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摘 要：本文对商用售卖机的接地连续性，电气强度，泄漏电流，绝缘电阻等主要电气安全测试进行了解析。
关键词：接地连续性；电气强度；泄漏电流；绝缘电阻
随着全球经济飞速的发展，人们的生活节奏也在不断加快。各种快餐店开始发力抢占快餐市场，商用售賣机，如饮料机，啤酒机等，越来越多被店家使用。但是在巨大的商机面前，商用售卖机的电气安全成为愈加重要的课题。而接地连续性，电气强度，泄漏电流和绝缘电阻则是电气安全中很重要的几项测试。
1. 接地连续性
在电气设备中，接地最初是用来防止电气设备遭到雷击损坏而采取的保护措施。而在后来电气安全的发展中，接地为保护人身安全起到了无可替代的作用。在商用售卖机的IEC标准中，表明商用售卖机可以是I类，II类，III类器具中的一种。一般而言，通过塑料外壳包裹的设备为II类器具，例如生活中常见的塑料外壳吸尘器。而仅使用超低安全电压的设备一般为III类设备，如使用24V供电的一些电器。II类器具因为没有暴露在外部的金属外壳，一般不需要对外壳进行接地。而III类器具因为用电较为安全，对外壳接地的意义也不是很大。而与之形成鲜明对比的就是，对外壳接地极具依赖的I类器具。一般外壳含有易触及的导电部位的设备通常依赖于对易触及导电部位接地实现额外的保护，这样的设备一般是I类器具。常见的金属外壳电热水壶就属于I类设备。I类设备电源插头上一般都有接地插销。
商用售卖机因为常使用金属外壳制造，大多属于I类器具。接地连续性的测试显得尤为重要。通常的测试方法是测量设备插头的接地导体与售卖机上可触及金属之间的电阻，如果小于0.1欧姆，一般认为是可以接受的。然而有两点需要特别注意的是：
1） 测试电阻一般需要提供测试电流，根据商用售卖机的IEC标准，电流一般为设备额定电流的1.5倍或者25A，取大值。
2） 设备外壳往往不是由一块金属制造而成，一般会有多块金属通过螺丝连接，铆接，焊接等方式连接而成。电阻会随着连接的增加和复杂而变得更大。所以在进行接地连续性测试时，测试的电阻值往往取最远端也就是电阻值最大处的可触及金属的值。
在产品设计时，要注意主接地的可靠性。当产品中有很多的钣金组装在一起时，一般推荐把电源主接地接在最大尺寸且位置居中的主钣金上，这样其他的零件及钣金的接地连接相对平均，更容易满足要求。另外对于钣金来说，防锈也很重要，很多时候为了防锈不得不使用涂层。但是涂层相对导电性较差，如果钣金之间隔着涂层的话，接地连续性往往得不到满足。如果能在螺丝连接或者铆接处去除涂层同时增加诸如镀锌的防锈处理的话，会使接地电阻减小很多。另外如果使用细纹的螺丝连接钣金，因为接触面的增加，也会适当减少接地电阻。
2. 电气强度
一谈到电气产品，往往人们就会想到电击。由于商用售卖机一般采用的电压是市电，对于电击的防护不可避免。而绝缘则是防护电击最有效的利器。但是由于设备一般都需要使用数年甚至数十年，直接按产品寿命周期测试绝缘并不是明智之举。于是乎加速测试被广泛应用。电气强度就是一种测试绝缘性能的加速测试。对于大多数属于I类设备的商用售卖机设备而言，除去金属外壳的接地作为基本的电击防护之外，金属外壳与内部带电体之间绝缘成为了另一道重要的电击防护屏障。而电气强度测试中最基本的一类往往就是把一定的电压施加在金属外壳与内部带电体之间。为了实现加速的作用，电气强度测试会选择比较高的电压，一般是不小于1000V。如果绝缘被电压击穿，会出现电流的雪崩现象。测试时间常选择一分钟。一般在测试中，击穿电流大于100mA，就会认为绝缘被击穿，电气强度测试失败。电气强度测试广泛应用于各个领域，也可以对绝缘材料本身单独施加。在测试过程中一般需要注意以下几个方面：
1） 电气强度测试是一种破坏性测试，如果测试时间过长，测试电压极高，或者测试次数过多，可能会出现损伤绝缘层的情形。
2） 如果把测试电压直接施加在绝缘材料上，可以使用铝箔等导电金属增加绝缘材料的导电面积，使得测试结果更为准确。
3） 一般在大批量生产过程中，如果一分钟的测试时间过长影响出货时间，可以适当提高测试电压，并把测试时间降低到一秒，同时击穿电流需限定为5mA。
产品绝缘材料受到高温和老化的影响会引起绝缘性能损害，绝缘材料局部有杂质，孔隙等也有可能引起电气强度测试的失败。生产工艺过程中出现的疏忽，比如接线端子脱落，金属异物落入设备，绝缘层受到污染，等等，都有可能引起电气强度的击穿。
选用绝缘电阻大的材料对提高电气强度性能有重要意义。增加绝缘材料的厚度也会使得设备的电气强度得到优化。另外，对于电气强度比较重要的两个指标是爬电距离和电气间隙。爬电距离是指沿绝缘表明测得的两个导电零件之间的最短距离。设备放置时间长了，绝缘材料表面可能会有污染物的存在，如果是在潮湿的环境中，空气湿度大，绝缘材料表面也可能受潮，污染物和受潮都有可能使得导电零件沿绝缘材料表面产生电弧，也就是爬电现象。而电气间隙是指导电零件穿过空气的最短距离，如果这个距离太短，导电零件之间也可能产生电弧。所以确保产品中爬电距离和电气间隙足够大，成为通过电气强度测试的关键一步。如果设备的空间有限导致电气间隙不够时，可以采用在电气间隙中夹一层绝缘材料的方式来解决。如果爬电距离不尽如人意时，可以在爬电路径上绝缘材料表明增加一些凸起或凹槽，以增加沿面长度。
3. 泄漏电流
在过去一些老旧的房子里，很多人在使用台式电脑时都有这样的经验，一般台式电脑的机箱壳是金属的，不小心碰到的话会有点被电到的感觉。这是因为过去有一些老旧的房子插座并没有接地，相应的电脑也没有接地，手碰到的话有一部分细小电流分流到手上。这就是泄漏电流。由于泄漏电流主要模拟经过人体的漏电流，现在趋向于称为接触电流。 人体电阻在不同的湿度环境下阻值是不同的，而且会随着电压的变化而变化。一般认为干燥皮肤在低电压下具有高达数万欧的电阻，而当电压升高到250V左右时，这一电阻会下降到1000歐姆到2000欧姆左右。同时人体电阻会随着频率的变化而变化，50Hz时的电阻值大约是100Hz时的两倍。研究表明，可采用人体阻抗模拟网络来模拟人体阻抗进行测试。下图为IEC标准中商用售卖机使用的人体阻抗模拟网络：
电流对人体的效应主要有以下几个：
1） 感知阈：能引起人体感觉的最小电流值。
2） 反应阈：能引起人体肌肉不自觉收缩的最小电流值。
3） 摆脱阈：手握电极能自行摆脱的最大电流值。
一般对于交流电来说，反应阈为0.5mA左右，摆脱阈为10mA左右。对于商用售卖机，一般把稍大于额定电压的施加在电源线火线或零线端与易触及金属之间，测得的最大泄漏电流值不能超过0.75mA。
测试过程中应注意以下两点：
1） 跨接电容对泄漏电流值有较大影响，如果设备存在跨接电容，应在测试时去掉。
2） 处于工作状态及非工作状态时设备的泄漏电流值不同，应分别予以测试及考虑。
4. 绝缘电阻
与导体相比，绝缘材料的高阻抗使其成为电气安全重要防护利器。而绝缘材料阻抗的高低，即绝缘电阻显得尤为重要。一般来说，材料的绝缘电阻会随着环境湿度的升高而减小。而且随着温度的升高，材料内部载流子的运动速率加快，电阻也会随之降低。因此必须指明测试样品所处的测试环境温湿度。对于商用售卖机的绝热材料，UL规定需要把试样放置在85%±5%及32±2°C的环境下24小时之后测试，带电部与不带电金属之间的绝缘电阻不能小于50000欧姆。由于在大多数情况下，绝缘电阻测试可由其他测试代替，越来越多的电气产品安全标准中不再要求绝缘电阻的检测。
商用售卖机的电气安全测试远远不止上述这四种，电气安全是重要而又长远的课题，随着科技的发展，新的技术日新月异，伴随而来的就是如何确保新技术被安全的使用，电气安全作为最重要的一环将会一直不断变革发展下去。■
参考文献
[1] GB/T 12113-2003 《接触电流和保护导体电流的测量方法》
[2] IEC 60335-1：2010 （Edition 5.0） Household and similar electrical appliances – Safety – Part 1： Gerneral requirements
[3] IEC 60335-2-75：2002 （Second Edition） Household and similar electrical appliances – Safety –Part 2–75： Particular requirements for commercial dispensing appliances and vending machines
[4] GB 4706.1 – 2005 《家用和类似用途电器的安全 第1部分：通用要求》
[5] GB 4706.72 – 2008 《家用和类似用途电器的安全 商用售卖机的特殊要求》
[6] UL 471：2010 （Tenth Edition） Standard for Commercial Refrigerators and Freezers
关键词：接地连续性；电气强度；泄漏电流；绝缘电阻
随着全球经济飞速的发展，人们的生活节奏也在不断加快。各种快餐店开始发力抢占快餐市场，商用售賣机，如饮料机，啤酒机等，越来越多被店家使用。但是在巨大的商机面前，商用售卖机的电气安全成为愈加重要的课题。而接地连续性，电气强度，泄漏电流和绝缘电阻则是电气安全中很重要的几项测试。
1. 接地连续性
在电气设备中，接地最初是用来防止电气设备遭到雷击损坏而采取的保护措施。而在后来电气安全的发展中，接地为保护人身安全起到了无可替代的作用。在商用售卖机的IEC标准中，表明商用售卖机可以是I类，II类，III类器具中的一种。一般而言，通过塑料外壳包裹的设备为II类器具，例如生活中常见的塑料外壳吸尘器。而仅使用超低安全电压的设备一般为III类设备，如使用24V供电的一些电器。II类器具因为没有暴露在外部的金属外壳，一般不需要对外壳进行接地。而III类器具因为用电较为安全，对外壳接地的意义也不是很大。而与之形成鲜明对比的就是，对外壳接地极具依赖的I类器具。一般外壳含有易触及的导电部位的设备通常依赖于对易触及导电部位接地实现额外的保护，这样的设备一般是I类器具。常见的金属外壳电热水壶就属于I类设备。I类设备电源插头上一般都有接地插销。
商用售卖机因为常使用金属外壳制造，大多属于I类器具。接地连续性的测试显得尤为重要。通常的测试方法是测量设备插头的接地导体与售卖机上可触及金属之间的电阻，如果小于0.1欧姆，一般认为是可以接受的。然而有两点需要特别注意的是：
1） 测试电阻一般需要提供测试电流，根据商用售卖机的IEC标准，电流一般为设备额定电流的1.5倍或者25A，取大值。
2） 设备外壳往往不是由一块金属制造而成，一般会有多块金属通过螺丝连接，铆接，焊接等方式连接而成。电阻会随着连接的增加和复杂而变得更大。所以在进行接地连续性测试时，测试的电阻值往往取最远端也就是电阻值最大处的可触及金属的值。
在产品设计时，要注意主接地的可靠性。当产品中有很多的钣金组装在一起时，一般推荐把电源主接地接在最大尺寸且位置居中的主钣金上，这样其他的零件及钣金的接地连接相对平均，更容易满足要求。另外对于钣金来说，防锈也很重要，很多时候为了防锈不得不使用涂层。但是涂层相对导电性较差，如果钣金之间隔着涂层的话，接地连续性往往得不到满足。如果能在螺丝连接或者铆接处去除涂层同时增加诸如镀锌的防锈处理的话，会使接地电阻减小很多。另外如果使用细纹的螺丝连接钣金，因为接触面的增加，也会适当减少接地电阻。
2. 电气强度
一谈到电气产品，往往人们就会想到电击。由于商用售卖机一般采用的电压是市电，对于电击的防护不可避免。而绝缘则是防护电击最有效的利器。但是由于设备一般都需要使用数年甚至数十年，直接按产品寿命周期测试绝缘并不是明智之举。于是乎加速测试被广泛应用。电气强度就是一种测试绝缘性能的加速测试。对于大多数属于I类设备的商用售卖机设备而言，除去金属外壳的接地作为基本的电击防护之外，金属外壳与内部带电体之间绝缘成为了另一道重要的电击防护屏障。而电气强度测试中最基本的一类往往就是把一定的电压施加在金属外壳与内部带电体之间。为了实现加速的作用，电气强度测试会选择比较高的电压，一般是不小于1000V。如果绝缘被电压击穿，会出现电流的雪崩现象。测试时间常选择一分钟。一般在测试中，击穿电流大于100mA，就会认为绝缘被击穿，电气强度测试失败。电气强度测试广泛应用于各个领域，也可以对绝缘材料本身单独施加。在测试过程中一般需要注意以下几个方面：
1） 电气强度测试是一种破坏性测试，如果测试时间过长，测试电压极高，或者测试次数过多，可能会出现损伤绝缘层的情形。
2） 如果把测试电压直接施加在绝缘材料上，可以使用铝箔等导电金属增加绝缘材料的导电面积，使得测试结果更为准确。
3） 一般在大批量生产过程中，如果一分钟的测试时间过长影响出货时间，可以适当提高测试电压，并把测试时间降低到一秒，同时击穿电流需限定为5mA。
产品绝缘材料受到高温和老化的影响会引起绝缘性能损害，绝缘材料局部有杂质，孔隙等也有可能引起电气强度测试的失败。生产工艺过程中出现的疏忽，比如接线端子脱落，金属异物落入设备，绝缘层受到污染，等等，都有可能引起电气强度的击穿。
选用绝缘电阻大的材料对提高电气强度性能有重要意义。增加绝缘材料的厚度也会使得设备的电气强度得到优化。另外，对于电气强度比较重要的两个指标是爬电距离和电气间隙。爬电距离是指沿绝缘表明测得的两个导电零件之间的最短距离。设备放置时间长了，绝缘材料表面可能会有污染物的存在，如果是在潮湿的环境中，空气湿度大，绝缘材料表面也可能受潮，污染物和受潮都有可能使得导电零件沿绝缘材料表面产生电弧，也就是爬电现象。而电气间隙是指导电零件穿过空气的最短距离，如果这个距离太短，导电零件之间也可能产生电弧。所以确保产品中爬电距离和电气间隙足够大，成为通过电气强度测试的关键一步。如果设备的空间有限导致电气间隙不够时，可以采用在电气间隙中夹一层绝缘材料的方式来解决。如果爬电距离不尽如人意时，可以在爬电路径上绝缘材料表明增加一些凸起或凹槽，以增加沿面长度。
3. 泄漏电流
在过去一些老旧的房子里，很多人在使用台式电脑时都有这样的经验，一般台式电脑的机箱壳是金属的，不小心碰到的话会有点被电到的感觉。这是因为过去有一些老旧的房子插座并没有接地，相应的电脑也没有接地，手碰到的话有一部分细小电流分流到手上。这就是泄漏电流。由于泄漏电流主要模拟经过人体的漏电流，现在趋向于称为接触电流。 人体电阻在不同的湿度环境下阻值是不同的，而且会随着电压的变化而变化。一般认为干燥皮肤在低电压下具有高达数万欧的电阻，而当电压升高到250V左右时，这一电阻会下降到1000歐姆到2000欧姆左右。同时人体电阻会随着频率的变化而变化，50Hz时的电阻值大约是100Hz时的两倍。研究表明，可采用人体阻抗模拟网络来模拟人体阻抗进行测试。下图为IEC标准中商用售卖机使用的人体阻抗模拟网络：
电流对人体的效应主要有以下几个：
1） 感知阈：能引起人体感觉的最小电流值。
2） 反应阈：能引起人体肌肉不自觉收缩的最小电流值。
3） 摆脱阈：手握电极能自行摆脱的最大电流值。
一般对于交流电来说，反应阈为0.5mA左右，摆脱阈为10mA左右。对于商用售卖机，一般把稍大于额定电压的施加在电源线火线或零线端与易触及金属之间，测得的最大泄漏电流值不能超过0.75mA。
测试过程中应注意以下两点：
1） 跨接电容对泄漏电流值有较大影响，如果设备存在跨接电容，应在测试时去掉。
2） 处于工作状态及非工作状态时设备的泄漏电流值不同，应分别予以测试及考虑。
4. 绝缘电阻
与导体相比，绝缘材料的高阻抗使其成为电气安全重要防护利器。而绝缘材料阻抗的高低，即绝缘电阻显得尤为重要。一般来说，材料的绝缘电阻会随着环境湿度的升高而减小。而且随着温度的升高，材料内部载流子的运动速率加快，电阻也会随之降低。因此必须指明测试样品所处的测试环境温湿度。对于商用售卖机的绝热材料，UL规定需要把试样放置在85%±5%及32±2°C的环境下24小时之后测试，带电部与不带电金属之间的绝缘电阻不能小于50000欧姆。由于在大多数情况下，绝缘电阻测试可由其他测试代替，越来越多的电气产品安全标准中不再要求绝缘电阻的检测。
商用售卖机的电气安全测试远远不止上述这四种，电气安全是重要而又长远的课题，随着科技的发展，新的技术日新月异，伴随而来的就是如何确保新技术被安全的使用，电气安全作为最重要的一环将会一直不断变革发展下去。■
参考文献
[1] GB/T 12113-2003 《接触电流和保护导体电流的测量方法》
[2] IEC 60335-1：2010 （Edition 5.0） Household and similar electrical appliances – Safety – Part 1： Gerneral requirements
[3] IEC 60335-2-75：2002 （Second Edition） Household and similar electrical appliances – Safety –Part 2–75： Particular requirements for commercial dispensing appliances and vending machines
[4] GB 4706.1 – 2005 《家用和类似用途电器的安全 第1部分：通用要求》
[5] GB 4706.72 – 2008 《家用和类似用途电器的安全 商用售卖机的特殊要求》
[6] UL 471：2010 （Tenth Edition） Standard for Commercial Refrigerators and Freezers