家用固定式插座3C认证常见问题的分析

电子标准网11-29 14:35

摘要：针对家用固定式插座在3C认证检测中常出现的不合格项目进行了分析，并提出解决办法。

关键词：3C认证 ；插座 ；检测 ；标准

　　插座作为电源系统的一个终端，人们获取电源都需要通过插座，而且随着社会的发展，家用电器在人们的曰常生活中使用得越来越多。因此，插座的安全与否直接关系到使用者的人身与财产的安全。
世界各国对插座的安全都非常重视，插座产品在市场上销售都必须通过相关强制的认证。例如，在美国销售的插座必须通过UL认证并取得UL标志；在英国市场上销售的插座需要要通过BSI认证并取得风筝标志，等等。中国对插座的安全也是非常重视，插座产品被国家列入第一批的强制性产品认证目录，执行标准为GB2099.1-1996《家用和类似用途插头插座 第一部分：通用要求》， GB1002-1996《家用和类似用途单相插头插座 型式、基本参数和尺寸》和GB1003-1999《家用和类似用途三相插头插座 型式、基本参数和尺寸》。
　　家用插座看似结构简单，其实不然。如果结构设计不合理，材料使用不当，在使用中将存在很大的安全隐患。现对检测中插座常出现的问题分析如下：
　　1、标志：标志可以指导使用者正确的使用产品，防止使用时发生危险。标准规定插座应有如下标志：①电流（A）；②电压(V)；③电源性质的符号；④生产厂或销售商的名称、商标或识别标志；⑤型号（可以是产品目录编号）。企业送检的样品经常没有型号、没有电源性质的符号～或生产厂或销售商的名称、商标或识别标志；也有些企业使用与某些名牌产品相似或相同的识别标志，这也不是很合适。
　　2、尺寸：插座的尺寸是插座产品最基本的要求。尺寸过小，相对应的插头就不能够顺利插入，不能到达插座使用的目的。尺寸过大，使用者容易接触到带电部件，会对人生安全产生危险。而影响插座尺寸的主要因素是模具的尺寸，企业在开模时一定要参照GB1002和GB1003的要求将模具精度控制合适。影响尺寸的另一个因素是脱模时的温度控制，制造插座的材料一般是热塑性材料，对温度的变化较为敏感，由于仍煌冷缩，脱模时温度冷
却过快，材料收缩较大，易造成孔型尺寸变大（脱模时温度冷却过快，还会造成另外的影响：由于外表面和内部温度的不均匀，外壳内部和外部受到的热应力差别较大，易造成插座面板的开裂）。因此在脱模时应该根据材料的不同控制冷却温度的速率，这样才能较好的保证插座的尺寸。
　　3、防触电保护：（1）标准10.1要求“在插头部分地或全部地与插座插合时，插头的带电部件应是不易触及的。” 对这项要求的检测是通过一个标准试验指与电指示器连接进行检查的，插座常出现的问题是在插头与插座部分插合时，试验指能够触及到插头的带电件，如下图：
造成这种不合格情况的主要原因插套与插座插合面的距离太小造成的，企业在设计插座结构时应该注意这个问题。但是并不是越大越好，如果距离太大，插头完全插入插座时，插头与插套的结合部分太短，易造成接触不良，使插座最小插拔力不合格，而且接触不良时，插头和插套的结合处在使用时易产生高温或产生电火花，容易发生火灾。这是我们国家标准的一个不够完善的地方，很多技术要求没有具体量化，国外一些标准已经将插套离插合面的距离量化（例如AS3112），这样企业在设计插座时才能设计出安全的产品。（2）标准10.4要求“带保护门的插座在结构上还应做到在插销不与插座插合的情况下，用图4的探针是不能触及到带电部件的。”这项要求是对保护门结构是否牢固可靠的考核，一般还需结合标准第21章正常操作后的要求“用图3的探针对相对于带电插销的插孔保护门施加高达20N的力，每次施力后都不拔出或旋转这支探针，连接地朝三个方向施力；然后，用图4的钢制探针施力高达1N的力，并且以独立施力即没施力一次，就把探针拔出的方式朝三个方向施力。在所加的相应力保持不变的
情况下，图3和图4的探针不得碰触到带电部件。”进行。由于我国两极双用插座的孔型较大，小孩很容易用一些金属针、棒接触到带电部件，所以安装保护门对双用插座非常必要（标准没有强制要求），但在检测时两极双用插座的保护门常出现不合格。一般这类插座的保护门是单边滑动开启式的，这种保护门在设计时应注意以下问题：a. 保护门斜边的角度。斜度的大小直接影响保护门的安全性能。斜度小，图4探针不易进入，但在使用时插头插入不灵活；斜度大，插头出入方便，但探针在施加力时很容易接触到带电部件。b. 弹簧弹力的大小。弹力大，探针在施力时一般很难将保护门打开；弹力小，探针在施力时很容易打开保护门，接触到带电部件。c. 保护门宽度与滑动槽间隙的大小。一般检测时探针的角度都是从严要求，间隙太大，探针易从间隙进入插座驱动保护门而接触到带电部件。因此，在设计此类保护门时应该综合考虑到以上因素，使保护门的结构能满足标准的要求。此外还有一种结构较为先进的保护门，这类保护门是两边开启式的，当探针单边插入插座时，另一边插孔的保护门被翘起而使两边的保护门限位，保护门不能打开，而只有插座的两孔同时被插头插入时，两边保护门的限位平衡才能被开启。这种结构在检测时一般都能符合标准要求。两极带接地插座的保护门一般分为几种情况：一是接地极驱动，只有当接地插销先插入接地插套的保护门，L、N极的保护门才能被驱动，插头才能顺利进入插座，如果只是单极插入L或N极，很难将保护门驱动，这类保护门一般能符合标准要求；二是N极驱动，这类保护门很难达到标准要求。由于插座结构的局限，保护门设计时一般N极的保护门的空隙较大，探针很容易从空隙进入驱动保护门接触到带电部件，如果空隙太小，插头就很难驱动保护门，使用时不方便而且影响保护门的寿命。这类保护门在设计时对弹簧的要求较高，一般需采用弹力较高的弹簧保护门才能符合标准要求。
　　4、分断容量和正常操作：标准要求在同一组样品上做完分断容量和正常操作的测试后，还需进行温升和插拔力的测试。在检测时，样品一般在分断容量和正常操作的项目上合格，但经常是温升过高和最小拔出力不合格。造成这种不合格情况的原因是插套在负载的状态下经过插头一万多次的插拔后，弹性减弱，不能保持原始状态下两个插套片之间的距离而且在测试过程中产生的电弧将插套与插头结合面氧化，因而当插头插入不能与其良好的接触而造成不合格。解决这种情
况的方法主要从两个方面考虑：a、插套的结构。插套在设计时应该有一定的弧度，这样才能使插套具有能和插头的良好接触的弹力：
结构较为合理的插套 结构不合理的插套
b、插套的材料。插套在选材时应该采用弹性好的铜材，例如磷铜，这样才能使插套在经过一万多次插拔后还能保持较好的弹性。
　　5、螺钉、载流部件及其连接。标准要求“电气连接应能如此设计，使得接触压力不用一般绝缘材料传递。”在检测中，由于对标准理解的问题，很多企业在设计插座时没有考虑到这项要求。最常出现的问题如下图：
端子铆在底座的位置 插套和端子连接的位置
这种情况主要是端子和插套连接时没有固定，是靠端子直接铆在底座而固定端子。由于底座一般是采用热塑性材料，当插座在使用较大电流时，端子部位温升过高，易使底座材料发生变形，从而端子与插套之间的连接松动，致使接触不良产生高温或产生电火花引燃底座，造成火灾。解决这种不合格情况的办法较为麻烦，必须得更改模具，重新设计插座结构，先将插套和端子铆死后再固定在插座
底座上。
　　6、耐热、绝缘材料的耐非正常热、耐燃。标准要求对用以将固定式电器附件的载流部件和接地电路部件保持在正常位置所必需的绝缘材料部件应进行850℃的灼热丝和125℃球压试验和对即使是与载流部件和接地电路相接触，但不是将它们保持在正常位置所必需的绝缘材料应进行650℃的灼热丝和70℃球压试验。球压试验主要是考察材料在一定温度下的形变性能，如果绝缘材料在一定高温下发生超过标准要求的形变会使插座不能正常使用，严重的会使带电部件裸露，发生触电的危险。灼热丝试验是考察绝缘材料的阻燃性能，如果材料不能适当阻燃，当插座使用产生电火花时易被引燃，从而发生火灾，造成人们生命财产的损失。由于企业为了节约成本，一般采用廉价的绝缘材料来制造插座的面板和底座，经常在测试时不合格。在长期的检测过程中，插座采用PC（聚碳酸酯）来制造面板和底座或用PA66（尼龙66）来制造底座一般都能符合标准要求。
　　以上是在家用固定式插座3C检测中常发生的一些问题的分析和改善的建议。固定式插座在我们曰常生活中使用的频率非常之高，它的安全直接关系到人们生命财产的安全，因此，企业在生产过程中应该注意以上问题，设计出符合标准要求的产品。

参考文献：
1、 国家标准GB2099.1-1996《家用和类似用途插头插座 第一部分：通用要求》、GB2099.2-1997《家用和类似用途插头插座 第二部分：器具插座的特殊要求》、GB1002-1996《家用和类似用途单相插头插座 型式、基本参数和尺寸》、GB1003-1999《家用和类似用途三相插头插座 型式、基本参数和尺寸》。
2、 兵器工业出版社《塑料手册》。