正确解读软线固定架的绝缘测试
2020-07-18陈茂凌李江山
陈茂凌 李江山
上海时代之光照明电器检测有限公司,上海201114
国家灯具质量监督检验中心,上海201114
0 引言
灯具使用的电线电缆往往会受到应力。比如,台灯的电源线,在使用过程中会被拉扯扭转,如果电气连接处(如接线端子、焊点等)受到应力,会导致机械疲劳,并伴随导体部分折损、断裂,增加接触电阻,引起导体异常发热等安全危害。因此,软线固定架应运而生,它比较经济地解决了机械层面的应力问题,但在实际使用过程中会带来额外的绝缘失效隐患。安规标准对电气层面的要求比较分散,不容易引起广泛的重视,因而文章就电气层面的安全要求进行分析。
1 绝缘失效的起因
软线固定架可有效避免绝缘层将受到的机械应力传递给端子或焊点等导体部位,但这种机械应力势必会施加在绝缘层上。因此,一方面,导线会受到软线固定架的压迫力;另一方面,导线会在移动过程中与软线固定架边缘发生摩擦或挤压,使用一段时间后,绝缘层就会有损坏的可能。当基本绝缘损坏后,电线电缆会暴露出内部的带电导体;附加绝缘损坏后,电线电缆则会暴露出内部的基本绝缘,这在不同防触电结构的灯具上会产生不同的安全危害。图1为灯具中常出现的鞍式软线固定架。
图1 常见的鞍式固定架
2 绝缘失效的检测手段
为了规避绝缘失效带来的风险,在标准GB 7000.1—2015中给出了对应的检测手段。根据第10章、第11章相关表格内容,经整理归纳后,见下表1-表3,分别为针对绝缘电阻、电气强度和爬电距离电气间隙的测试要求。[1]
表1 软线固定架的绝缘电阻测试要求
表2 软线固定架的电气强度测试要求
表3 软线固定架的爬电距离电气间隙要求
由表1-表3可以看到,测试部位是软缆软线的外表面与可触及金属部件之间。一般来说,绝缘电阻、电气强度与爬电距离电气间隙有密切的关联。标准采用这样测试的目的是什么,这里引出灯具中最常见的马鞍形软线固定架作为例子进行分析。如图2所示:软线夹在2个塑料压板之间,通过2颗螺钉拧到灯具的金属壳上;软线的绝缘层被挤压在压板预留的空隙里,空隙的尺寸一般小于软缆的截面积,这样就产生了一个很好的压紧作用。
图2 马鞍形软线固定架示意图
经过一段时间的使用,由于机械摩擦等原因,软线的绝缘层在软线固定架的边缘产生绝缘失效,又或者软线固定架压紧软线的时候造成了某些部位的刺破,失效点到金属螺钉,就会形成1个爬电距离和电气间隙,如图3所示。
图3 马鞍形软线固定架形成的爬电距离和电气间
当这个距离不够的时候,灯具的绝缘也就不够了。这是因为,金属螺钉和灯具可触及的金属外壳是导通的,这就是软线固定架解决机械应力的同时带来的电气隐患。测试方法是把软线替换成相应尺寸的金属棒,或者在软线的外表面包裹金属箔后,安装到正常工作位置,对金属棒/金属箔到可触及金属外壳进行对应的测试。
3 检测中容易产生的误解
检测的过程中容易产生以下2个误区。
(1)软线固定架绝缘测试的本质是,假设软线的绝缘层已经失效,由于失效点是未知的,所以模拟整个圆周都是失效点。然后对失效点到可触及金属部件进行考核,而不是对被测样品上的软线固定架是否刺破了绝缘层进行测试。
针对受试样品的软线固定架是否刺破了软线等问题,测试部位应该为“软线中的导体”与“金属部件”之间。然而,标准要求的测试认为,软线绝缘已经全部被刺破,这种状态下的测试部位应为“软线的外表面”与“金属部件”之间。
(2)一些有防尘防水要求的产品经常会使用金属密封压盖压紧导线,金属密封压盖在某些结构中并未获得接地连续性,所以它局部形成了Ⅱ类结构。不过,在Ⅱ类结构中,双重绝缘是不可被破坏的。任何仅以基本绝缘与带电导体隔离的金属部件都可作为带电部件处理(GB 7000.1/8.2.3),所以只要护套线的护套失效,金属密封压盖就被视作带电部件,防触电就不合格了。因此,这个时候根据软线固定架的爬电距离和电气间隙的要求,应该在软缆的外表面额外增加1个附加绝缘,以保证绝缘测试能通过。
4 总结
综上所述,软线固定架解决导体受应力的同时,会带来电气上的安全隐患。在对软线固定架的绝缘进行测试时,应注意软线固定架所处灯具的部位。若该部位具有防触电结构,应结合标准要求,用模拟绝缘全部失效的金属棒或金属箔来测试软线的表面与可触及金属部件之间的绝缘性能,以避免产品在实际使用过程中由于正常的使用场景导致不正常的安全事故。这些都需要引起大家足够的重视。