實(shí)驗(yàn)室工程師知識(shí)點(diǎn)分享:電熱毯的安全和性能要求評(píng)析,避免踩坑!
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電熱毯是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的床上取暖器具,所以有廣闊的市場。電熱毯結(jié)構(gòu)看起來簡單,所以生產(chǎn)電熱毯的小廠和作坊很多。
有需求就有市場,有市場就有生產(chǎn)供應(yīng)。如何既滿足市場需求又盡量少發(fā)生或者完全杜絕電熱毯事故發(fā)生,這就需要重視電熱毯的安全指標(biāo)和性能要求。使電熱毯安全、舒適、可靠、耐用是國家標(biāo)準(zhǔn)也是用戶要求,同時(shí)也是生產(chǎn)企業(yè)的長期利益所在。
1電熱毯的安全性
依據(jù)GB4706.8-2003標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容,電熱毯的安全性內(nèi)容包含三個(gè)方面,即電方面的、熱方面的和機(jī)械強(qiáng)度方面的。生產(chǎn)企業(yè)一般注重電方面的安全,而對(duì)熱和機(jī)械強(qiáng)度方面的安全不夠重視,所以多數(shù)事故是電熱毯燃燒,返修的電熱毯多數(shù)是發(fā)熱線斷絲和控制器損壞。
1.1電的安全性指標(biāo)主要是①防觸電保護(hù):試驗(yàn)指和試驗(yàn)銷不能觸及器具的帶電部件。②在233V~236V電壓的工作溫度下的泄漏電流≤1mA/m2,電氣強(qiáng)度≥3750V/min。(注:233V針對(duì)控溫型,236V針對(duì)非控溫型,以下同。)③在233V~236V電壓下潮濕狀態(tài)的泄漏電流≤5mA/m2,電氣強(qiáng)度≥3750V/min。按目前國內(nèi)的PVC材料性能和企業(yè)的接頭加工工藝,一般企業(yè)都能達(dá)到以上標(biāo)準(zhǔn)要求。但也有少數(shù)企業(yè)為了節(jié)約成本,簡化工藝,滿足不了潮態(tài)泄漏和電氣強(qiáng)度的要求。
1.2熱的關(guān)鍵性安全指標(biāo)主要是①在233V~236V的工作電壓下,自控型的發(fā)熱元件溫度≤95℃,調(diào)溫型的發(fā)熱元件溫升≤80K。電熱毯表面溫度≤60℃。②在242V~245V工作電壓下的5層折疊溫度≤160oC或溫升≤145K,試驗(yàn)后要能經(jīng)受3750V/min耐壓。若靠熔斷器因短路而斷開,則要以198V~202V電壓供電再做3次。③控制裝置中(含柔性部件中的溫控器)的元件逐一開路和逐一短路條件下按11章進(jìn)行熱沖擊試驗(yàn),發(fā)熱表面溫度≤60℃。④發(fā)熱元件在230℃硅油中的防閃弧的試驗(yàn)≤1W/30s。⑤非金屬材料的外部部件和支撐帶電部件的絕緣材料在烘箱中的球壓試驗(yàn)在75℃+2℃,125oC+2℃烘箱中放1h后,其壓痕直徑≤φ2mm。以上安全性指標(biāo)對(duì)防止電熱毯起火事故的發(fā)生、防止發(fā)熱元件老化而降低電氣性能有至關(guān)重要的作用。是否達(dá)到這些指標(biāo)可以通過實(shí)驗(yàn)來證明,生產(chǎn)企業(yè)必須對(duì)這些指標(biāo)引起重視。至于其他指標(biāo),如毯體面料的火花點(diǎn)燃試驗(yàn)、非金屬材料部件的灼熱絲試驗(yàn)、發(fā)熱元件和內(nèi)部布線的酒精燈點(diǎn)燃試驗(yàn)等,因?yàn)槟壳皣鴥?nèi)的滌綸材料,PVC材料,玻纖增強(qiáng)尼龍材料等都能滿足要求,而且試驗(yàn)費(fèi)時(shí)且麻煩,檢測(cè)部門的檢測(cè)報(bào)告中一般沒有這些項(xiàng)目。但作為生產(chǎn)企業(yè),自己的產(chǎn)品是否達(dá)到要求,也應(yīng)心中有數(shù)。
1.3機(jī)械強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)方面的安全指標(biāo)①柔性部件的4000次動(dòng)負(fù)載試驗(yàn),其間還要連續(xù)工作500h。這一條是很苛刻而且費(fèi)時(shí)的試驗(yàn)要求。嚴(yán)格地說,很多企業(yè)的針刺無紡布結(jié)構(gòu)是難過這一關(guān)的,只不過從報(bào)告上看,認(rèn)為自己的產(chǎn)品都合格。②對(duì)針刺毯體(結(jié)合外套)的剝離強(qiáng)度要求1.25kg/1h?20℃,1.25kg/1h?80℃。③對(duì)控制裝置彈簧沖擊測(cè)試0.5J±0.04J/3次;跌落試驗(yàn)。④發(fā)熱元件25000次彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)。⑤若11章發(fā)熱試驗(yàn)中發(fā)熱元件的溫度≥75℃或溫升≥50K。19章非正常工作試驗(yàn)中發(fā)熱元件的溫度≥135℃或溫升≥110K時(shí)(注:a242V和≤160℃針對(duì)自動(dòng)控溫型,245V和≤145K針對(duì)非控溫型; b≥75℃和≥135℃針對(duì)自動(dòng)控溫型,≥50K和≥110K針對(duì)非控溫型),發(fā)熱元件的塑料絕緣層要在125℃的烘箱中加熱336h經(jīng)受熱收縮試驗(yàn)和熱開裂試驗(yàn),這一項(xiàng)要求很嚴(yán),而且很難滿足。的解決辦法是設(shè)計(jì)電熱毯時(shí),讓電熱毯中的發(fā)熱元件的溫度<75℃,非正常工作時(shí)不要超過135℃。⑥任何在短路發(fā)生時(shí)會(huì)斷開的熔斷絲或熱熔斷器都不能由用戶來進(jìn)行更換。當(dāng)前有很多企業(yè)都利用雙層發(fā)熱線和保險(xiǎn)絲或保險(xiǎn)管來防止異常超溫,以達(dá)到防止燃燒事故的目的。但當(dāng)用戶自己換了一個(gè)不適當(dāng)?shù)谋kU(xiǎn)絲后,本來已經(jīng)被保護(hù)了的電熱毯,此時(shí)可能會(huì)燃燒,而且用戶要求企業(yè)負(fù)責(zé)。解決的辦法是用異型螺釘,用戶無法用普通的螺絲刀打開控制器,即使打開也容易被發(fā)現(xiàn),同時(shí)在說明書的注意事項(xiàng)中注明用戶不能自己調(diào)換熔斷絲。⑦開關(guān)帶負(fù)載6000次通斷試驗(yàn)。⑧電源線入口處10000次彎折試驗(yàn)。
以上談到的三方面安全性指標(biāo)、熱的安全性指標(biāo)是當(dāng)前的技術(shù)難點(diǎn)。按目前我國的原材料水平和電熱毯生產(chǎn)技術(shù),只要企業(yè)認(rèn)真對(duì)待,都是能達(dá)到的,但會(huì)增加生產(chǎn)成本、質(zhì)量成本和管理成本。很多企業(yè)根本就沒有要添置各種試驗(yàn)和檢測(cè)設(shè)備的想法,生產(chǎn)許可證實(shí)施細(xì)則也沒有嚴(yán)格要求,企業(yè)怎么能保證自己的產(chǎn)品都能達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)要求呢?
但GB4706.8標(biāo)準(zhǔn)中第3章總體要求是:器具的結(jié)構(gòu)應(yīng)使其正常使用中安全地工作,即使在正常使用中出現(xiàn)可能的疏忽,也不引起對(duì)人員和周圍環(huán)境的危險(xiǎn)。也就是說,產(chǎn)品非正常使用中可以自身損壞,但不能燃燒起來損壞其它物品、危及人員的安全。如果出了事故,生產(chǎn)企業(yè)是要承擔(dān)責(zé)任的。企業(yè)的產(chǎn)品若不達(dá)到安全指標(biāo)要求會(huì)給企業(yè)自身埋下隱患,Zui終會(huì)自食其果。
2電熱毯的主要性能要求
2.1溫升和溫升速度
使用者都希望溫升快,剛上床時(shí)感覺要很暖和。設(shè)計(jì)電熱毯時(shí),若要升溫快就要功率密度大。功率密度大而沒有控溫裝置,發(fā)熱元件和毯面溫度就高,很難滿足11章發(fā)熱和19章非正常工作的要求。建議調(diào)溫毯的功率密度在55W~60W/m2比較合適、控溫毯的功率密度可以控制在70W~90W/m2。不過功率大,發(fā)熱絲的表面負(fù)荷不能大,發(fā)熱線也必須長,否則發(fā)熱線上的溫度超過75℃,要經(jīng)受125℃/336h的熱收縮和熱開裂試驗(yàn),很難通過,而且發(fā)熱線也容易老化。
2.2溫度,溫度均勻性和溫區(qū)分布
溫均性越好,使用者越感覺舒適。但企業(yè)為了節(jié)約成本,都不愿意把發(fā)熱線加長,造成溫均性不好。按照人體生理需要,腳部需要的溫度應(yīng)比背部需要的溫度高,一般要差8℃~12℃。若背部溫度高,特別是中青年人,背心容易出汗,早上起床有口干舌燥之感。另外,不同年齡段的人和不同體質(zhì)的人對(duì)溫度需要也不同。例如年輕人在22℃~24℃下睡覺比較舒適,中年人在26℃~28℃下感覺比較舒適,而老年人一般要在28~31℃下睡覺才感覺暖和。要滿足這些要求,的解決辦法是設(shè)計(jì)生產(chǎn)在18℃~55℃范圍內(nèi)可任意調(diào)節(jié)溫度的控溫型多溫區(qū)電熱毯。
人們生活水平提高了,消費(fèi)需求在升級(jí),電熱毯的使用性能會(huì)被越來越重視。生產(chǎn)企業(yè)注重提高電熱毯的使用性能,再適當(dāng)引導(dǎo)和宣傳,對(duì)企業(yè)是很有利的。
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