础标准、引用标准以及IECEE的OD指导文件要求，明确加权接触电流测试设备的相关要求。从标准要求、测试设备、试验方法等几个方面对接触电流进行探讨，并分析标准发展趋势。

关键词：家用电器；泄漏电流；接触电流

当人体电阻一定时，人体接触的电压越高，通过人体的电流就越大，对人体的损害也就越严重。一般1m A 的电流通过时即有感觉，25m A 以上人体就很难摆脱，50m A 即有生命危险。绝缘体不导电只是相对的，随着外围环境条件的变化，绝缘材料有可能也会导电。家用电器在工作电压下工作时，将电器外壳与大地绝缘，若将外壳与电器电极用一根导线连接，导线中会有电流流过，这个电流便是泄漏电流。泄漏电流是考核家用电器安全性能的主要指标之一，是评价家用电器产品绝缘性能的重要参数。家电产品的用户绝大多数都不是专业人士，他们对电气安全的知识了解不多，确保用户的人身安全至关重要。GB 4706.1-2005标准中的泄漏电流分为13.2条款工作温度下的泄漏电流和16.2潮态试验后的泄漏电流。

1 、家用电器的基本特征

家用电子元器件包含了元件和器件两个部分：其中电子元件指的是在工厂生产加工阶段，不对分子成分产生改变的成品。此类电器本身不能产生电子，同时其不能对电流、电压进行控制和变换，故而人们习惯性地将其称为无源电器，电感器、电阻器等是家用无源电器的重要类型。当电器生产过程中，器件本身的分子成分发生了变化，容易产生电子，则这部分器件被人们称为有源电器，有源电器不仅包含了电子管、晶体管，而且涉及集成电路等内容，其能实现电压、电流的系统控制和交换。从家用电器应用过程来看，电子元器件本身结构具有较强的精密性；尤其是在当今时代下，家用电器的功能不断增加，这使得对应电子元器件的结构变得越来越复杂，当任何一个节点被损坏时，整个电器设备的运行效果都可能受到影响，有的电器设备甚至会因此无法运行，机电器设备故障的危害性较大。另外，受电器设备结构精密的影响，电器元件本身产生损坏时，人们的肉眼很难捕捉的到，这使得电器设备故障的检测难度大大增加，在进行电设备检测时，工作人员只有通过特定、专业的仪器，才能实现具体故障的有效检测，这样可为家用电器的安全应用创造有利条件。

2. 家用电器电击防护分类

在做任何检测项目之前先要正确对家电产品进行分类。GB4706.1-2005 将家用电器在电击防护方面分为五类，归纳分别如下：（1）此类电器只靠基本绝缘使带电部分与外壳隔离，没有接地要求。一旦基本绝缘失效，电击防护只能依赖环境。这类电器主要用于人们接触不到的地方，如荧光灯的整流器等电器，所以这类电器的安全防护要求不高。（2）此类电器具有基本绝缘，有接地端子可以接地或不接地使用。电源软线中没有接地黄绿导线，没有固定的接地线接到接地端子上，插头上也没有接地保护插脚，不需要带有接地端子的电源插座，使用时由用户用接地线将机壳直接接地，如电烙铁。（3）此类电器有基本绝缘，有接地端子和接地线规定必须接地和接零。基本绝缘一旦失效，易触及带电部件的电流会通过接地线分流从而起到保护作用。接地线必须使用外表为黄绿双色的铜芯绝缘导线，在器具引出处应有防止松动的夹紧装置，接触电阻应小于 0.1Ω，如电冰箱。（4）这类电器采用双重绝缘或加强绝缘要求，没有接地要求，如家用的电视机、电风扇等。（5）使用安全特低电压 (50V 以下 ) 的各种电器，如手持式按摩器。

3、 接触电流的测量

接触电流的测量原理是使用一个“电阻-电容”RC人体阻抗模拟网络来模拟人体接触用电产品时的触电情况，可以确定被测样品的接触电流值。

3.1 接触电流测量网络

用于接触电流测试的模拟网络如图1所示。该网络中RS=1.5 kΩ，代表人体皮肤电阻；CS=0.22 μF，代表皮肤电容，两者并联代表两接触点间总的人体皮肤的接触阻抗；RB=500 Ω，代表人体内部电阻。由于家用电器使用的正弦频率电源对人体电流效应阈值的影响，引入了R1、C1构成RC低通滤波网络补偿该影响。R1=10 kΩ，C1=0.022 μF。为了保证测试精度，测量网络需通过校准以保证其直流输入电阻、传输阻抗、不同频率下的输入电压和输出电压符合GB/T 12113-2003标准的要求。

图1 加权的接触电流的测量网络

3.2检测步骤（以单相Ⅱ类器具为例）

（1）将符合试验条件的待检测电器置于绝缘板上。（2）用面积不超过 20cm×10cm 的金属箔紧贴电器表面易触及金属部件。（3）接入测量电路进行测试。测试电路如图 1，图 2 所示。

图 2　工作温度下的接触电流的测量电路图

3.3可触及导电零部件的选择

接触电流测试位置的选择，即用户使用家电产品时可接触到的导电零部件的选择，可以参考GB/T 12113-2003标准及IEC 60990: 2016标准，主要有以下几个部位：（1）通过金属铰链连接的门和组件，例如冰箱门、烤箱门等；（2）带有可触及导电部分的标签，例如家电外壳上的金属标签；（3）附着在喷漆或阳极氧化表面上的零件；（4）金属材质的操作手柄。如果用户可触及导电零部件偶尔与其他零部件有电气连接的，需要分别在与其他零部件有电气连接和没有电气连接的两种情况下都进行测量，最终选取最不利的情况。

4、标准发展趋势

明确了现行国标对于接触电流的相关要求，同时我们还需要及时关注IEC标准的更新和发展，IEC新版标准中关于家电产品接触电流的新要求。现行GB 4706.1-2005标准与IEC 60335-1: 2020标准关于接触电流的测试要求的差异见表3。相对于现行的GB 4706.1-2005标准，新版IEC 60335-1标准对家电产品的测试设备进行了细化，对于0I类和I类家电产品引入了低阻抗电流表，来替代模拟人体网络；同时提高了0I类和I类家电产品中的II类结构的泄漏电流的限值要求。

表3 GB 4706.1-2005与IEC 60335-1: 2016标准中接触电流要求的差异

5、结语

当用户接触工作中的家电产品时就会有接触电流流经用户身体，接触电流的大小会直接影响用户的人身安全。在理解产品标准时，一定要追溯到一些基础的方法标准上，同时还要关注标准的发展趋势，才能对测量方法有一个正确的理解。本文对加权接触电流标准要求、测试位置、测试设备、实验电路等方面的分析对比，为检测机构对家电产品接触电流的测试提供参考。

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