程国明;周建锋
【摘 要】目前使用负离子发生器、静电除尘器的家电产品很多,如空气净化器、冷风扇、加湿器等,负离子发生器和静电除尘器的工作原理大致相同.本文对带有负离子发生器的家电产品的检测方法进行分析,并以空气净化器为例进行相关试验.
【期刊名称】《家电科技》
【年(卷),期】2017(000)004
【总页数】4页(P46-49)
【关键词】陈宝琛负离子发生器;静电除尘器;保护阻抗
【作 者】程国明;周建锋
【作者单位】娱乐之最强炮王系统广州新益检验认证技术有限公司 广东广州510000;南德认证检测(中国)有限公司广州分公司 广东广州510000
【正文语种】中 文
随着人们对居住环境和生活质量提出了新的要求，离子发生器越来越多地应用到家电产品中。目前产生离子的方法有很多种，最常用的方法是电晕放电法。
以负离子发生器为例，该装置将输入的直流或交流电经一系列处理后得到纯净的直流负高压，将直流负高压连接到金属或碳元素制作的释放尖端，利用尖端直流高压产生高电晕，高速地放出大量的电子(e-)，而电子无法长时间存在于空气中，立刻会被空气中的氧分子(O2)捕捉，从而生成空气负离子。
离子发生器若远离使用者将无实际效果，而根据其发生原理，若贴近使用者将有高压危险，那么如何避免其产生的高压对人体产生危险呢，本文将从标准出发并实际验证分析其测试方法。 本文以实验室遇到的一款空气净化器为例进行分析。该空气净化器为I类器具，但负离子发生器电极附近无接地的金属外壳防护，负离子发生器输入为12VDC，输出电压为-10kVDC。如图1，红圈内为负离子发生器的两个放电电极，那么如何确保负离子发生器的高压端不会对人产生危险呢，首先我们以标准规定的常规方法进行检测。 根据空气净化器通用标准GB 4706.1（idt IEC 60335-1）和特殊标准GB 4706.45（idt IEC 60335-2-65）的要求，负离子发生器需满足防触电、电气强度、电气间隙和爬电距离的要求。 2.1 判定负离子发生器是否满足防触电、电气强度、电气间隙和爬电距离的要求
2.1.1 防触电
使用负离子发生器的产品既有I类器具，也有II类器具。对I类器具，如果触及负离子发生器的输出端首先接触到接地的金属外壳或金属挡板，则使用B型试验探棒应不能触及负离子发生器的输出端。否则，对负离子发生器应按II类结构进行检测。
对处于II类器具和II类结构中的负离子发生器，使用13号试验探棒应不能触及负离子发生器的输出端。
本文分析的负离子发生器电极附近无接地的金属外壳防护，所以应按II类结构进行测试。由于其输出端外面还有一层绝缘外壳进行防护，且绝缘外壳的缝隙较小，使用13号试验探棒不能触及负离子发生器的输出端，因此满足防触电的要求。
2.1.2 电气强度
2.1.2.1 通标要求
对I类器具，如果触及负离子发生器的输出端首先接触到接地的金属外壳或金属挡板，则对负离子发生器进行基本绝缘的电气强度测试。对处于II类器具和II类结构中的负离子发生器，对负离子发生器进行加强绝缘的电气强度测试。不管是基本绝缘还是加强绝缘，都应考虑负离子发生器的工作电压。
本文分析的负离子发生器所在位置为II类结构，其高压输出端与易触及绝缘部件之间应满足加强绝缘要求。实测其输出电压为-9.4KV，根据表4，其试验电压应该为2.4U+2400V=24.96KV，实验室的耐压试验仪的量程不能满足要求，此条未进行检测，且样品能否经受如此高的电压冲击，结果无法预估。
索爱mp42.1.2.2 特标要求
除了通标要求，GB 4706.45（idt IEC 60335-2-65）的16.101条对高压发生器的电气强度试验还有特殊要求，在变压器的原边端子处施加一高于额定频率的正弦波电压，在变压器
副边绕组中产生两倍的工作电压。试验的持续时间为：对于不高于两倍额定频率的试验频率为60s，对于更高的试验频率为120×（额定频率/试验频率）s，至少为15s，不应出现击穿。
第三方环境检测机构管理实测负离子发生器输出端的工作电压为-9.4kV，试验时，对负离子发生器的输入端施加一正弦波电压，在负离子发生器输出端中产生-18.8kV的工作电压，离子发生器未出现击穿现象。
2.1.3 电气间隙和爬电距离的要求
第二代测序本文分析的负离子发生器所在位置为II类结构，其高压输出端与易触及绝缘部件之间应满足加强绝缘要求。其输出电压为直流，且远大于额定电压，其电气间隙和爬电距离要求分别如2.1.3.1和2.1.3.2所示。
2.1.3.1 电气间隙
由于负离子发生器的工作电压大于空气净化器的额定电压，电气间隙测试应考虑标准中29.1.5的要求。且由于现行GB 4706.1和IEC 60335-1要求有所不同，测试负离子发生器的
电气间隙应区分两个标准。
对GB 4706.1标准，对工作电压大于额定电压的情况，用于确定标准中表16的电气间隙的电压应是额定脉冲电压与工作电压峰值和额定电压峰值之差的和。也就是额定脉冲电压=原额定脉冲电压+（工作电压-额定电压）。
对IEC 60335-1标准，由于负离子发生器的输出电压为直流，小于30KHz，因此电气间隙的限值应基于标准中表16或标准IEC 60664-1中表F.7a，两者取较大值。
实测负离子发生器输出端的工作电压为-9.4kV。对GB 4706.1标准，其用于确定电气间隙的脉冲电压为：2500V+（9.4kV-220V）=11680V，已经超过标准中表16的最大额定脉冲电压10000V。依据标准GB 4706.1第29.1.5的注2，如果用于确定电气间隙的工作电压大于10000V，则在GB/T 16935.1（idt IEC 60664-1）中表2（应为表F.2）指明的A类电器间隙值适用。查询标准中表F.2并通过插值法确认其在此工作电压下基本绝缘的电气间隙要求值约为13.5mm，加强绝缘应为基本绝缘要求值的160%，也就是21.6mm，实测电气间隙值8.4mm，不满足标准要求。
对IEC 60335-1标准，由于其限值为标准中表16或标准IEC 60664-1中表F.7a中的较大者，不管IEC 60335-1标准中表16的规定值是较小还是较大者，该负离子发生器均不满足要求。
2.1.3.2 爬电距离
爬电距离应符合标准GB 4706.1（idt IEC 60335-1）中表17的规定，根据工作电压确定其限值。
依据标准中表17，该负离子发生器工作电压为-9.4kV，污染等级为3，材料组类别为IIIa/IIIb的基本绝缘爬电距离为125mm，加强绝缘为其两倍也就是250mm，该负离子发生器也不能满足要求。红账簿
2.1.4 结论
综上所述，使用该负离子发生器的空气净化器，防触电和特标电气强度满足标准要求，通标电气强度无法测试，电气间隙和爬电距离不满足标准要求。可见，使用常规方法试验不能完全满足标准的要求。
因此，在设计负离子发生器时，设计者通常在负离子发生器的输出端增加保护阻抗，使其满足标准要求。下面我们看看通过保护阻抗，负离子发生器是如何满足标准要求的。
2.2 负离子发生器通过保护阻抗与电源连接，且满足标准对保护阻抗的要求
首先，应根据标准GB 4706.1（idt IEC 60335-1）中的8.1.4条款判断负离子发生器的输出不是带电部件，且符合标准22章对保护阻抗的要求。
负离子发生器的简易结构如图2，AB为负离子发生器的电源输入端，DC为负离子发生器的正负离子产生端。
2.2.1 标准GB 4706.1（idt IEC 60335-1）的8.1.4要求
根据标准中的8.1.4，如果负离子发生器的输出端通过保护阻抗与电源连接，与电源之间的电流，对直流电流不超过2mA，对交流峰值不超过0.7mA。且对峰值电压大于42.4V，小于或等于450V的，其电容量不应超过0.1uF；对峰值电压大于450V，小于或等于15KV的，其放电量不应超过45μC；对峰值电压大于15KV的，其放电电能应不超过350mJ，可以认为负离子发生器的输出端是不带电的。
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