新型便攜浸入式液體加熱器研究與檢測技術

王焮灝

摘 要：本文對便攜浸入式液體加熱器存在的安全結構問題進行了分折，對存在的質量、安全、材料、等隱患通過檢測技術結合工藝改進設計，按國家標準進行制造，使產品安全性能和使用性能達到國家產品安全標準要求。

關鍵詞：電熱管；檢測；技術；質量

1 便攜浸入式液體加熱器背景技術

便攜浸入式液體加熱器背景技術包括現有技術、現有性能。

1.1 便攜式液體加熱器現性能

電器在長期工作中，不僅要承受額定工作電壓的作用，還要承受操作過程中所引起短時間的高于額定工作電壓的過電作用。在這些電壓的作用下，電氣材料的內部結構將發生變化。當過電壓強度達到某一定值就會使電器的絕緣材料擊穿，電器將不能正常運行，操作者就可能觸電，危及人身安全。

1.2 便攜式液體加熱器現技術

傳統的便攜式液體加熱器由插頭、電源線、和發熱體組成，發熱體為電熱管，在使用過程中如使用時間年限過久、絕緣材料老化、絕緣性能降低，溫控器功能失效、液體燒干，短路、有漏電現象、不規范使用、誤操作等潛在的不安全隱患產生漏電而不易被識別造成產品使用壽命較短，火災和產品漏電引發人身傷亡事故，安全性能比較差。

2 新型便攜浸入式液體加熱器設計內容

新型便攜浸入式液體加熱器設計主要內容有多項

2.1 安全標準

產品執行國家標準GB4706.1-2005家用類似用途電器安全第一部分：通用要求，國際標準IEC 60335-1：2004（Ed4.1）。國家標準GB4706。77-2004，國際標準（IEC60335-2-74：2002，IDT）家用和類似用途電器的安全便攜浸入式加熱器特殊要求。

2.2 防觸電保護

間隙直至絕緣結構都要有防止人體與帶電體接觸的保護功能，避免器具在使用過程中，因爬電距離小產生火災，新型液體加熱器在插頭下方電源連接線有帶可檢測漏電保護器。爬電距離與電氣間隙達到國家規定標準。

2.3 設計范圍

主要對器具在使用過程中可能產生過熱而損壞器具，甚至引起火災。因此在設計時需要考慮到電器的安全啟動，發熱、過載保護、非正常工作等各種因素，制作時可分為三大類，一類是家用液體飲食加熱，功率較低，一般在300W-500W范圍。第二類是用在大容量體積的液體加熱，用于淋浴，功率為1000W—3000W。第三類是可用在工業用途：如蒸氣加熱、油、水等液體加熱，功率為4000W以上。功率大小根據使用要求選用不同的功率的管子制造。

2.4 結構

新型設計是提供一種結構簡單、安全性能比較好的便攜式液體加熱器。器具外殼結構、內部接線結構，元器件，外導線、內接線柱、螺釘、接頭都有良好的保護作用。

2.5 組件選型

新提供的便攜式液體加熱器，由插頭、電源線、溫控器、漏電保護器和發熱體組成，發熱體為電熱管，其特征在于：在電源線在串接帶有檢測漏電功能按鈕的漏電保護裝置。漏電保護裝置接在靠近插頭處，該漏電保護裝置為專用帶檢測功能的漏電保護器。

2.6 材料選用

在產品設計中所選用的材料選用應考慮到器具在使用中的物理和化學作用，在產品的結設計中不允許在使用過程中釋放出對人體和環境有害物質，液體加熱器在設計中采用含塑材料對老化，抗腐蝕性都有足夠的預算值。絕緣材料采用耐熱耐燃V0級防火材枓。

2.7 功能實現

可浸入任何容器里使用，把發熱體浸入水中或液體里，插上電源插頭，啟動電源，手按漏電保護裝置檢測按鈕，當按壓按鈕即斷開電源表示其可正常使用，重新啟動電源開關裝置。當水溫達到100℃時，溫控器會斷開電源，當溫度低于99℃時，溫控器會自動恢復導通電源，繼續工作。

2.8 優化后效果

新型攜帶浸入式液體加熱器在使用過程中，在結構上選擇了耐熱、耐燃材料，若發生材料老化，絕緣性能較差，不規范使用，誤操作，有漏電現象，溫控器失效，水燒干，短路等情況而潛在不安全隱患時，漏電保護控制裝置都會自動斷路，停止工作。使用過程時，本攜帶使用方便，安全性能高，有二級保護，有故障及潛在不安全隱患會及時自動切斷電源，還可根據故障大小判定產品使用壽命、材質好壞、絕緣性能，大大提高了產品安全可靠性。

3 安全技術指標性能檢測

3.1 電氣強度

3.1.1 電氣強度測試的基本原理

電氣強度測試是指對各種電器裝置、絕緣材料和絕緣結構的耐受電壓能力進行的測試。在不破壞絕緣材料的情況下，對絕緣材料或絕緣結構施加高壓的過程稱為耐壓試驗。其基本原理是：把一個高于正常工作的電壓加在被測設備的絕緣體上，并持續規定的時間。如果其絕緣性足夠好，加在上面的電壓就只會產生很小的漏電流。也就是說在規定時間內，其漏電電流保持在規定的范圍內，就可以確定被測定試品可以在正常的運行條件下安全運行。

3.1.2 測試方法

進行電氣強度測試時，技術規格不同的被測試品，測量標準也不同。對一般被測試品，電氣強度測試是測量火線與機殼之間的漏電流值，基本規定是：以兩倍于被測物的工作電壓再加1000V作為測試的標準電壓。部分產品的測試電壓可能高于這一規定值。按照國家標準的規定，測試電壓必須在60S內逐漸上升到所要求的試驗電壓值（例如3KV等），保證試驗電壓值穩定加在被測絕緣體上，此時所測回路的漏電流值與標準規定的泄漏電流值相比較，就可以判斷被測產品的絕緣性能是否符合標準。測試結束后，試驗電壓必須在規定的時間內逐漸在降至零。電氣強度耐壓值是反映產品絕緣性能的關鍵指標，電氣強度1000V/min不擊穿，實測值：通過1分鐘不被擊穿可判定為電氣強度合格。

3.2 接地電阻

3.2.1 檢測原理

用工作電壓220V，50Hz，測試電壓12V ，電流25A的電源測量電路的接地與金屬部件之間產生的電壓降與其所顯示的電流比值成比例的電阻值是接地電阻值。電流回路由壓降變壓器供電，通過回路的電流采用自耦調壓器調節電壓，達到調節電流保持25A數據。此時電流互感檢定出的電流輸送給電流變送器，電流變送器將交流電流信號轉換成直流電壓信號，在用數字儀表顯示出回路電流值，此時檢測回路的電阻與被試樣品比較獲得電壓信號，在經交直流電壓轉換器線性地轉換成直流電壓信號，由數字面板直接顯示式數字是被試樣品的接地電阻值。如所測試品顯示的接地電阻值大于規定設置值時，會顯示報警信號，如圖1-2所示，是一種低壓大電流測試裝置，通過轉換開關的轉換可測量出不同范圍的電阻值。

3.2.2 測試方法

設定接地電阻國家標準為小于100mA/電流25A/時間60S，接地電阻測試夾分別與被測試液體加熱器發熱體金屬管與插頭E極聯結，按下測試按鈕開始測試，實則值為65mA/25A。判定合格。

3.3 泄漏電流

工作原理

在額定電壓不超過250V的單相電器適應該儀器測試，泄漏電流是產品在外加電壓作用下經絕緣部分外流的一部分電流，它是衡量電氣安全性能的主要指標之一。

4結語

綜上所述，新型便攜浸入式液體加熱器攜帶使用方便，可浸入任何容器里使用，安全性能高，有二級保護，有故障及潛在不安全隱患會及時切斷電源，判定其使用效果壽命及安全性、材質好壞、絕緣性能，大大提高了產品安全可靠性。直接加熱使用時，熱效率高達到98%以上，使用方便，可在任何容器里使用，增加漏電保護、溫控器。選用先進的生產工藝控制、材料控制、檢測控制三大控制是保證產品質量穩定的最有效方法。按國家標準進行設計，制造、檢測可滿足產品的安全性能，技術性能，使用性能，是提高成品的合格率、降低安全風險，保障人民生命安全最有力措失。

參考文獻：

[1]張玉龍.電氣電子工程用塑料.化學工業出版社2003年版.

[2]王文超.家用電熱器具大全.中國計量出版社1989年版.