智能家居时代电气安全综合测试技术探讨

2016-11-03赵晓昕

中国新通信 2016年19期

赵晓昕

【摘要】随着高清电视、中央空调、烟机炉灶、滚筒冰箱、多开门洗衣机等家用电气设备的快速普及和发展，人们已经进入到智能家居时代，显著提高了生活质量和水平。但是，电气设备安全运行事故频发，严重影响了人们的正常生活。论文详细地分析了现阶段家用电器常见问题，总结了电气安全综合测试技术，目的在于将家用电器的安全问题消灭在萌芽状态，确保家用电器正常使用。

【关键词】智能家居电气安全综合测试

一、引言

随着我国改革步骤的加快，经济迅速发展，智能制造技术也为工业革命带来了契机。家用电器行业得到了较快的发展，人们逐渐开始购买空调、冰箱、洗衣机、电视等电器设备，极大地提高了生活质量和水平。但是，在快速发展和使用过程中，许多家用电器的质量问题也逐渐暴露出来，问题层出不穷，严重影响了人们的生活和生命健康安全。构建完善的电气综合测试技术，可以及时发现家用电器的问题，确保家用电气的质量合格[1]。

二、智能家居时代电气设备应用分析

为了能够提高家用电器的使用寿命，确保家用电器无故障运行，智能家居采用了严格测试工作，以便能够及时地发现用电器存在的问题，但是经过多年的实践发现，家用电器应用及测试工作依然存在较多的问题：

（1）许多家用电器安全标准不规范。家电行业发展迅速，不同功能的家用电气安全标准更新较慢，导致家用电器安全问题频发，影响人们使用[2]。

（2）家用电器漏电现象较为严重。漏电可能导致家庭人员生命健康受到威胁，一般漏电发生的原因是绝缘工作没做好，家用电器内部导电部件之间的绝缘不完善。

（3）大功率家用电器安全问题频繁发生。大功率家用电器瓦数较大，家用电器内部导线质量不合格，容易导致设备工作短路，严重时可能引发火灾，比如电磁炉、高压锅和电热设备等，瓦数都高达两三千瓦，如果使用不当，极有可能引发火灾。

（4）不法商家偷工减料。许多家用电器对制造材料的要求较高，而许多制造商为了追求利润最大化，制造家用电器时容易偷工减料，或者使用较次的材料进行加工生产，为用电器的安全使用埋下了隐患，非常容易产生安全事故。

三、智能家居时代电气设备安全测试技术

随着智能家居时代的快速发展和普及，电气设备安全测试技术也在迅速发展，我国开始逐渐引入国外先进的电气设备测试技术，家用电器测试技术主要包括以下几个方面。

（1）泄露电流测试技术。泄露电流是指在不存在电器运行故障和电压的情况下，电器中存在电流泄露。根据电气设备测试经验可以获知，电流泄露的情况包括以下几个方面：电器中相互绝缘的金属零件之间泄露电流；带电零件与接地零件之间泄露电流；周围介质与绝缘表面形成的电流；人体触及家用电器设备时，设备经人体流入大地的电流或由设备经人体又回到设备的电流。因此，泄露电流测试时主要针对这些部位进行测试，可以快速准确地发现泄露电流的部位[3]。

家用电器设备通电以后，可以在正常工作状态下检查电流。对地漏电流就是指流过保护接地导线的电流，也是测量家用电器设备通过电源线地线流回到地的电流，大多数家用电气设备都采用具有三芯插头电源，具体的测试流程如图1所示。Sl左S2合电源反接的状态下；S1右，S2合的正常状态下；S2断开中线，S1左的单一故障反向供电的状态下；S2断开中线，S1右的单一故障正向供电下；进行漏电流测试，对地漏电流在通常状态下需要小于5mA，SFC（单一故障状态下）必须小于 10mA。

家用电器外壳电流是指人接触到设备上的接地保护外漏部分，部分电流将会从用户身上流过，测试流程如图2所示。S1用于反转电源线，S3用于打开或闭合接地连接，S2用于断开中线，外壳漏电流在正常使用状态下需要小于100μA，单一故障状态下小于500μA。

（2）耐压测试技术。家用电器工作时，电压的高低和动态变化较为频繁，因此家用电器的耐压测试就显得非常重要。一般地，耐压测试是指将一个高于正常工作的电压接入到一个家用电器设备上，按照耐压测试标准规定的时间，如果设备的绝缘性合格，则加在上面的电压仅仅产生一些微小的漏电流或不产生漏电流[4]。对一般的被测设备来讲，耐压测试技术的关键是测量火线与机壳之间的漏电流值，相关规定如下：标准测试电压是两倍被测量电气设备的工作电压加1000V，部分电气设备的测试电压也可以高于这个规定值，测试电压必须在5S内逐渐上升，达到测试电压值，保证测试电压值稳定加压时长不少于5s，此时被测量的家用电器回路泄露的电流值等于额定电流的1.5倍。

（3）接地电阻测试。随着家用智能大功率电气的增多，接地电阻测试就显得非常重要。接地电阻测试可以使用自动化的测试系统，包括程控电源模块测试、信号采集调理模块设计、计算机控制系统设计。程控电源模块可以输出0v-140v的程控电源或升流器，并且在DSP控制系可以输出相关的电压测试结果，经流器升流之后可以设定一个输出电流值，并且将电流值输出到调理电路，实现数据分析和结果展示功能。

家用电器接地电阻测试时可以将设备电源线断开，被测设备不需要家电，使用10A的恒流源提供一个交流电信号，获取通过电阻造成的电压降，计算接地电阻值，如图3所示。