新型便攜浸入式液體加熱器研究與檢測技術(shù)

王焮灝

摘 要：本文對便攜浸入式液體加熱器存在的安全結(jié)構(gòu)問題進(jìn)行了分折，對存在的質(zhì)量、安全、材料、等隱患通過檢測技術(shù)結(jié)合工藝改進(jìn)設(shè)計(jì)，按國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制造，使產(chǎn)品安全性能和使用性能達(dá)到國家產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)要求。

關(guān)鍵詞：電熱管；檢測；技術(shù)；質(zhì)量

1 便攜浸入式液體加熱器背景技術(shù)

便攜浸入式液體加熱器背景技術(shù)包括現(xiàn)有技術(shù)、現(xiàn)有性能。

1.1 便攜式液體加熱器現(xiàn)性能

電器在長期工作中，不僅要承受額定工作電壓的作用，還要承受操作過程中所引起短時(shí)間的高于額定工作電壓的過電作用。在這些電壓的作用下，電氣材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化。當(dāng)過電壓強(qiáng)度達(dá)到某一定值就會(huì)使電器的絕緣材料擊穿，電器將不能正常運(yùn)行，操作者就可能觸電，危及人身安全。

1.2 便攜式液體加熱器現(xiàn)技術(shù)

傳統(tǒng)的便攜式液體加熱器由插頭、電源線、和發(fā)熱體組成，發(fā)熱體為電熱管，在使用過程中如使用時(shí)間年限過久、絕緣材料老化、絕緣性能降低，溫控器功能失效、液體燒干，短路、有漏電現(xiàn)象、不規(guī)范使用、誤操作等潛在的不安全隱患產(chǎn)生漏電而不易被識(shí)別造成產(chǎn)品使用壽命較短，火災(zāi)和產(chǎn)品漏電引發(fā)人身傷亡事故，安全性能比較差。

2 新型便攜浸入式液體加熱器設(shè)計(jì)內(nèi)容

新型便攜浸入式液體加熱器設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有多項(xiàng)

2.1 安全標(biāo)準(zhǔn)

產(chǎn)品執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB4706.1-2005家用類似用途電器安全第一部分：通用要求，國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 60335-1：2004（Ed4.1）。國家標(biāo)準(zhǔn)GB4706。77-2004，國際標(biāo)準(zhǔn)（IEC60335-2-74：2002，IDT）家用和類似用途電器的安全便攜浸入式加熱器特殊要求。

2.2 防觸電保護(hù)

間隙直至絕緣結(jié)構(gòu)都要有防止人體與帶電體接觸的保護(hù)功能，避免器具在使用過程中，因爬電距離小產(chǎn)生火災(zāi)，新型液體加熱器在插頭下方電源連接線有帶可檢測漏電保護(hù)器。爬電距離與電氣間隙達(dá)到國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 設(shè)計(jì)范圍

主要對器具在使用過程中可能產(chǎn)生過熱而損壞器具，甚至引起火災(zāi)。因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到電器的安全啟動(dòng)，發(fā)熱、過載保護(hù)、非正常工作等各種因素，制作時(shí)可分為三大類，一類是家用液體飲食加熱，功率較低，一般在300W-500W范圍。第二類是用在大容量體積的液體加熱，用于淋浴，功率為1000W—3000W。第三類是可用在工業(yè)用途：如蒸氣加熱、油、水等液體加熱，功率為4000W以上。功率大小根據(jù)使用要求選用不同的功率的管子制造。

2.4 結(jié)構(gòu)

新型設(shè)計(jì)是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安全性能比較好的便攜式液體加熱器。器具外殼結(jié)構(gòu)、內(nèi)部接線結(jié)構(gòu)，元器件，外導(dǎo)線、內(nèi)接線柱、螺釘、接頭都有良好的保護(hù)作用。

2.5 組件選型

新提供的便攜式液體加熱器，由插頭、電源線、溫控器、漏電保護(hù)器和發(fā)熱體組成，發(fā)熱體為電熱管，其特征在于：在電源線在串接帶有檢測漏電功能按鈕的漏電保護(hù)裝置。漏電保護(hù)裝置接在靠近插頭處，該漏電保護(hù)裝置為專用帶檢測功能的漏電保護(hù)器。

2.6 材料選用

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中所選用的材料選用應(yīng)考慮到器具在使用中的物理和化學(xué)作用，在產(chǎn)品的結(jié)設(shè)計(jì)中不允許在使用過程中釋放出對人體和環(huán)境有害物質(zhì)，液體加熱器在設(shè)計(jì)中采用含塑材料對老化，抗腐蝕性都有足夠的預(yù)算值。絕緣材料采用耐熱耐燃V0級防火材枓。

2.7 功能實(shí)現(xiàn)

可浸入任何容器里使用，把發(fā)熱體浸入水中或液體里，插上電源插頭，啟動(dòng)電源，手按漏電保護(hù)裝置檢測按鈕，當(dāng)按壓按鈕即斷開電源表示其可正常使用，重新啟動(dòng)電源開關(guān)裝置。當(dāng)水溫達(dá)到100℃時(shí)，溫控器會(huì)斷開電源，當(dāng)溫度低于99℃時(shí)，溫控器會(huì)自動(dòng)恢復(fù)導(dǎo)通電源，繼續(xù)工作。

2.8 優(yōu)化后效果

新型攜帶浸入式液體加熱器在使用過程中，在結(jié)構(gòu)上選擇了耐熱、耐燃材料，若發(fā)生材料老化，絕緣性能較差，不規(guī)范使用，誤操作，有漏電現(xiàn)象，溫控器失效，水燒干，短路等情況而潛在不安全隱患時(shí)，漏電保護(hù)控制裝置都會(huì)自動(dòng)斷路，停止工作。使用過程時(shí)，本攜帶使用方便，安全性能高，有二級保護(hù)，有故障及潛在不安全隱患會(huì)及時(shí)自動(dòng)切斷電源，還可根據(jù)故障大小判定產(chǎn)品使用壽命、材質(zhì)好壞、絕緣性能，大大提高了產(chǎn)品安全可靠性。

3 安全技術(shù)指標(biāo)性能檢測

3.1 電氣強(qiáng)度

3.1.1 電氣強(qiáng)度測試的基本原理

電氣強(qiáng)度測試是指對各種電器裝置、絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)的耐受電壓能力進(jìn)行的測試。在不破壞絕緣材料的情況下，對絕緣材料或絕緣結(jié)構(gòu)施加高壓的過程稱為耐壓試驗(yàn)。其基本原理是：把一個(gè)高于正常工作的電壓加在被測設(shè)備的絕緣體上，并持續(xù)規(guī)定的時(shí)間。如果其絕緣性足夠好，加在上面的電壓就只會(huì)產(chǎn)生很小的漏電流。也就是說在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，其漏電電流保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，就可以確定被測定試品可以在正常的運(yùn)行條件下安全運(yùn)行。

3.1.2 測試方法

進(jìn)行電氣強(qiáng)度測試時(shí)，技術(shù)規(guī)格不同的被測試品，測量標(biāo)準(zhǔn)也不同。對一般被測試品，電氣強(qiáng)度測試是測量火線與機(jī)殼之間的漏電流值，基本規(guī)定是：以兩倍于被測物的工作電壓再加1000V作為測試的標(biāo)準(zhǔn)電壓。部分產(chǎn)品的測試電壓可能高于這一規(guī)定值。按照國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，測試電壓必須在60S內(nèi)逐漸上升到所要求的試驗(yàn)電壓值（例如3KV等），保證試驗(yàn)電壓值穩(wěn)定加在被測絕緣體上，此時(shí)所測回路的漏電流值與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的泄漏電流值相比較，就可以判斷被測產(chǎn)品的絕緣性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)。測試結(jié)束后，試驗(yàn)電壓必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)逐漸在降至零。電氣強(qiáng)度耐壓值是反映產(chǎn)品絕緣性能的關(guān)鍵指標(biāo)，電氣強(qiáng)度1000V/min不擊穿，實(shí)測值：通過1分鐘不被擊穿可判定為電氣強(qiáng)度合格。

3.2 接地電阻

3.2.1 檢測原理

用工作電壓220V，50Hz，測試電壓12V ，電流25A的電源測量電路的接地與金屬部件之間產(chǎn)生的電壓降與其所顯示的電流比值成比例的電阻值是接地電阻值。電流回路由壓降變壓器供電，通過回路的電流采用自耦調(diào)壓器調(diào)節(jié)電壓，達(dá)到調(diào)節(jié)電流保持25A數(shù)據(jù)。此時(shí)電流互感檢定出的電流輸送給電流變送器，電流變送器將交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)，在用數(shù)字儀表顯示出回路電流值，此時(shí)檢測回路的電阻與被試樣品比較獲得電壓信號(hào)，在經(jīng)交直流電壓轉(zhuǎn)換器線性地轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)，由數(shù)字面板直接顯示式數(shù)字是被試樣品的接地電阻值。如所測試品顯示的接地電阻值大于規(guī)定設(shè)置值時(shí)，會(huì)顯示報(bào)警信號(hào)，如圖1-2所示，是一種低壓大電流測試裝置，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)的轉(zhuǎn)換可測量出不同范圍的電阻值。

3.2.2 測試方法

設(shè)定接地電阻國家標(biāo)準(zhǔn)為小于100mA/電流25A/時(shí)間60S，接地電阻測試夾分別與被測試液體加熱器發(fā)熱體金屬管與插頭E極聯(lián)結(jié)，按下測試按鈕開始測試，實(shí)則值為65mA/25A。判定合格。

3.3 泄漏電流

工作原理

在額定電壓不超過250V的單相電器適應(yīng)該儀器測試，泄漏電流是產(chǎn)品在外加電壓作用下經(jīng)絕緣部分外流的一部分電流，它是衡量電氣安全性能的主要指標(biāo)之一。

4結(jié)語

綜上所述，新型便攜浸入式液體加熱器攜帶使用方便，可浸入任何容器里使用，安全性能高，有二級保護(hù)，有故障及潛在不安全隱患會(huì)及時(shí)切斷電源，判定其使用效果壽命及安全性、材質(zhì)好壞、絕緣性能，大大提高了產(chǎn)品安全可靠性。直接加熱使用時(shí)，熱效率高達(dá)到98%以上，使用方便，可在任何容器里使用，增加漏電保護(hù)、溫控器。選用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝控制、材料控制、檢測控制三大控制是保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的最有效方法。按國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，制造、檢測可滿足產(chǎn)品的安全性能，技術(shù)性能，使用性能，是提高成品的合格率、降低安全風(fēng)險(xiǎn)，保障人民生命安全最有力措失。

參考文獻(xiàn)：

[1]張玉龍.電氣電子工程用塑料.化學(xué)工業(yè)出版社2003年版.

[2]王文超.家用電熱器具大全.中國計(jì)量出版社1989年版.