强电控制器-非正常工作实验

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#非正常工作 #强电控制器

以最具代表性的《GB 4706.1-2005 家用和类似用途电器的安全第1部分：通用要求》为例，详细描述国标中关于非正常工作实验的规定。这个标准等同采用国际标准IEC 60335-1，是许多家电产品安全标准的基础。

核心目的

非正常工作试验的目的不是检验产品在正常使用下的性能，而是模拟可能发生的意外情况，验证产品的设计是否能够防止引起火灾、触电、机械危险或其他不安全情况。其核心思想是“单一故障条件”，即假定只有一个保护装置失效或发生一种异常情况时，产品仍能保持基本安全。

主要试验项目（根据GB 4706.1）

标准第19章详细规定了非正常工作试验，主要包括以下几类：

1. 电机堵转试验

模拟场景：风扇、吸尘器、榨汁机等带有电动机的器具，如果转轴被杂物卡住（堵转），电机无法转动，电流会急剧增大，导致温度迅速升高。
试验方法：在额定电压和正常工作状态下，将电机的运动部件堵住（不让它转动），然后通电。

考核重点：
温升：测量电机绕组、外壳及其周边非金属部件的温升，不能超过标准规定的限值（例如，不能引起附近塑料件燃烧或变形导致危险）。
保护装置：试验过程中，热保护器（如热熔断体或过载保护器）应能及时动作，切断电源。
结果：试验后，器具不能喷出火焰、熔融金属，不能产生过量的有毒或可燃气体，绝缘系统不能损坏，并且通常要求器具还能承受电气强度试验。

2. 元件失效试验

模拟场景：假设电路中某个关键元件（如稳压电源中的三极管、可控硅等）发生短路或开路故障。
试验方法：依次将可能发生故障的元件人为制造短路或开路，然后运行器具，观察结果。

考核重点：在元件失效的情况下，器具不应产生火灾、触电或机械危险。例如，一个温控器短路失效后，加热器可能会持续加热，此时必须有第二重保护（如热断路器）来最终切断电路。

3. 非正常运行试验

模拟场景：对于某些器具，在非典型但可能发生的条件下运行。例如：
不带温控器的电熨斗在空烧。
电热毯被折叠使用。
吸尘器吸口被完全堵塞。
电动器具在低电压下启动（可能导致电机电流过大）。
试验方法：根据器具的特性，创造上述非正常条件并运行。

考核重点：同电机堵转试验，主要是防火和防触电。

4. 电机驱动系统的电源相位故障（仅对三相电机）

模拟场景：三相供电缺了一相。
试验方法：断开一相电源，然后启动电机。

考核重点：电机不应过热导致危险，保护系统应能起作用。

5. 电子电路的非正常工作

模拟场景：对于由软件或复杂电子电路控制的器具，模拟其程序跑飞、传感器信号异常等情况。
试验方法：通过模拟输入/输出信号的故障，或评估电路设计来分析潜在危险。
考核重点：确保即使软件或硬件出现单一故障，也不会导致危险状态。例如，微波炉的门联锁开关信号故障时，磁控管应不能被启动。

关键要求和合格判定标准

试验结束后，器具必须满足以下要求才算合格：

无火灾危险：器具不应产生火焰或从外壳中喷射出燃烧或熔融的颗粒。
无触电危险：外壳不应变成带电体，且绝缘性能不能降低到危险程度（通常需要通过电气强度试验来验证）。
无过热风险：非金属材料的温升不能过高，以免导致变形、熔化或引燃。
保护装置不应失效：试验中，为保护安全而设置的保护装置（如热熔断体）本身不能失效。它的作用就是在危急时刻“牺牲”自己来保全整体安全。
安全性保持：试验后，器具不需要能继续正常工作，但其基本安全防护（如防触电保护）必须得到保持。