对触及带电部件的防护项目的理解及案例分析

郭艳萍 陈伟

1.江苏省产品质量监督检验研究院 江苏南京 210007；

2.全国家用电器标准化技术委员会 北京 100000

1 引言

对触及带电部件的防护项目是家用电器产品电气安全标准中极为重要的项目之一，标准对该项目提出要求，目的是为了防止使用者或维修人员在使用或维修家用电器时，触及带电部件或基本绝缘失效而导致触电事故。为了正确实施标准中对触及带电部件的防护项目的要求，有必要弄清楚带电部件的定义，并结合案例分析标准相关要求和试验方法。

2 带电部件定义的理解

标准要求：GB 4706.1-2005标准3.6.4 条：带电部件live part；IEC 60335-1：2013标准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.

综上两个标准中带电部件的定义，判断某个部件是否为带电部件有两个关键词：（1）打算通电的；（2）通的什么电 （8.1.4判断）。

也就是说，判断一个部件是不是带电部件，首先判断这个部件是不是正常使用中打算通电的，如果不打算在正常使用中通电，那么就不是带电部件；如果打算在正常使用中通电，也不能直接定义这个部件是带电部件，而是用8.1.4的试验考核后再进行判断。分析3.6.4定义注1的内容可知，当判断一个打算通电的部件是否为带电部件时，用8.1.4考核的对象即包括易触及部件，也包括不易触及部件。

案例1：一款电吹风产品，其使用的微型直流电机未采用安全隔离变压器隔离电网电源，通过电容或串联分压方式进行低压供电，如果该电机工作电压为15V，且电机绝缘不能满足电风吹额定电压下的基本绝缘要求。

问题：标准30.1条125℃球压试验是否适用于支撑电机金属外壳的绝缘支架？

该问题最终归结为另外两个问题，即GB 4706.1-2005标准附录I的8.1注的内容在进行30.1条考核时是否也要执行？电吹风电机金属外壳是否为带电部件？

想弄清楚这个问题，需要将3.6.4带电部件的定义结合GB 4706.1-2005标准24.6条和附录I进行综合分析。

GB4706.1-2005标准 附录I：“对于不适于器具额定电压的仅具有基本绝缘的电动机，本部分做如下修改：“8对触及带电部件的防护，8.1注：电动机的金属部件被认为是裸露的带电部件。”

附录I的8.1注的内容仅是附录I在对标准正文第8章对触及带电部件的防护项目所做的一个修改，因此只有在考核第8章时，将电动机的金属部件看作是裸露的带电部件来检查电吹风产品对触及带电部件的防护措施是否满足要求，在进行30.1耐热考核时不执行附录I的8.1注的内容。

那么要弄清标准30.1条125℃球压试验是否适用于支撑电机金属外壳的绝缘支架的问题，就要从带电部件的定义去判断本案例中的电机金属外壳是否为带电部件？根据3.6.4带电部件的定义，本案例中电吹风的电机金属外壳不是正常使用时打算通电的导体，虽然电机绝缘性能不能满足电风吹额定电压下的基本绝缘要求，但也不是本标准定义的带电部件，因此也不适用于8.1.4的考核。

综上所述，标准30.1条125℃球压试验不适用于本案例支撑电机金属外壳的绝缘支架。

案例2：如何通过8.1.4的试验考核由市电供电的电子灭蚊灯产品的高压电网是否为带电部件？

电子灭蚊灯高压电网上的直流高压是通过使用倍压整流电路，使220V交流市电经限流电阻加到倍压整流电路，将220V交流市电转换为直流高压，一般为800V～1500V。直流高压加到用金属丝等距离平行编绕成的高压电网两端。根据3.6.4带电部件的定义，电子灭蚊灯的高压电网是打算在正常工作时通电的。接下来需要通过8.1.4条试验考核电子灭蚊器的高压电网是否为带电部件。先看一下标准相关条款的要求。

GB 4706.1-2005标准第8.1.4条：如果易触及部件为下述情况，则不认为其是带电的。

根据8.1.4条的要求，该条款试验适用于以下两类部件的考核，一类是由安全特低电压供电的部件，另一类是通过保护阻抗与带电部件隔开的部件。对于第一类部件，考核比较简单，只要测量部件的电压就可以了，由安全特低电压供电且交流电压峰值或直流电压不超过42.4V的部件不认为是带电的。电子灭蚊灯不是通过安全特低电压供电，其高压电网是市电通过限流电阻经倍压整流电路产生的直流电，因此高压电网属于通过保护阻抗与带电部件隔开的情况。

判断一个通过保护阻抗与带电部件隔开的部件是否为带电部件，试验步骤较为复杂。根据标准要求，总结8.1.4的试验步骤如下：

（1）泄漏电流测量。用满足GB/T 12113中图4的网络测量电蚊拍各相关部件与电源的每一极之间的泄漏电流，并与标准限值比较。

（2）峰值电压测量。用示波器或其它合适的仪器测量峰值电压。当测得的峰值电压不大于450V时，测量电容量；当测得的峰值电压大于450V不大于15kV时，再测量其放电量来考核8.1.4条的符合性。

（3）电容量测量。用LCR测试仪或其它合适的仪器测量电容量。

（4）放电量测量。用示波器或其它合适的仪器测量放电量。

3 8.1.4条试验问题探讨及注意事项

标准要求：GB 4706.1-2005标准第8.1.4条：“通过对由额定电压供电的器具的测量检查其符合性。

问题1：在测量8.1.4条中的泄漏电流时，如果样品是交流供电，测量结果中交流和直流成分的泄漏电流同时存在，用什么限值考核8.1.4泄漏电流的符合性？

不管泄漏电流测试仪测量出来的泄漏电流是直流成分还是交流成分，泄漏电流测试之前，均应先考虑待测的泄漏电流是由什么电源造成的，如果是交流电源造成的，就直接用交流限值判定，如果是直流电源造成的，就用直流限值来判定，而不是人为地将泄漏电流的测量结果分出直流成分和交流成分，再与限值分别比较。值得注意的是：虽然8.1.4条规定电流是用满足GB/T 12113中图4的网络测量，但是本条测试与第13章工作温度下的泄漏电流测量不同，本条是对由额定电压供电的器具的测量，而13章的测量器具不是由额定电压供电。

问题2：8.1.4条中的峰值电压测量哪些部位？标准规定的考核部位是否包括电蚊拍栅格的正、负极之间的峰值电压？

GB 4706.1-2005标准第8.1.4条正文倒数第二行内容可知，对电蚊拍产品，应分别测量电源L、N与电蚊拍面的正、负极之间的峰值电压，共测量4个组合部位的峰值电压。电蚊拍栅格正、负极均是两个易触及部位，不属于GB 4706.1-2005标准第8.1.4条考核范畴，尽管这两个部位同时触及有危险。

问题3：其电容量、其放电量中的“其”指什么部位？

根据GB 4706.1-2005标准第8.1.4条和疑问的讨论结果可知，峰值电压的测量部位即是电容量、放电量的测量部位，也就是说，对电蚊拍产品，根据峰值电压的测量结果，再进一步分别测量电源L、N与电蚊拍面的正、负极之间的电容量或放电量。

问题4：标准8.1.4条的峰值电压是用什么设备测量的？标准中图4的网络，还是示波器、万用表等设备？

GB 4706.1-2005标准第8.1.4条注1只是强调了测量电流的电路见GB/T 12113的图4，并没有讲电压测量用图4，因此图4的网络不是峰值电压的测量仪器。示波器是合适的峰值电压测量仪器之一，有峰值测量功能的万用表也可以，只是测量范围要足够大，有些灭蚊器的栅格与电源之间的电压可达到1000V以上。

问题5：测量放电量的方法及注意事项有哪些？

可以采用示波器测量并计算放电量。具体方法为：首先将标称阻值为2000Ω的无感电阻与示波器探头的两端并联，并将示波器连接2000Ω无感电阻的低压端事前连接到测量部位的低压端，示波器的高压探头仅连接2000Ω无感电阻，不连接到待测点；然后给样品通电；最后拨下插头，立即将示波器高压探头测试端连接至电源的其中一极，如图1所示。

放电量测量的注意事项。8.1.4条规定“在电源中断后立即测量放电量。”为了能实现断电后立即测量，在断电前一定要搭好必要的测试电路，断电后尽可能快地将标称阻值为2000Ω的无感电阻接到测量电路中。在样品断电前示波器的高压探头不连接到电源的一极上，否则电量被提前释放掉了；大约经过几毫秒放电结束，注意观察示波器上的放电波形，及时采集放电曲线。

在获得放电电压和时间的波形后，接下来要解决的问题是如何根据波形得到放电量。解决方法的理论基础是，一个电容器通过电阻R放电过程中的电流随时间变化的I-t关系曲线与坐标轴所包围的面积的物理意义在数值上等于电容器放电量的大小；因测量时使用的电阻值是不变量，所以根据电阻R放电过程中的电流随时间变化的I-t关系曲线与坐标轴所包围的面积的物理意义，以及电压与电流的计算公式I=U/R，可以采用下述方法测量并计算放电量，即用示波器测量断电后电灭蚊器的栅格一极与电源一极之间的电压曲线与时间坐标轴所包围的面积，再除以测量放电量时所用的电阻阻值，在数值上等于电容器放电量的大小。

图1 电灭蚊器栅格与电源之间的放电量测量布置图