家電產(chǎn)品的安全防護設(shè)計

家電產(chǎn)品在現(xiàn)今的人類生活中，已成為不可或缺的產(chǎn)物。然而，這些產(chǎn)品在使用上，皆需藉助電力以產(chǎn)生熱能或動能，若設(shè)計不良或使用不當，將可能導(dǎo)致災(zāi)害的發(fā)生，進而造成生命財產(chǎn)的損失。日常生活的不幸案例時有耳聞，因此電器產(chǎn)品的保護設(shè)計益形重要。

家電產(chǎn)品的安全防護設(shè)計理論目前，在家電方面較常采用的UL標準計有UL982、UL1005、 UL1026、UL1082、UL1083、UL499、UL507 等。這些標準在安全要求方面，會因應(yīng)不同的產(chǎn)品種類而有所分別，但所運用的基本原則及概念卻是相同的。以下就UL 標準對家電產(chǎn)品的一般安全要求做一重點式的概略陳述，期待產(chǎn)品開發(fā)者在進行產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計時，有更清晰的概念。

安全防護設(shè)計一般安全原則
·家電的安全設(shè)計不僅須注意正常的使用狀態(tài)，亦需預(yù)估可能發(fā)生的故障問題、可能的誤用狀況及外在環(huán)境對產(chǎn)品的影響。 ·必須假設(shè)消費者并未接受任何有關(guān)辨識產(chǎn)品危險的訓練，也就是說，消費者隨時可能接觸產(chǎn)品的危險部位，因此須透過警告卷標或使用說明書，告知消費者正確的使用方法及可能因誤用而引發(fā)的危險。 ·另須考慮產(chǎn)品維修人員可能接觸的范圍，故必須在維修手冊中標明產(chǎn)品應(yīng)先去除電氣及機械危害后，才可進行維修，同時標明維修人員必須具備的防護器具，并于產(chǎn)品的明顯位置加上警告卷標。
電器產(chǎn)品的五大潛在危險及相應(yīng)的防護設(shè)計使用電器產(chǎn)品時所可能發(fā)生的危險不外乎是觸電、能量、火災(zāi)、高溫、機械等五大項，在此就各項危險的防護措施簡單說明。
1. 觸電的防護觸電是因電流流經(jīng)人體而產(chǎn)生，對于人的生理機能影響可依電流量、時間、及流經(jīng)人體的路徑而定。大約0.5 微安的電流即會影響健康，而更高的電流則會造成如灼傷或心室顫動等傷害。觸電可能產(chǎn)生的原因包括使用者接觸危險電壓的裸露部位、零件之間的絕緣失效、或使用者會接觸的絕緣失效。 預(yù)防觸電的方法：

·提供基本的絕緣，并且將可接觸到的導(dǎo)線及線路接地。 ·使用可靠的固定或鎖定的外殼，以及安全內(nèi)斷開關(guān)等。 ·提供過電流保護。 ·在零件間提供接地的金屬保護幕、或在零件間提供雙層或增強的絕緣。 ·使用者可碰觸部位的絕緣必須通過機械強度及耐高壓測試。 檢測方式：可利用漏電電流測試儀及耐壓測試儀來測量與觸電有關(guān)的漏電電流及絕緣效果。
2. 能量危險的防護能量危險的產(chǎn)生可能是經(jīng)由高電流供應(yīng)器、或高電容線路的相鄰端短路所引起，可造成燃燒、電弧、或熱融化的金屬噴出。在此種情況下，即使產(chǎn)品的線路上仍是可觸摸的安全電壓，但仍可能造成 危險。預(yù)防能量危險的方法：采用隔離、防護罩、或提供安全內(nèi)斷開關(guān)等。能量檢測方式：可藉異常操作測試及零件短路測試來判斷。
3.火災(zāi)的防護產(chǎn)品在正常操作下，或由于過負載、零件失效、絕緣失效、接頭松脫等情況而產(chǎn)生超過材料或零件所能正常承受的溫度，均可能導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。因此產(chǎn)品設(shè)計須預(yù)防內(nèi)部過溫的發(fā)生，即使產(chǎn)生火源亦不會擴散至鄰近地方，亦不會造成外圍設(shè)備的損壞。 預(yù)防火災(zāi)的方法： ·提供產(chǎn)品的過電流保護。 ·依產(chǎn)品實際用途，采用適當?shù)姆阑鸩牧稀?·選擇適當?shù)牧愀郊拔锪?，以避免因高溫造成的火?zāi)意外。 ·使用防護燃燒性物料，將之與起火源隔離。 ·使用適當防火外殼，以阻絕或避免產(chǎn)品內(nèi)部起火時所產(chǎn)生的火源擴散。 火災(zāi)檢測方式：可藉溫升測試、異常操作測試及零件短路測試判斷產(chǎn)品出現(xiàn)過溫時，是否會造成危險。
4.高溫的防護產(chǎn)品正常操作時所產(chǎn)生的高溫，可能會導(dǎo)致使用者接觸高熱部位時造成灼傷、并使產(chǎn)品降低絕緣功能及關(guān)鍵零件的安全性、以及點燃產(chǎn)品的易燃性液體或氣體。預(yù)防高溫的方法： ·在使用者可接觸的產(chǎn)品區(qū)域，采取避免產(chǎn)生高溫的措施。 ·避免溫度超過液體的燃點。 ·若接觸熱區(qū)域是無法避免的話，則必須加上警告使用者的卷標。 高溫的檢測方式：可藉溫升測試仿真可能發(fā)生的最壞狀況，以進一步判斷是否會造成危險。

5.機械危險的防護機械危險的來源包括產(chǎn)品的尖銳邊緣及邊角、具潛在性危險的移動或旋轉(zhuǎn)零件、不穩(wěn)定的產(chǎn)品裝備、以及由破裂零件所飛出的物體等。預(yù)防機械危險的方法： ·將產(chǎn)品的尖銳邊緣及邊角磨圓。 ·產(chǎn)品外部提供遮蔽措施。 ·安全內(nèi)斷開關(guān)的設(shè)計。 ·無支撐的產(chǎn)品部分必須有充分的穩(wěn)定性。 ·若無法避免使用者的接觸，必須提供警告卷標。 機械危險的檢測方式：可藉由結(jié)構(gòu)檢查、正常操作測試、異常操作測試及零件短路測試來判斷產(chǎn)品的危險程度。
外殼的設(shè)計
1. 產(chǎn)品的外殼可依其功能分為三大類： ·防電外殼：防止觸碰具有高電壓或高能量的線路或電訊線路。 ·防火外殼：防止在內(nèi)部產(chǎn)生的火焰延燃至外部，并將擴散程度減至最低。 ·機械外殼：減少因機械或其它物理性損害所造成的危險傷害。
2. 產(chǎn)品外殼的物料及檢測方式： ·金屬外殼：其厚度、剛性強度、抗銹、材料阻抗、與危險電壓間距、或接地，均需符合標準。該物料的檢測方式計有沖擊測試、推力測試、接地導(dǎo)通測試、耐壓測試、墜落測試、銳邊測試及穩(wěn)度測試。 · 塑料外殼：其強度、操作溫度、耐燃等級及電氣特性等均需符合標準。本物料的檢測方式包括沖擊測試、墜落測試、球壓墜落測試、穩(wěn)度測試及熱應(yīng)力釋放變形測試。 電源線的設(shè)計1. 電源的導(dǎo)線一般可分為火線、中性線及地線，設(shè)計上所需注意的事項包括： ·火線和中性線皆為帶電體。 ·地線與大地同電位，為非帶電體。 ·火線通常為黑色；中性線通常為白色；地線通常為綠色。
2.UL 安全要求： ·電源火線需接到產(chǎn)品主開關(guān)、主保險絲及標準插頭細邊葉片。 ·電源中性線需接到產(chǎn)品標準插頭寬邊葉片。

·標準接地插頭的頭型，接地端子有先進后出的設(shè)計。 ·使用電源線與延長線時需注意： ·按產(chǎn)品額定電流選擇適當?shù)木€號，最低線號是18AWG。 ·電源線的額定電壓、電流須不低于產(chǎn)品的額定電壓、電流。 ·可于額定負載連續(xù)使用達三小時以上之產(chǎn)品，插頭的額定電流須為產(chǎn)品額定電流之125%。 ·成品標準的長度限制。 ·接地型電源線須使用接地型延長線。o 在兒童可能拉扯到的地方，避免電源線或延長線自桌上垂掛。 家電產(chǎn)品的未來安全發(fā)展趨勢科技發(fā)展日新月異，家電產(chǎn)品走向便利生活的設(shè)計趨勢，許多智能型與多功能型的產(chǎn)品因應(yīng)而生，例如從磨豆到?jīng)_泡咖啡的一機多用 咖啡機；多功能食物處理機，從切片、研磨、攪拌、榨汁到碎冰，一應(yīng)俱全；此外，智能型的家電提供各種自動操作模式及安全防護...然而，這些人工智能結(jié)晶的新產(chǎn)品在設(shè)計研發(fā)的階段，其安全防護設(shè)計亦須兼顧各相關(guān)標準的安全要求。為了配合新科技的不斷涌現(xiàn)，本文特地歸納幾項未來UL 最具重要性的發(fā)展，
供產(chǎn)品設(shè)計者參考：
1. 與IEC/CSA 標準整合：為了與加拿大及歐盟電工法規(guī) (IEC) 整合，UL 目前著手發(fā)展的家電產(chǎn)品新安全標準已經(jīng)達到與 CSA 共同研訂的目標；此外，針對IEC 的要求，現(xiàn)在亦采取逐步合并的做法。以UL1005 的電熨斗安全標準為例，UL 已宣布自2009 年開始可同步接受UL1005 及 UL60335-2-3 的認證申請；而自2011 年，UL60335-2-3 則將取代UL1005。此舉將可逐步降低產(chǎn)品的安全認證成本。
2. 環(huán)保設(shè)計的要求： 因應(yīng)環(huán)保需要，UL 針對歐盟2006 年將強制執(zhí)行的RoHS 有害物質(zhì)限制使用指引，規(guī)劃了可滿足整體行產(chǎn)供應(yīng)鏈的全套解決方案，協(xié)助業(yè)者符合環(huán)保要求。
3. 與信息科技產(chǎn)品結(jié)合的安全考慮：身處于今日的信息時代，生活產(chǎn)品亦逐漸朝向自動化與系統(tǒng)化發(fā)展，因此，未來家電產(chǎn)品的防護設(shè)計必須與信息科技產(chǎn)品的安全設(shè)計互相結(jié)合。家電產(chǎn)品的防護設(shè)計牽涉廣泛，本文僅例舉一般性的其中四項原則做概略介紹，然而各種不同的產(chǎn)品尚有其它特別要求，必須依據(jù)適用的標準再詳細探討.

我國電器安全要求等級
各類家用電器均有安全標準，消費者應(yīng)嚴格按使用要求操作，才可避免事故的發(fā)生。國家對常用電器安全要求共分0類、01類、Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類五個大類。
0類：這類電器只靠工作絕緣，使帶電部分與外殼隔離，沒有接地要求。這類電器主要用于人們接觸不到的地方，如熒光燈的整流器等電器。所以這類電器的安全要求不高。 01類：這類電器有工作絕緣，有接地端子可以接地或不接地使用。如用于干燥環(huán)境(木質(zhì)地板的室內(nèi))時可以不接地，否則應(yīng)予接地，如電烙鐵等。 Ⅰ類：有工作絕緣，有接地端子和接地線規(guī)定必須接地和接零。接地線必須使用外表為黃綠雙色的銅芯絕緣導(dǎo)線，在器具引出處應(yīng)有防止松動的夾緊裝置，接觸電阻應(yīng)不大于0.1Ω。 Ⅱ類：這類電器采用雙重絕緣或加強絕緣要求，沒有接地要求。所謂雙重絕緣是指除有工作絕緣外，尚有獨立的保護絕緣或有效的電器隔離。這類電器的安全程度高，可用于與人體皮膚相接觸的器具，如：電推剪、電熱梳等。 Ⅲ類：使用安全電壓(50V以下)的各種電器，如剃須刀、電熱梳、電熱毯等電器，在沒有安全接地又不干燥絕緣環(huán)境的情況下，必須使用安全電壓型的產(chǎn)品。