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家电产品的安全防护设计概述

   2006-04-13 4390
本文导读:      家电产品在现今的人类生活中,已成为不可或缺的产物。然而,这些产品在使用上,皆需藉助电力以产生热能或动能,若设计不良或使用不当,将可能导致灾害的发生,进而造成生命财产的损
      家电产品在现今的人类生活中,已成为不可或缺的产物。然而,这些产品在使用上,皆需藉助电力以产生热能或动能,若设计不良或使用不当,将可能导致灾害的发生,进而造成生命财产的损失。日常生活的不幸案例时有耳闻,因此电器产品的保护设计益形重要。 

 
家电产品的「安全防护设计」 理论

    目前,在家电方面较常采用的 UL 标准计有 UL982、UL1005、UL1026、UL1082、 UL1083、UL499、UL507 等。这些标准在安全要求方面,会因应不同的产品种类而有所分别,但所运用的基本原则及概念却是相同的。以下就 UL 标
准对家电产品的一般安全要求做一重点式的概略陈述,期待产品开发者在进行产品研发设计时,有更清晰的概念。

一般安全原则

·家电的安全设计不仅须注意正常的使用状态,亦需预估可能发生的故障问题、可能的误用状况及外在环境对产品的影响。
·必须假设消费者并未接受任何有关辨识产品危险的训练,也就是说,消费者随时可能接触产品的危险部位,因此须透过警告卷标或使用说明书,告知消费者正确的使用方法及可能因误用而引发的危险。
·另须考虑产品维修人员可能接触的范围,故必须在维修手册中标明产品应先去除电气及机械危害后,才可进行维修,同时标明维修人员必须具备的防护器具,并于产品的明显位置加上警告卷标。 
电器产品的五大潜在危险及相应的防护设计
使用电器产品时所可能发生的危险不外乎是「触电」、「能量」、「火灾」、「高温」、「机械」等五大项,在此就各项危险的防护措施简单说明。

1.「触电」的防护
触电是因电流流经人体而产生,对于人的生理机能影响可依电流量、时间、及流经人体的路径而定。大约 0.5 微安的电流即会影响健康,而更高的电流则会造成如灼伤或心室颤动等伤害。触电可能产生的原因包括使用者接触危险电压的裸露部位、零件之间的绝缘失效、或使用者会接触的绝缘失效。
预防触电的方法:
·提供基本的绝缘,并且将可接触到的导线及线路接地。
·使用可靠的固定或锁定的外壳,以及安全内断开关等。
·提供过电流保护。
·在零件间提供接地的金属保护幕、或在零件间提供双层或增强的绝缘。
·使用者可碰触部位的绝缘必须通过机械强度及耐高压测试。 
检测方式:可利用「漏电电流测试仪」及「耐压测试仪」来测量与触电有关的漏电电流及绝缘效果。

2.「能量危险」的防护
能量危险的产生可能是经由高电流供应器、或高电容线路的相邻端短路所引起,可造成燃烧、电弧、或热融化的金属喷出。在此种情况下,即使产品的线路上仍是可触摸的安全电压,但仍可能造成 危险。
预防能量危险的方法:采用隔离、防护罩、或提供安全内断开关等。
能量检测方式:可藉「异常操作测试」及「零件短路测试」来判断。

3.「火灾」的防护
产品在正常操作下,或由于过负载、零件失效、绝缘失效、接头松脱等情况而产生超过材料或零件所能正常承受的温度,均可能导致火灾的发生。因此产品设计须预防内部过温的发生,即使产生火源亦不会扩散至邻近地方,亦不会造成外围设备的损坏。

 

预防火灾的方法:
·提供产品的过电流保护。
·依产品实际用途,采用适当的防火材料。
·选择适当的零附件及物料,以避免因高温造成的火灾意外。
·使用防护燃烧性物料,将之与起火源隔离。
·使用适当防火外壳,以阻绝或避免产品内部起火时所产生的火源扩散。 

火灾检测方式:可藉「温升测试」、「异常操作测试」及「零件短路测试」判断产品出现过温时,是否会造成危险。

4.「高温」的防护
产品正常操作时所产生的高温,可能会导致使用者接触高热部位时造成灼伤、并使产品降低绝缘功能及关键零件的安全性、以及点燃产品的易燃性液体或气体。
预防高温的方法:
·在使用者可接触的产品区域,采取避免产生高温的措施。
·避免温度超过液体的燃点。
·若接触热区域是无法避免的话,则必须加上警告使用者的卷标。 
高温的检测方式:可藉「温升测试」仿真可能发生的最坏状况,以进一步判断是否会造成危险。

5.「机械危险」的防护
机械危险的来源包括产品的尖锐边缘及边角、具潜在性危险的移动或旋转零件、不稳定的产品装备、以及由破裂零件所飞出的物体等。

预防机械危险的方法:
·将产品的尖锐边缘及边角磨圆。
·产品外部提供遮蔽措施。
·安全内断开关的设计。
·无支撑的产品部分必须有充分的稳定性。
·若无法避免使用者的接触,必须提供警告卷标。 
机械危险的检测方式:可藉由「结构检查」、「正常操作测试」、「异常操作测试」及「零件短路测试」来判断产品的危险程度。
 
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