绝缘材料与家电产品安全

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简介:  绝缘材料与家电产品安全  1.绝缘材料特性  在家电产品中,绝缘材料的使用关系着电器产品的质量和性能,所以绝缘材料在电器产品中的重要地位是不庸置疑的。家电产品种类繁多,各类产品对绝缘材料的要求不尽相 ...
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  绝缘材料与家电产品安全
  1.绝缘材料特性
  在家电产品中,绝缘材料的使用关系着电器产品的质量和性能,所以绝缘材料在电器产品中的重要地位是不庸置疑的。家电产品种类繁多,各类产品对绝缘材料的要求不尽相同但是为保证家电产品的安全,用于家电产品的绝缘材料应能满足如下要求:
  a.良好的介电性能
  绝缘材料的介电性能包括电阻、泄漏电流、介电常数、抗电强度、介质损耗等, 用来表明电介质在施加电压条件下所发生的性能变化和绝缘的质量情况。任何一个绝缘材料在被施加电压时都会有泄漏的电流流过绝缘材料,在这个过程中,电流在绝缘材料表面所碰到的阻力为表面电阻,电阻值一般在107~108之间;在通过绝缘材料介质中所遇到的阻力为体积电阻。在同等条件下, 体积电阻比表面电阻要大。介电常数是指两极板间在有电介质时的电容与在真空状态下的电容的增长倍数。绝缘材料抵抗电击穿的能力被称为抗电强度,而介质损耗则是指电介质在外施电压下发热所消耗的电能。在日常使用中灰尘或者水分都会影响绝缘材料的介电性能。
  b.良好的耐热、阻燃性能
  电器在使用的过程中,由于电流的持续性流通,长时间的不间断使用会导致电器的温度上升,绝缘材料在外部温度升高以后,其自身的电导率就会升高,同时绝缘性能就会显著下降。由此就会产生绝缘材料软化、起火的危险,对整个电器甚至正在使用的整个电路系统带来毁灭性的损坏。所以绝缘材料在具备基本的阻电性能以后,还必须能在高温下耐热、阻燃的性能。
  c.良好的抗老化性
  绝缘材料在长期的使用中经受着热、电磁场、光线照射、氧化,机械力和微生物的摧残,会出现折旧损耗,这种折旧损耗会使绝缘材料的绝缘性能和绝缘强度逐渐减弱。其中电和热两方面是影响绝缘材料的老化程度最主要的因素,所以在长期使用后绝缘材料的抗老化性直接影响到家电产品的使用寿命。
  d.良好的耐潮性
  防潮防湿是一般电器产品使用的一个注意事项,水分会导致整个电路的短路。绝缘材料作为一种物理介质,其自身的工艺导致了材料本身可能会有裂纹或者毛细孔。如果绝缘材料的外部环境比较潮湿,水分子就可能会通过这些细纹或者细孔渗透进入绝缘材料内部。绝缘材料在受潮以后,不仅绝缘性能会受到影响,而且绝缘材料也会逐渐腐蚀,整个电器的绝缘性能下降,安全指数降低。
  2.标准的安全性要求
  家用电器的发展和普及发挥着巨大的社会效益, 它减轻了家务劳动, 使用户得到了更多的学习、娱乐和休息的时间, 获得了诸多便利。但在电器产品对人类也带来了许多危害:火灾、电击、有害射线、电磁干扰等等,其中以火灾危害最大,直接关系到人们的生命财产安全。因此,家用电器的安全特性就显得格外重要。我国制定的GB4706系列标准对家用电器的安全特性做了严格的规定,下面就结合该标准涉及到对绝缘材料的安全性要求进行说明。
  (1)电气性能的安全性要求
  在电器产品中,绝缘材料的作用是使不同电位、不同极性的导电部分相互隔离,以便能量转换。绝缘材料在电器运行中承受着电场的作用,电器能否正常工作,绝缘材料在一定程度上起着决定性的作用。绝缘材料的电阻率越大,绝缘性能越好,则泄漏电流越小。在GB4706中第13章对器具工作温度下的泄漏电流和电气强度做出了规定,用以检测器具在工作温度下的电气性能。泄漏电流一般指在直流高电压作用下流经绝缘部分的电流。泄漏电流的测量与绝缘电阻在测量的本质上是相同的,在一定程度上反映出电器产品的绝缘状态。标准中第29章对不同材料组别的耐漏电起痕指数提出限制要求。耐漏电起痕试验是一种模拟极恶劣条件下的加速试验以检验绝缘材料是否会形成漏电痕迹,从而能在短时间内区别固体绝缘材料抗漏电起痕能力,保证产品在特定环境条件下安全使用。
  (2)力学性能的安全性要求
  由绝缘材料制成的部件及其结构,应具有足够抵抗外力的机械强度。机械强度是指在受外力作用时,单位面积上所能承受的最大负荷。在GB4706中第21章是专门的机械强度试验,在试验后器具的电气性能不应受到影响。通用标准的第21.2条也规定了固体绝缘的易触及部件应有足够的强度防止锋利工具的刺穿。所以绝缘材料的机械性能同样不容忽视。
  (3)耐热、耐燃性能的安全性要求
  电器产品在正常使用过程中会有发热现象,致使绝缘材料部件受热温度升高,造成绝缘材料的电导率升高,绝缘性能下降;同时,如果温度过高,还会引起绝缘材料部件的软化、以至老化,降低其机械性能;在某些条件下,绝缘材料还会有起火的危险。因此,绝缘材料必须具有一定的耐热、耐燃性能,保证使用安全。在GB4706通用标准30.1中规定:对于非金属材料制成的外部零件、用来支撑带电部件(包括连接)的绝缘材料零件以及提供附加绝缘活加强绝缘的热塑性材料零件,其恶化可导致器具不符合本标准,应充分耐热。通过对有关部件进行球压试验确定其是否合格。在标准30.2中,要求器具中使用的非金属材料零件对点燃和火焰蔓延应具有抵抗力。其中30.2.2和30.2.3试验是对载流连接件的绝缘材料部件的特别试验。绝缘材料的耐燃性一般通过灼热丝试验来确定其是否合格,。
  (4)耐潮湿性的安全性要求
  绝缘材料部件在微观上存在有毛细孔和一定的裂纹,由于水分子直径远小于这些毛细孔和裂纹,所以绝缘材料易被水分子渗透。潮气中的水分子通过凝露、吸附、吸收、扩散、呼吸等方式,进入绝缘材料,绝缘材料吸潮后将使绝缘性能大大恶化,导致电器产品电性能遭到破坏。因此,电器产品要有足够的耐潮湿性,以保持其良好的电气性能,提供安全保护。GB4706中第15章就是针对不同器具在可能出现的潮湿条件下所表现出的安全性做出要求。
  综上所述,绝缘材料的性能与家用电器的安全特***息相关,所以在选取绝缘材料时,既要保证绝缘材料的质量,也要考虑家电产品的使用环境等因素,如此才能让家电产品在使用中保证持久的安全。

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