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智能音箱电气安全风险分析

作者:李涛,韩文聪,代頔梓,刘铭威(成都产品质量检验研究院有限责任公司,四川成都 610100)时间:2022-09-23来源:电子产品世界收藏
编者按:智能音箱是一种带网络通信和语音接收功能的音箱,到目前为止已经发展的比较广泛,但是技术上还有待于进步。作为一种应用新技术且多领域融合的产品,智能音箱既有音视频产品的特征又有信息技术产品的功能,是一种“跨界”产品。智能音箱作为新兴的家用电子产品,消费者使用过程中会与之“亲密接触”,因此其电气安全问题值得探讨,本文主要从检测的角度,拟定了评定限值和检测方法,定性定量的对智能音箱的绝缘电阻和抗电强度进行了探究。对其电气安全性提供一个定性定量的评估。

目前 小作坊生产的质量极差,选用价格低廉的元器件,导致漏电、发烫甚至自燃、自爆,忽视了使用者的使用安全以及财产生命安全。还有一些企业忽视了问题。绝缘电阻反映设备的绝缘状态,绝缘电阻越大,设备的防电击能力越高。抗电强度是设备中使用的固体绝缘是否具有足够的耐电压能力。企业未专门针对产品进行安全性能设计及优化,容易导致产品绝缘被击穿,发生漏电风险。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202209/438521.htm

电子产品可能会影响使用者的安全,尤其是与电网电源直接连接的电子产品可能会对使用者产生电击的危害,所以电子产品安全设计应掌握尽量消除、减小危险或对危险进行防护的原则。安全项目主要是对产品的安全性进行检验,判断其是否满足标准的要求,是否会产生电击、过热、辐射、爆炸、机械伤害等危险。具体到本次风险监测的安全项目,抗电强度、绝缘电阻主要考核了产品的绝缘是否满足要求,产品的绝缘一旦失效,将会直接对使用者造成电击。

1   术语和定义

1.1 基本绝缘

对防电击提供基本保护的绝缘。

1.2 双重绝缘

由基本绝缘加上附加绝缘构成的绝缘。

1.3 附加绝缘

除基本绝缘以外施加的独立的绝缘,用以在基本绝缘一旦失效时减小电击的危险。

1.4 加强绝缘

一种单一的绝缘结构,在本部分规定的条件下,其所提供的防电击的保护等级相当于双重绝缘。

注:“绝缘结构”这一术语并不是指该绝缘必须是一块质地均匀的结体。这种绝缘结构可以由几个不能像附加绝缘或基本绝缘那样单独来试验的绝缘层组成。

2   样品抽样

属于新兴的电子产品,是故,近年来国内外皆未对此类产品进行监测或监管,或者并未以智能音箱的形式进行监管,仅是单独以音箱的形式进行监管。

考虑到当前智能音箱产品的实际销售情况,本次样品采样方式主要分为实体店现场采购和电子商务网络采购两种方式并行进行。

其中,实体店包括大型商场、品牌专卖店、批发市场及一般商店等;网络商店主要针对天猫、京东、苏宁易购等大型B2C 网商,暂不考虑淘宝等C2C 交易平台,以确保样品来源的可靠、可信。

2.1 采样渠道

本次风险监测样品主要购买于大型商场、大卖场和专卖店以网络平台,具体情况见表1。

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2.2 价格分布

按价格分为三档,均价500 元有5 批次,占25%;均价1 500 元有10 批次,占50%;均价2 500 元有5 批次,占25%,具体情况见表2。

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2.3 标称产地

本次所购智能音箱产品,标称产地为四川省0 批次产品,占0%,外省市有20 批次产品,占100%,外省市主要包括:北京、江苏、浙江、广东、上海等地区,具体情况见表3。

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2.4 产品种类

本次风险监测的对象覆盖2 个品种,涉及智能音箱、蓝牙音箱品种,具体涉及的产品种类见表4。

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3   质量安全状况分析

3.1 国内事故案例

目前尚未发生智能音箱硬件安全方面的相关案例报道。

3.2 国外通报及召回案例

目前尚未发生智能音箱硬件安全方面的相关案例报道。

3.3 产品质量安全风险监测情况(国家监督抽查、风险监测;省(内、外)级监督抽查、风险监测)

智能音箱属于新兴的电子产品,是故,近年来国内外皆未对此类产品进行监测或监管,或者并未以智能音箱的形式进行风险监测,仅是单独以音箱的形式进行监管。

3.4 风险监测的必要性

智能音箱区别传统音箱有光模块、蓝牙模块、无线模块、USB 输出等信息技术模块,传统音箱没有对信息技术模块进行测试,因此我们针对智能音箱的信息技术模块进行测试是非常有必要的。此次项目的测试项目基本为电子产品的安全项目。

智能音箱给我们提供了诸多的方便,不过同时它又是一把双刃剑,对智能音箱进行监测迫在眉睫。现代生活日新月异,人们一刻也离不开电。在用电过程中就存在着用电安全问题,针对智能音箱进行监测,对消费者使用产品安全性和生命安全具有重大意义。

综上所述,为保障人们信息安全和生命安全,实施智能音箱产品风险监测尤为必要。通过实施智能音箱产品风险监测工作,可以比较全面地了解流通、使用环节的智能音箱产品质量状况,评估安全风险,及时将存在的安全风险通报给有关管理部门,达到扶优治劣,提高产品质量,完善市场机制,保护行业健康发展的目的;同时进一步探索强化监管职能的方法,实现降低安全风险、保障生产安全的效果。

4   评估依据以及检验方法

4.1 评估依据

随着智能设备的日益普及,智能音箱及其相关产业也进入人们的视线。然而,智能音箱的安全性能也成为现今不容忽视的重大问题,受到了世界各国的重视。但是,智能音箱属于新兴的电气产品,国内外至今尚无明确的标准规范。

国外标准中仅有IEC 60065-2014 以及EN 60950-1-2014 提及音箱的相关要求,而国内有QB/T 4325-2012、QB/T 4326-2012、QB/T 4327-2012、QB/T4328-2012、SJ/T 11523-2015 提及音箱的相关要求,但均未提及智能音箱电气安全方面的相关要求。绝缘电阻和电气强度是反映产品安全性能的重要指标,对考核产品的绝缘设计、材料选择、产品结构设计、内部布线及装配环节的电气安全质量有重要意义。该项目不合格有可能导致使用者发生触电情况,直接造成人身伤害甚至伤亡。

故结合我国现有相关标准,选择我国使用比较广泛的电气安全方面的相关标准GB 4943.1-2011《信息技术设备 安全 第1 部分:通用要求》、GB 8898-2011《音频、视频及类似电子设备 安全要求》作为本次电气安全的评定依据。

4.2 检验方法

本次测试参照GB 4943.1-2011《信息技术设备 安全 第1 部分:通用要求》、GB 8898-2011《音频、视频及类似电子设备 安全要求》测量方法,对抽样的20批次音箱进行电气安全测试,评估智能音箱的抗电强度以及绝缘电阻是否满足要求,主要测试项目以及对应测试方法如下所示:

(一)绝缘电阻[1]

绝缘电阻测试根据国家标准,绝缘电阻的限值分为以下2 种情况:

(1)与电网电源直接连接的不同极性的零部件;用基本绝缘或用附加绝缘隔离的零部件之间绝缘电阻不小于2 MΩ。

(2)用加强绝缘隔离的零部件之间,绝缘电阻不小于4 MΩ。

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(二)抗电强度[2]

设备中使用的固体绝缘应当具有足够的抗电强度。根据采用的绝缘强度不同,分为以下2 种测试情况:

(1)基本绝缘,附加绝缘;在一次电路与机身之间,一次电路与二次电路之间,加到被试绝缘上50 Hz 或60 Hz 的交流电压从零逐渐升高到1 500 V,然后在该电压值上保持60 s。试验期间,绝缘不应出现击穿现象。

(2)加强绝缘;在一次电路与机身之间,一次电路与二次电路之间,加到被试绝缘上50 Hz 或60 Hz 的交流电压从零逐渐升高到3 000 V,然后在该电压值上保持60 s。试验期间,绝缘不应出现击穿现象。

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5   结果与分析

5.1 实测结果

参照GB 4943.1-2011《信息技术设备安全第1 部分:通用要求》、GB 8898-2011《音频、视频及类似电子设备安全要求》测量方法。施加直流500 V电压1 min 后,绝缘电阻不小于4 MΩ 作为判定限值,抗电强度试验期间,绝缘不应该出现击穿现象作为判定依据。

经测试得出,20 批次智能音箱实测结果绝缘电阻全部不小于4 MΩ,抗电强度20 批次音箱全部未发生绝缘击穿现象。测试结果如下所示:

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5.2 结果分析

本次检验工作,抽样20 批次智能音箱电气安全测试,全部合格,合格率100%。这与抽检企业具有健全的产品质量体系以及对生产体系的把控有密不可分的关系。有的企业经过几年市场激励的竞争,优胜劣汰,已经积累了丰富的经验,无论在生产工艺,还是在原材料的使用上都已经非常成熟。抗电强度、绝缘电阻,这些项目是电气安全的重要指标项目,说明本次抽样产品企业在产品这些方面做了许多功课,质量控制良好。

综上所述,实际抽样20 个批次,这些样品在各项检测中表现较好。本次抽查过程中,对智能音箱进行抽查从结果上来看,抽查的20 个批次的智能音箱均合格,说明企业对产品质量进行了严格把控,这与企业对质量体系的建设有关。希望企业认真做好自己的产品,让所有消费者用起来放心。

6   结语

本文以现有的技术文件为基础对智能音箱产品的电气安全进行测量和分析。目前国内没有专门针对该类产品的标准,希望尽快出台相关产品标准用以规范市场,新标准可以针对智能音箱电气安全性能、信息安全性能、操作软件以及电磁兼容等方面进行编写。特别是智能音箱产品电气安全与使用者的生命健康息息相关,因此智能音箱产品的相关标准要求有待提出发布。本次所参考的电气安全标准并非针对智能音箱的产品标准要求,在测试方法上也是采用常规电子产品相关电气安全测试方法,智能音箱作为新兴的家用电子产品,使用过程中消费者会接触智能音箱,所以其电气安全问题值得商讨。

参考文献:

[1] 工业和信息化部电子第四研究院.信息技术设备安全第1部分通用要求:GB 4943.1-2011[S].北京:中国标准出版社,2012.

[2] 工业和信息化部电子第四研究院.音频、视频及类似电子设备安全要求:GB 8898-2011[S].北京:中国标准出版社,2012.

(本文来源于《电子产品世界》杂志2022年9月期)



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