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電動車充電器的安全標準

  電動自行車作為一種適合我國國情的、節能的、無廢氣污染的代步工具。在極短的時間內迅速發展,每年的產銷量成倍遞增.開始大量進入家庭.電動自行車這個深受大眾歡迎的產品,已初具規模地成為一個新興的產業.巨大的市場前景吸引了大量的企業進入.但由于市場還不規范,許多非傳統的電子產品企業、甚至是家庭作坊在生產電池充電器.電動自行車充電器功率比起其他家用充電器大許多.發熱量大,極易引發安全事故。特別應指出的是:大量由沒有“安規”概念的人制造的劣質充電器充斥市場,流入家庭,安全方面的隱患應引起電動自行車業內人士的重視。否則頻頻發生人身傷害、火災事故,將會損害整個電動自行車行業的聲譽。
    國家對家用電器有一個強制執行的安全標準:GB4706.1-1998《家用和類似用途電器的安全》,進而又對家用充電器這一特定的類別發布了GB4706.18-1 999《家用和類似用途電器的安全電池充電器的特殊要求》。前者等同于國際標準:IEC335-1:1991.后者等同于IEC335-2-29:1994。
    在G84706.18第1范圍中可以看出,電動自行車充電器應屬于該標準規定的范圍之內,在安全方面必須強制執行相關的條款。為了便于表述,用市面上流通的充電器,涉及到嚴重危害安全的地方對比標準中相應條款加以說明。
   電池充電器的結構在安全方面是至關重要的,GB4706.18第22結構條中第22.26款:“應通過一個安全隔離變壓器給輸出電路供電。輸出電路和其他易觸及金屬部件或接地端子之間應沒有連接.在安全特低電壓下工作的部件和帶電部件之間的絕緣應符合雙重絕緣或加強絕緣的需要。”標準中這一條就規定了電動自行車充電器應具備Ⅱ類用電器具的結構。Ⅱ類用電器具是采用雙重絕緣的。外殼用不導電的塑料包裹所有
    金屬導電部分。市面上許多充電器是用金屬外殼,這是絕對不允許的。再看看這些金屬外殼的充電器結構.甚至連起碼的安全概念都沒有,利用金屬外殼做帶電部分功率器件的散熱器,這是極其危險的,就是按GB47061中規定用金屬外殼做接地保護的I類用電器具而言,也要求帶電部分與金屬外殼之間有8mm電氣間隙,功率管的散熱片、引線腳與金屬外殼根本沒有8mm的電氣間隙,只有1~2mm,空氣1mm距離的抗電強度只有直流1000V,按標準中應能承受交流3750V,相當于直流5200V的抗電強度,顯然這種結構是不安全的,是嚴重違反標準的。
    GB4706.1第29爬電距離、電氣間隙和穿通絕緣距離條第29.1款“爬電距離和電氣間隙不應小于表13中所示以mm為單位的值”。在表13中,按照對加強絕緣要求的Ⅱ類電器條款帶電部件和越過加強絕緣的其他金屬部件之間;如果帶電部件為漆包線繞組,爬電距離、電氣間隙為6mm;對其他帶電部件,爬電距離、電氣間隙為8mm。
    充電器的電氣隔離是通過變壓0S和絕緣的印制線路基板來做到的。在市場銷售的絕大多數品種的充電器在電氣間隙、爬電距離上都沒按這一要求去做。充電器初、次極之間無論是用工頻變壓器降壓整流式的還是用高頻開關電源變換式的都是通過變壓器對初次極之間進行能量傳遞時達到電氣絕緣,在線路板上,初次極之間的導電銅箔最小間距為8mm。許多充電器制造者在線路板設計布線時根本不知道有爬電距離這一要求。對變壓器而言,初次級繞組之間的爬電距離要求是6mm,許多充電器上變壓器制造工藝都沒按這一要求做。特別是采用半橋式開關電源結構的,有一推動變壓器,外形尺寸很小,同樣也要求初次級要有6mm的爬電距離。對于穿過印制線路板,用于固定上下外殼的金屬螺釘,并且是人手能接觸到的,螺釘與線路板上銅箔之間的爬電距離也應呈8mm。
    GB4706.1中第16泄漏電流和電氣強度條第16.3款“在16.2試驗之后,絕緣要立即經受lmin頻率為50Hz或60Hz基本為正弦波的電壓。試驗電壓值和施加的部位,見表5所示”。表5中對于,l類用器具施加位置“1帶電部件和易觸及部件之間:其間用加強絕緣隔離的,試驗電壓為3750V”。在電動車充電器這個品種上,按標準要求是指輸入端和輸出瑞之間、輸入輸出和可接觸的金屬部分之間抗電強度要達到交溘3750V。這個指標要求是偏離的,對于開關電源結構的產品,要達到這樣的指標.必須在結構布局上、選材上花很大的力氣才能做到。信息技術、音視頻產品,自己制定了相應標準。在安全方面的抗電強度定為1500V,而電動自行車是一個新興的產業,國家還沒顧及到為其制定標準,目前還得套用G84706 18中的相關條款,為了群眾的安全和自己產品的聲譽,還是應努力達到3750V抗電強度要求。
    GB4706.1中第30耐熱耐燃和耐淆電起痕條第30.1款“其惡化可導致器具不符合標準要求的那些由非金屬材料制成的外部零件,用來支撐帶電部件(包括連接)的絕緣材抖零件以及提供附加絕緣或加強絕緣的熱塑材抖零件,應充分耐熱”。對于,Ⅱ類器具的充電器外殼多用ABS工程塑料,必須要達到阻燃的級別。電動自行車充電器功率大,發熱量高,在發生故障時極易因發熱引起外殼軟化,甚至燃燒。市場上許多充電器為了降低成本,用的都不是阻燃型的塑料,在發生故障時,很易造成事故。同樣對充電器內所用的印制線路板,必須采用經過安全認證的,符合94V-0阻燃要求的產品。在充電器發生故障時,最先燒焦引燃的是印制線路板,如用的是那些低廉的,達不到阻燃要求的線路板,后果是顯而易見的。
    GB4706.18第10輸入功率和電流條,第10.101款“空載直流輸出電壓不應超過42.4V”。42.4V是安全低電壓的量高上限,只有符合這點,就認為是不帶電的,對人體是安全的。電動自行車大都用36V鉛酸電池組,按照蓄電池特性要求,充電到44.5V才能保證不欠充電.否則長期欠充電搏嚴重插害電池壽命。充電器在工作過程中應帚高能把電壓上升到44.5V,而在開路時能控制輸出電壓小于42.4V。
    GB4706.1第24元件條中第24.5款“如果從電網直接向一些部件供電會引起危險的話,則互連軟線的插頭和插座以及其他連接裝置應不能與GBl002中列出的插頭和插座或是符合IEC320的連接器和器具輸入插口互換”。現在許多充電器的輸出插頭用的是3GTJA電源插頭,它是GB1002和IEC320所列出的源插頭座,俗稱三眼方型電源插頭,標準規定是不允許作為低壓輸出端的元件,用  戶使用時有可能把輸出端誤插到交流電源上。這種情況不能怪充電器制造廠家,充電器上所用的翰出插頭是按電動自行車制造廠家所要求的。說明電動自行車整車制造的設計者不知道安全標準上有這么一條規定。希望電動車整車制造廠家,把充電插口立即更換這種有可能誤插到交流電源上的充電器輸出插頭。
    以上僅著重在外形、結構上討論有關電動車充電器安全的問題。更進一層在電子線路設計上.GB4706.18也有相應的要求。如非正常工作條款,要求短路或開路充電器上任何一個元件,充電器不應有危害安全的燃燒,輸出電壓失控超過安全低電壓等。總之.電動自行車用的充電器雖然不是復雜精密的電子設備,但對于特定的使用環境,對其安全性的要求是極高的。電動自行車行業應趕快自律起來,把那些盲目打低價位、劣質的、作坊式的工廠加工的充電器和那些毫無安全保障的充電器摒棄在市場之外。這也是為自身產品的信譽、為用戶的生命財產而應承擔的社會責任。電動自行車作為一種適合我國國情的、節能的、無廢氣污染的代步工具。在極短的時間內迅速發展,每年的產銷量成倍遞增.開始大量進入家庭.電動自行車這個深受大眾歡迎的產品,已初具規模地成為一個新興的產業.巨大的市場前景吸引了大量的企業進入.但由于市場還不規范,許多非傳統的電子產品企業、甚至是家庭作坊在生產充電器.電動自行車充電器功率比起其他家用充電器大許多.發熱量大,極易引發安全事故。特別應指出的是:大量由沒有“安規”概念的人制造的劣質充電器充斥市場,流入家庭,安全方面的隱患應引起電動自行車業內人士的重視。否則頻頻發生人身傷害、火災事故,將會損害整個電動自行車行業的聲譽。
    國家對家用電器有一個強制執行的安全標準:GB4706.1-1998《家用和類似用途電器的安全》,進而又對家用充電器這一特定的類別發布了GB4706.18-1 999《家用和類似用途電器的安全電池充電器的特殊要求》。前者等同于國際標準:IEC335-1:1991.后者等同于IEC335-2-29:1994。
    在G84706.18第1范圍中可以看出,電動自行車充電器應屬于該標準規定的范圍之內,在安全方面必須強制執行相關的條款。為了便于表述,用市面上流通的充電器,涉及到嚴重危害安全的地方對比標準中相應條款加以說明。
    電池充電器的結構在安全方面是至關重要的,GB4706.18第22結構條中第22.26款:“應通過一個安全隔離變壓器給輸出電路供電。輸出電路和其他易觸及金屬部件或接地端子之間應沒有連接.在安全特低電壓下工作的部件和帶電部件之間的絕緣應符合雙重絕緣或加強絕緣的需要。”標準中這一條就規定了電動自行車充電器應具備Ⅱ類用電器具的結構。Ⅱ類用電器具是采用雙重絕緣的。外殼用不導電的塑料包裹所有
    金屬導電部分。市面上許多充電器是用金屬外殼,這是絕對不允許的。再看看這些金屬外殼的充電器結構.甚至連起碼的安全概念都沒有,利用金屬外殼做帶電部分功率器件的散熱器,這是極其危險的,就是按GB47061中規定用金屬外殼做接地保護的I類用電器具而言,也要求帶電部分與金屬外殼之間有8mm電氣間隙,功率管的散熱片、引線腳與金屬外殼根本沒有8mm的電氣間隙,只有1~2mm,空氣1mm距離的抗電強度只有直流1000V,按標準中應能承受交流3750V,相當于直流5200V的抗電強度,顯然這種結構是不安全的,是嚴重違反標準的。
    GB4706.1第29爬電距離、電氣間隙和穿通絕緣距離條第29.1款“爬電距離和電氣間隙不應小于表13中所示以mm為單位的值”。在表13中,按照對加強絕緣要求的Ⅱ類電器條款帶電部件和越過加強絕緣的其他金屬部件之間;如果帶電部件為漆包線繞組,爬電距離、電氣間隙為6mm;對其他帶電部件,爬電距離、電氣間隙為8mm。
    充電器的電氣隔離是通過變壓0S和絕緣的印制線路基板來做到的。在市場銷售的絕大多數品種的充電器在電氣間隙、爬電距離上都沒按這一要求去做。充電器初、次極之間無論是用工頻變壓器降壓整流式的還是用高頻開關電源變換式的都是通過變壓器對初次極之間進行能量傳遞時達到電氣絕緣,在線路板上,初次極之間的導電銅箔最小間距為8mm。許多充電器制造者在線路板設計布線時根本不知道有爬電距離這一要求。對變壓器而言,初次級繞組之間的爬電距離要求是6mm,許多充電器上變壓器制造工藝都沒按這一要求做。特別是采用半橋式開關電源結構的,有一推動變壓器,外形尺寸很小,同樣也要求初次級要有6mm的爬電距離。對于穿過印制線路板,用于固定上下外殼的金屬螺釘,并且是人手能接觸到的,螺釘與線路板上銅箔之間的爬電距離也應呈8mm。
    GB4706.1中第16泄漏電流和電氣強度條第16.3款“在16.2試驗之后,絕緣要立即經受lmin頻率為50Hz或60Hz基本為正弦波的電壓。試驗電壓值和施加的部位,見表5所示”。表5中對于,l類用器具施加位置“1帶電部件和易觸及部件之間:其間用加強絕緣隔離的,試驗電壓為3750V”。在電動車充電器這個品種上,按標準要求是指輸入端和輸出瑞之間、輸入輸出和可接觸的金屬部分之間抗電強度要達到交溘3750V。這個指標要求是偏離的,對于開關電源結構的產品,要達到這樣的指標.必須在結構布局上、選材上花很大的力氣才能做到。信息技術、音視頻產品,自己制定了相應標準。在安全方面的抗電強度定為1500V,而電動自行車是一個新興的產業,國家還沒顧及到為其制定標準,目前還得套用G84706 18中的相關條款,為了群眾的安全和自己產品的聲譽,還是應努力達到3750V抗電強度要求。
    GB4706.1中第30耐熱耐燃和耐淆電起痕條第30.1款“其惡化可導致器具不符合標準要求的那些由非金屬材料制成的外部零件,用來支撐帶電部件(包括連接)的絕緣材抖零件以及提供附加絕緣或加強絕緣的熱塑材抖零件,應充分耐熱”。對于,Ⅱ類器具的充電器外殼多用ABS工程塑料,必須要達到阻燃的級別。電動自行車充電器功率大,發熱量高,在發生故障時極易因發熱引起外殼軟化,甚至燃燒。市場上許多充電器為了降低成本,用的都不是阻燃型的塑料,在發生故障時,很易造成事故。同樣對充電器內所用的印制線路板,必須采用經過安全認證的,符合94V-0阻燃要求的產品。在充電器發生故障時,最先燒焦引燃的是印制線路板,如用的是那些低廉的,達不到阻燃要求的線路板,后果是顯而易見的。
    GB4706.18第10輸入功率和電流條,第10.101款“空載直流輸出電壓不應超過42.4V”。42.4V是安全低電壓的量高上限,只有符合這點,就認為是不帶電的,對人體是安全的。電動自行車大都用36V鉛酸電池組,按照蓄電池特性要求,充電到44.5V才能保證不欠充電.否則長期欠充電搏嚴重插害電池壽命。充電器在工作過程中應帚高能把電壓上升到44.5V,而在開路時能控制輸出電壓小于42.4V。
    GB4706.1第24元件條中第24.5款“如果從電網直接向一些部件供電會引起危險的話,則互連軟線的插頭和插座以及其他連接裝置應不能與GBl002中列出的插頭和插座或是符合IEC320的連接器和器具輸入插口互換”。現在許多充電器的輸出插頭用的是3GTJA電源插頭,它是GB1002和IEC320所列出的源插頭座,俗稱三眼方型電源插頭,標準規定是不允許作為低壓輸出端的元件,用戶使用時有可能把輸出端誤插到交流電源上。這種情況不能怪充電器廠家,充電器上所用的翰出插頭是按電動自行車制造廠家所要求的。說明電動自行車整車制造的設計者不知道安全標準上有這么一條規定。希望電動車整車制造廠家,把充電插口立即更換這種有可能誤插到交流電源上的充電器輸出插頭。
    以上僅著重在外形、結構上討論有關電動車充電器安全的問題。更進一層在電子線路設計上.GB4706.18也有相應的要求。如非正常工作條款,要求短路或開路充電器上任何一個元件,充電器不應有危害安全的燃燒,輸出電壓失控超過安全低電壓等。總之.電動自行車用的充電器雖然不是復雜精密的電子設備,但對于特定的使用環境,對其安全性的要求是極高的。電動自行車行業應趕快自律起來,把那些盲目打低價位、劣質的、作坊式的工廠加工的充電器和那些毫無安全保障的充電器摒棄在市場之外。這也是為自身產品的信譽、為用戶的生命財產而應承擔的社會責任。
 

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