断熱材と家電製品の安全性

断熱材と家電製品の安全性

1. 断熱材の性能
家電製品における絶縁材の使用は電気製品の品質や性能に関係しており、電気製品において絶縁材が重要な役割を果たしているのは間違いありません。 家電製品にはさまざまな種類があり、製品ごとに断熱材に対する要件が異なります。 ただし、家電製品の安全性を確保するために、家電製品に使用される断熱材は次の要件を満たす必要があります。

A. 良好な誘電特性
抵抗、漏れ電流、誘電率、絶縁耐力、誘電損失などの絶縁材料の誘電特性は、印加電圧条件下での誘電特性と絶縁品質の変化を表すために使用されます。 どのような絶縁材料であっても、電圧が印加されると絶縁材料を介して漏れ電流が流れます。 このプロセス中に、絶縁材料の表面で電流が受ける抵抗が表面抵抗であり、その抵抗値は通常107〜108Ωの間です。 絶縁体を通過するときの媒体の抵抗は体積抵抗です。 同じ条件下では、体積抵抗は表面抵抗よりも大きくなります。 誘電率は、誘電体の存在下での 2 つのプレート間の静電容量と真空状態での静電容量の増加です。 絶縁材料が電気的破壊に耐える能力は耐電圧と呼ばれ、誘電損失は印加電圧下で誘電体を加熱する際に消費される電気エネルギーです。 日常使用では、ほこりや湿気が絶縁材料の誘電特性に影響を与える可能性があります。

b. 優れた耐熱性と難燃性
電化製品の使用中は電流が流れ続けるため、長期間連続使用すると電化製品の温度が上昇します。 断熱材の外気温が上昇すると、断熱材自体の導電率が上昇し、断熱性能の低下が大幅に軽減されます。 その結果、絶縁材が軟化して発火する危険性があり、機器全体、さらには使用されている回路システム全体に壊滅的な損傷を与える可能性があります。 したがって、絶縁材料には基本的な抵抗特性に加えて、高温での耐熱性と難燃性も必要です。

C. 優れた老化防止特性
断熱材が長期使用中に熱、電磁場、光、酸化、機械的力、微生物などにより損傷すると、減価償却費が発生します。 この減価償却費により、断熱材の断熱性能や断熱強度は徐々に低下していきます。 電気と熱は、断熱材の劣化に影響を与える 2 つの最も重要な要因です。 したがって、長期使用後の断熱材の耐老化性は家電製品の耐用年数に直接影響します。

d. 優れた防湿性能
電気製品を使用する場合、一般的に防湿対策が行われます。 湿気により回路全体がショートする可能性があります。 物理媒体である断熱材は、その加工プロセスにより亀裂や毛細管が発生する場合があります。 断熱材の外部環境が比較的湿っている場合、水分子がこれらの細い線や細孔を通って断熱材に侵入する可能性があります。 絶縁材が湿ると、絶縁性能に影響を与えるだけでなく、徐々に絶縁材が腐食し、電気機器全体の絶縁性能が低下し、安全指数が低下します。

2. 標準的な安全要件
家電製品の開発と普及は、社会に多大な利益をもたらしました。 家事の負担が軽減され、ユーザーは勉強、娯楽、休息の時間を増やすことができ、利便性が高まります。 しかし、電気製品は火災、感電、有害な光線、電磁妨害など、人体に多くの危険をもたらします。その中でも火災は最も危険であり、人の生命と財産の安全に直接関係します。 したがって、家庭用電化製品の安全機能は特に重要です。 私の国の GB4706 シリーズ規格には、家庭用電化製品の安全特性に関する厳しい規制があります。 絶縁材料の安全要件については、規格と併せて以下に説明します。

(1) 電気的性能の安全性要求事項
電気製品において、絶縁材料の役割は、エネルギー変換のために異なる電位と極性の導電性部分を相互に絶縁することです。 絶縁材料は、電気機器の動作中に電界の影響を受けます。 絶縁材料は、電気製品が正常に動作できるかどうかにある程度決定的な役割を果たします。 絶縁材料の抵抗率が大きいほど絶縁性能が良くなり、漏れ電流が小さくなります。 GB4706 の第 13 章「動作温度での機器の漏れ電流と電気的強度」では、動作温度での機器の電気的性能のテストについて規定しています。 漏れ電流とは、一般に、高直流電圧の作用下で絶縁部品を流れる電流を指します。 漏れ電流の測定は絶縁抵抗の測定と本質的に同じであり、どちらも電気製品の絶縁状態をある程度反映できます。 規格の第 29 章では、さまざまな材料グループの漏れ抵抗指数を制限しています。 漏洩始動抵抗試験は、固体絶縁材料が短時間で漏洩始動に耐える能力を識別し、安全性を確保するために、絶縁材料が漏洩痕跡を形成するかどうかをテストするための非常に過酷な条件をシミュレートする加速試験です。特定の環境条件下での製品の使用。 規格の第 29 章では、さまざまな材料グループの漏れ抵抗指数を制限しています。 漏洩始動抵抗試験は、固体絶縁材料が短時間で漏洩始動に耐える能力を識別し、安全性を確保するために、絶縁材料が漏洩痕跡を形成するかどうかをテストするための非常に過酷な条件をシミュレートする加速試験です。特定の環境条件下での製品の使用。 規格の第 29 章では、さまざまな材料グループの漏れ抵抗指数を制限しています。 漏洩始動抵抗試験は、固体絶縁材料が短時間で漏洩始動に耐える能力を識別し、安全性を確保するために、絶縁材料が漏洩痕跡を形成するかどうかをテストするための非常に過酷な条件をシミュレートする加速試験です。特定の環境条件下での製品の使用。

(2) 機械的性能の安全要求事項
絶縁材料で作られた部品とその構造は、外力に耐える十分な機械的強度を備えている必要があります。 機械的強度とは、単位面積が外力を受けたときに耐えられる最大荷重を指します。 GB4706 の第 21 章では特に機械的強度テストを実施しており、テスト後に機器の電気的性能が影響を受けることはありません。 一般規格の第 21.2 条では、容易にアクセスできる部品の固体絶縁は鋭利な工具による穴を防ぐのに十分な強度を持つ必要があると規定しています。 したがって、絶縁材料の機械的特性は無視できません。

(3) 耐熱性および難燃性の安全性要件
電気製品は通常使用中に発熱し、絶縁材部分の発熱温度が上昇し、絶縁材の導電率が上昇し絶縁性能が低下します。 同時に、温度が高すぎると断熱材部分も軟化してしまいます。 経年劣化さえも機械的特性を低下させます。 場合によっては、断熱材が火災の危険を引き起こす可能性もあります。 したがって、使用上の安全性を確保するために、断熱材には一定の耐熱性と難燃性が必要です。 GB4706 一般規格 30.1: 非金属材料で作られた外部部品の場合、追加の絶縁をサポートするために使用される熱可塑性材料の部品 充電部 (コネクタを含む) をサポートするために使用される強化絶縁材料。その劣化により、機器が規格に準拠できなくなる可能性があります。この規格は完全に耐熱性のものでなければなりません。 認定は、関連部品のボール圧力テストを実施することによって決定されます。 規格 30.2 では、点火と火炎の延焼を必要とする装置に使用される非金属材料の部品は耐性がなければなりません。 このうち、試験 30.2.2 および 30.2.3 は、通電接続の絶縁材料コンポーネントに対して実行される特別な試験です。 絶縁材料の難燃性能は、一般的に電線の焼損試験によって判断されます。 認定は、関連部品のボール圧力テストを実施することによって決定されます。 規格 30.2 では、点火と火炎の延焼を必要とする装置に使用される非金属材料の部品は耐性がなければなりません。 このうち、試験 30.2.2 および 30.2.3 は、通電接続の絶縁材料コンポーネントに対して実行される特別な試験です。 絶縁材料の難燃性能は、一般的に電線の焼損試験によって判断されます。 認定は、関連部品のボール圧力テストを実施することによって決定されます。 規格 30.2 では、点火と火炎の延焼を必要とする装置に使用される非金属材料の部品は耐性がなければなりません。 このうち、試験 30.2.2 および 30.2.3 は、通電接続の絶縁材料コンポーネントに対して実行される特別な試験です。 絶縁材料の難燃性能は、一般的に電線の焼損試験によって判断されます。

(4) 防湿安全要求事項
断熱材の成分には微視的には毛細管や亀裂が存在します。 水の分子の直径はこの毛細管の細孔や亀裂に比べてはるかに小さいため、断熱材は水分子によって容易に浸透されます。 水分中の水分子は、結露、吸着、吸収、拡散、呼吸などにより絶縁材内に侵入します。絶縁材が水分を吸収すると、絶縁性能が大幅に低下し、電気製品の電気的性能に損傷を与えます。 したがって、電気製品は、良好な電気的性能を維持し、安全保護を提供するために十分な防湿特性を備えている必要があります。 GB4706 の第 15 章は、起こり得る湿潤条件下でのさまざまな機器の安全要件に関するものです。

要約すると、断熱材の性能は家電製品の安全特性と密接に関係しています。 したがって、断熱材を選択する際には、断熱材の品質を確保するとともに、家電製品の使用状況などを考慮する必要があり、家電製品の使用中および長期にわたる安全性を確保する必要があります。