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關(guān)于小家電產(chǎn)品電流安全測試方面的探討

文檔作者：王西均文檔來源：陜西省電子信息產(chǎn)品監(jiān)督檢驗(yàn)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月12日
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·44·
電 子 測 試
0 引言
泄漏電流測試是小家電產(chǎn)品質(zhì)量檢測中的重要環(huán)節(jié)之一，是
衡量小家電產(chǎn)品絕緣性能以及電氣安全性能的重要指標(biāo)。凡是漏
電檢測不合格的小家電產(chǎn)品，在正常工作狀態(tài)下其外殼表面一旦
與人體接觸，很容易產(chǎn)生觸電危險。現(xiàn)階段，我國小家電生產(chǎn)企業(yè)
往往對泄漏電流安全檢測項(xiàng)目沒有予以足夠的重視，再加上專業(yè)
知識、技術(shù)能力等原因的欠缺，導(dǎo)致小家電產(chǎn)品電流安全檢測方
面存在嚴(yán)重缺陷，具體實(shí)施過程中仍然存在較多困難，因此有必
要對小家電產(chǎn)品電流安全檢測進(jìn)行更加深入的研究。
1 小家電產(chǎn)品電流安全的基本概念
泄漏電流是指在沒有故障施加電壓的情況下，電氣中帶相互
絕緣的金屬零件之間，或帶電零件與接地零件之間，通過其周圍
介質(zhì)或絕緣表面所形成的電流稱為泄漏電流。泄漏電流包括兩部
分，一部分是通過絕緣電阻的傳導(dǎo)電流I1 ；另一部分是通過分布
電容的位移電流I2，后者容抗為XC=1/2pfc 與電源頻率成反比，
分布電容電流隨頻率升高而增加，所以泄漏電流隨電源頻率升高
而增加。例如：用可控硅供電，其諧波分量使泄漏電流增大。小家
電產(chǎn)品產(chǎn)生泄漏電流的主要原因是在其內(nèi)部各個元器件存在著
電磁感應(yīng)，而且這些電磁感應(yīng)是以電容寄生的形式相互作用著。
值得注意的是，由電容寄生所產(chǎn)生的泄漏電流會在某種程度上形
成“滄海橫流”的狀態(tài)，此時的泄漏電流會表現(xiàn)出一種立體式、交
叉式的無規(guī)則流動，它不會沿著某根導(dǎo)線或者某一個平面有規(guī)則
的流動。但是在小家電產(chǎn)品電流安全測試方面探討泄漏電流，則
可以大致忽略電器內(nèi)部電流的傳導(dǎo)方式，方便起見可以從宏觀的
角度分析小家電產(chǎn)品出現(xiàn)泄漏電流時會對給人體造成何種程度
的危害。這樣一來，研究小家電產(chǎn)品泄漏電流的強(qiáng)度就成為了檢
驗(yàn)產(chǎn)品使用質(zhì)量以及可靠性的關(guān)鍵。
眾所周知，人體是良導(dǎo)體，當(dāng)人體接觸設(shè)備的帶電部分并形
成電流通路的時候，就會有電流流過人體，從而造成觸電。觸電時
電流對人身造成的傷害程度與電流流過人體的電流強(qiáng)度、持續(xù)的
時間、電流頻率、電壓大小及流經(jīng)人體的途徑等多種因素有關(guān)。在
小家電產(chǎn)品無接地線的使用條件下，一旦使用者接觸到家電產(chǎn)品
的金屬外殼，泄漏電流就會通過人體流向大地，在這過程中人體
會由于觸電而造成一定的危害。因此在對小家電產(chǎn)品電流安全測
試進(jìn)行分析時，就必須對泄漏電流進(jìn)行定性和定量研究，將泄漏
電流視作一種參數(shù)；這一參數(shù)能夠表征小家電產(chǎn)品以泄漏電流
為標(biāo)志的“漏電”與使用者之間的關(guān)系，即小家電產(chǎn)品的安全性。
本文在研究過程中將小家電產(chǎn)品的泄漏電流分為對地泄漏電流、
機(jī)殼泄漏電流以及應(yīng)用器件泄漏電流三種類型。
2 小家電產(chǎn)品電流安全測試
根據(jù)泄漏電流的性質(zhì)不同，可以將其分為直流泄漏電流和交
流泄漏電流如果作用于小家電產(chǎn)品上的外電壓為直流電壓，此時
流經(jīng)其絕緣部分到達(dá)小家電產(chǎn)品金屬外殼的電流，就是直流泄漏
電流。通過兆歐表，測量時指針?biāo)镜慕^緣電阻值，本質(zhì)上就是一
個直流電流值。計算公式如下所示：
關(guān)于小家電產(chǎn)品電流安全測試方面的探討
王西均
（陜西省電子信息產(chǎn)品監(jiān)督檢驗(yàn)院，陜西西安，710004）
摘要：文章介紹了小家電產(chǎn)品電流安全測試的重要性，然后根據(jù)《家用和類似用途電器的安全第部分：通用要求》分析了直流
泄漏電流和交流泄漏電流的區(qū)別，并且舉例說明了了泄漏電流以及絕緣阻抗等概念在小家電產(chǎn)品安全測試過程中的作用。
關(guān)鍵詞：小家電產(chǎn)品； 泄漏電流；安全測試　
　　
　　　 Discussion on current safety testing of small household
electrical appliances
Wang Xijun
（Shaanxi Province Electronic Information Products Supervision Inspection Institute
Shaanxi Xi'an 710004）
Abstract ：This paper introduces the current safety testing of small household electrical appliances
importance,then the "Household and similar electrical appliances - Safety - Part:General requirements"
analyzed the DC leakage current and leakage current exchange differences,and illustrates the leakage
current and insulation impedance concept in the small appliance product safety testing role in the process.
Keywords ：Small home appliances ；Leakage Current ；Security Testing
·45·
電 子 測 試
電子科技 ELECTRONIC TEST
第12期
2013年6月
絕緣電阻值＝ 500V(DC) ／直流泄漏電流(DC)
根據(jù)上式可以看出，家用電器行業(yè)常用的絕緣電阻值在小家
電產(chǎn)品質(zhì)量中的應(yīng)用十分重要，當(dāng)用動電式兆歐表產(chǎn)生直流電壓
進(jìn)行測量時，應(yīng)該和小家電產(chǎn)品的直流泄漏電流相互對應(yīng)，數(shù)值
上成反比。
而交流電壓是作用于小家電產(chǎn)品上的外電壓，此時，流經(jīng)其
絕緣部分到達(dá)小家電產(chǎn)品金屬外殼的電流，就是交流泄漏電流。
根據(jù)《家用和類似用途電器的安全第部分：通用要求》第13 章，
要求測試家用電器產(chǎn)品在“工作溫度下的泄漏電流和電氣強(qiáng)度”，
即在工作溫度下，器具的泄漏電流不應(yīng)該過大，而且它的電氣強(qiáng)
度應(yīng)該是足夠的。例如空調(diào)器、洗衣機(jī)以及廚房電器等使用交流
電源的電器產(chǎn)品，此時的泄漏電流則為交流泄漏電流值。
交流泄漏電流在小家電產(chǎn)品內(nèi)部廣泛存在，而且泄漏電流的
原理測量與絕緣電阻基本相同，測量絕緣電阻實(shí)際上也是一種泄
漏電流，只不過是以電阻形式表示出來的。因此對于電流安全的
研究可以引入“絕緣阻抗”這一概念。絕緣阻抗相當(dāng)于傳感器橋路
與地之間串了一個阻值與其相當(dāng)?shù)碾娮瑁^緣電阻的大小會影響
傳感器的各項(xiàng)性能。而當(dāng)絕緣阻抗低于某一個值時，電橋?qū)o法
正常工作。在小家電產(chǎn)品中，考慮到其內(nèi)部各種電感、電容、電阻、
電氣間隙與爬電距離等形式的綜合性的總阻抗。對小家電產(chǎn)品絕
緣阻抗大小的定義，可以用以下公式表示：
絕緣阻抗值＝ 1.06×220V ／交流泄漏電流(AC)
從計算公式中可以看出絕緣阻抗符合電工學(xué)中關(guān)于阻抗的
定義。當(dāng)小家電產(chǎn)品上的電壓升高時，由于同一頻率下絕緣阻抗
的變化量值極小，此時檢測出的泄漏電流值相對較高。對于小家
電產(chǎn)品絕緣阻抗的檢測不需要對電感、電容、電阻、爬電距離等因
素進(jìn)行分解計算，只需要通過上述公式在測出交流泄漏電流之后
進(jìn)行計算就可以得到絕緣阻抗的大小。在小家電產(chǎn)品電流安全測
試方面引入絕緣阻抗這一概念，可以將其視作交流泄漏電流的一
種輔助性參數(shù)，其目的在于作為一個理論分析工具，例如電學(xué)中
的復(fù)數(shù)計算方法，作為一種工具方便了許多問題的分析一樣引入
小家電產(chǎn)品電流安全測試當(dāng)中，并不需要對其進(jìn)行實(shí)際測量。正
如交流泄漏電流是一種矢量，但通常情況下在小家電產(chǎn)品電流安
全檢測過程中會忽略其真正的方向而只考慮從家電產(chǎn)品金屬外
殼的某測量點(diǎn)經(jīng)由人體流向大地的那個分量一樣；絕緣阻抗同
樣是矢量，不需要考慮其具體方向。即不論總的阻抗是感性、容性
或阻性。在小家電產(chǎn)品中，絕緣阻抗大小的絕對值并不是一個恒
量。由于受到外界因素變化的影響，例如天氣的干燥與潮濕、絕緣
物的熱老化與電老化、油煙灰塵的沉積等等，小家電產(chǎn)品的絕緣
阻抗會逐漸發(fā)生變化。根據(jù)《家用和類似用途電器的安全第部分：
通用要求》中要求家電產(chǎn)品的泄漏電流不應(yīng)過大，并且其電氣強(qiáng)
度應(yīng)該是足夠的。對小家電產(chǎn)品的電流安全進(jìn)行測試前，首先需
要確保保護(hù)阻抗從帶電部件上斷開。例如某小家電產(chǎn)品銘牌上給
出其在交流220V 電壓下的工作電流，即額定電流I0=6.5A。假設(shè)
該小家電產(chǎn)品內(nèi)的各種電氣元器件的總工作阻抗，包括電阻性阻
抗、電容性阻抗以及電感性阻抗的絕對值為Z0，則有：
Z0 ＝ ZR+ZC+ZL ＝ 220V ／ 6.5A ＝ 33.8Q
在上式中，Z0 ＝ ZR+ZC+ZL，都暫且定義為標(biāo)量。我們在假設(shè)
該小家電產(chǎn)品從L 端和N 端二次測得交流泄漏電流值的大小分
別為1．2mA 和1．8mA，此時，該小家電產(chǎn)品的絕緣阻抗應(yīng)該為
ZSL ＝ 130KΩ 和ZSN ＝ 195KΩ。在正常工作情況下，小家電產(chǎn)品
的泄漏電流的最大測試值，不會超過其工作電流的0.15％，或者
小家電產(chǎn)品的工作阻抗值不會超過其絕緣阻抗值的O.1 5％。
根據(jù)《家用和類似用途電器的安全第部分：通用要求》中的
有關(guān)規(guī)定對小家電產(chǎn)品的電流安全測試方法，依此測出的( 交
流) 泄漏電流大小，例如上文中小家電產(chǎn)品從L 端和N 端二次測
得交流泄漏電流值的大小分別為1．2mA 和1．8mA，就是用來表
征該產(chǎn)品在不接地線的情況下，流經(jīng)人體達(dá)到大地的電流電流
強(qiáng)度。通常情況下，人體極易觸及的小家電產(chǎn)品，在220V×1.06
＝ 233．2V 電壓作用下，不論從L 端或N 端測得的泄漏電流值都
應(yīng)該小于5.OmA。此時，ZSL 或者ZSN 的值應(yīng)該大于46.64 KΩ，
而電流安全測試儀器自身的阻抗平均為1.75 KΩ，二者比值為
3.75％。這就說明小家電產(chǎn)品處于某種極限狀態(tài)時，大約有96%
以上的泄漏電流通過泄漏電流測試儀，而剩余的則是從小家電
產(chǎn)品自身的絕緣阻抗上流過。進(jìn)而可以得出以下結(jié)論：小家電產(chǎn)
品自身的泄漏電流值越小，即絕緣阻抗越大，此時電流安全測試
的準(zhǔn)確性越高。例如當(dāng)小家電產(chǎn)品泄漏電流測量值為1.0mA 時，
ZSL 或者ZSN 的值應(yīng)該是233.2 KΩ，而且此時小家電產(chǎn)品中的
泄漏電流將有99％以上是從測試儀上通過的。
3 結(jié)束語
綜上所述，伴隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在大量新型的小家
電產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)的同時在其性能方面也有著顯著的提高，因此對
于小家電產(chǎn)品的電流安全問題有著更加嚴(yán)格的要求。根據(jù)《家用
和類似用途電器的安全第部分：通用要求》中的有關(guān)定義，指出
了泄漏電流是電氣線路或者電器設(shè)備在沒有故障和施加電壓的
作用下，流經(jīng)絕緣部分的電流。因此，泄漏電流是衡量電器絕緣性
好壞的重要標(biāo)志之一，同時也是檢驗(yàn)產(chǎn)品使用質(zhì)量以及可靠性的
關(guān)鍵。鑒于此，本文著重分析了小家電產(chǎn)品泄漏電流的測試。首先
對泄漏電流的相關(guān)概念進(jìn)行簡要介紹，然后分析了直流泄漏電流
和交流泄漏電流的區(qū)別，并且在小家電產(chǎn)品電流安全的研究當(dāng)中
以引入了“絕緣阻抗”這一概念，從小家電產(chǎn)品泄漏電流以及絕緣
阻抗值大小的確定、檢測方法的選擇等方面探討了小家電產(chǎn)品電
流安全的重要性，為日后的小家電產(chǎn)品電流安全測試方面的研究
提供更加科學(xué)、可靠的理論依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介
王西均 （1964-），男，河南鞏義人，工程師，電子家電檢測專家。

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