烈火辨真金——市售10款电源插座安全极限测试
评测与试用
现在很多朋友家里的电脑外设是越来越多,功率也越来越大。在墙壁插座不够用的情况下,很多读者都会想到买个多孔插座,价格从十几元到上百元不等。这些价格差异颇大,外观却非常接近的多孔插座到底存在什么样的区别呢?为此我们从家乐福超市、路边店、电子市场等不同渠道购买了十款不同品牌的插座产品(见下表),进行了一次插座安全极限测试,通过这次测试想必能给大家一个清晰的结果。

测试1:温升测试
什么是插座的温升,简单说就是插座挂有负载的时候,产品温度提升的幅度。相信大家都有印象,夏天的时候如果在一个普通插座上连接了空调、冰箱、电脑等高功耗设备并满负载运行的话,插座及其电缆会非常烫手,严重的甚至还会出现外壳变形、电线胶皮烫坏的情况。为了更加准确的反映本次测试插座的温升大小,我们按照国家标准,在插座140%负载的前提下,检测插座温度提升最高的部分,也就是最不利的部位。
通过此次测试,我们发现有一半的产品温升均超过了40℃,其中温升最低的是突破(TZ-21),仅为21.1℃。而与之形成鲜明对比的则是安星(AX-203)的插座,实验开始仅十分钟,其温升就达到50.2℃之高(图1),远远超出了国家标准。试想一下,在夏天使用这种插座为电脑供电半天或更长的时间,电脑和用电安全根本就无从谈起。


小知识:国家标准(GB2099.1-1996)规定:温升实验首先要将插座接通14A(可拆卸插座)的交流电1小时,之后用专业的温度测试仪测量开关接合处、插套等温升较敏感的地方。用测出的数值减去室温就是这一产品的温升。国家标准要求电源插座的温升不得超过45℃。温升主要与插座内部的结构设计、材质选择等有密切的关系,温升越低说明安全性越强。
测试2:高温耐热测试
高温耐热测试主要是衡量插座外壳的耐温能力,耐温能力差的接线板遇到高温时外壳容易变形,这不仅会影响产品的下次使用,同时对用电安全也是一个威胁。根据国家标准,我们把测试样品放入一个温度为100℃±2℃的加热箱里一个小时(图2),然后检查插座,插座外壳未发生变形、带电部件未露出的为通过测试。


从表2中的测试结果我们看到,1小时后测试十款插座“烤”出的结果大不相同。包括突破、展上(Z&S-603)、子弹头(TS-102A)、鸿意(HY-603)、海牛(HN-402)在内的几款产品加热后没有影响正常使用,符合国标要求。而熊猫(PD-822C)、史密斯(SM-208)等产品的插孔则因高温而严重缩小(图3),已经无法正常插拔,还有公牛(GN-102)的产品,插头的插销处明显弯曲。这些变化平时看起来好像无关紧要,但如果在科学实验室等环境温度变化大的地方使用,很容易导致连接的设备受损。

通过分析我们发现,耐热性较好的产品,与外壳所选用的材质有很大关系,例如采用合金工程塑料,能够实现整体耐热100℃(1小时)不变形,保证用户在严苛条件下都可以正常使用。消费者在选择产品时,也可以关注包装上的材料功能标注,选择可靠的产品。
测试3:阻燃测试
在国家标准中,插座产品必须通过阻燃测试,如果这项指标不达标,很容易在遇到短路或者外界引燃的情况时,使插座燃烧而导致火灾。对于这部分的测试,我们选择了与插头的插销相接触的插套部位进行灼烧实验(图4)。因为这部分直接接触带电金属,它的阻燃性能与发生电气火灾的概率密切相关,在用电过程中可能会产生电弧,材料的阻燃性能越好,则安全系数越高。

国家标准规定,对移动式电器附件的载流部件和接地电路部件的绝缘材料测试,试验应在750℃下进行,即用加热到750℃的灼热丝垂直接触测试样品,若无可见火焰或者在灼热丝移去30秒内火焰熄灭,则视为通过。让人感到满意的是,在这部分测试中,大部分产品都符合国家阻燃测试标准,只有鸿意的产品没有通过750℃的测试。为了比较出不同产品的阻燃效果,我们还特意增加了850℃的灼热丝试验,这在国家标准中是等级最高的阻燃指标。具体结果请见表3。

小知识:为了提升插座阻燃性,一种可行的办法是在外壳材料中添加绝氧因子(俗称阻燃剂)。绝氧因子平时隐藏在合金材料当中,而在高温下能迅速自动分解,在材料四周形成封闭的绝氧气体层,从而达到阻燃的效果。
测试4:电涌测试
说起“电涌”,相信不少人都会觉得陌生,这其实是一种非常常见的现象。电涌是指电路中瞬间的高电压和高电流,这些频繁的“电流浪涌”如果长时间地冲击我们的电脑,会加剧主机和显示器内部元器件的老化。若是遇上雷雨天,电涌会异常强大,很有可能直接把电脑击毁。防止电涌的方法主要是通过专业的防雷元件消除电路中的电涌,使之不会流经电器。当然,如果想让插座防雷功能发挥作用,地线一定要保持畅通。
由于中低端产品基本不具备防电涌功能,所以在这部分测试我们只选择了四款产品进行,他们是突破、公牛、英特曼和秋叶原,这些产品均标注有防雷或防浪涌的功能。

测试结果表明,这四款产品中,一些产品号称具备防雷或防电涌的功能,但是实际产品中却没有任何防雷和防电涌的装置(图5),除了突破插座,其他三款均未能通过测试。特别是秋叶原插座产品,包装正面赫然印着“电涌保护装置”,但打开产品后却没有任何具备相关功能的元件。

工程师总结
小小的插座也会有如此多的学问。经过这次测试,我们全程体验到了插座产品生产研发过程中的各项品质测试。例如高温耐热测试,可以说是模拟了一些很严酷的使用环境(特别是气温很高的夏天),虽然我们实际使用的时候环境温度不会达到100℃,但长期的高温也会使插座出现变形,我们将温度提升到100℃只是为了缩短这个过程的时间,使整个过程更容易在实验室中实现。温升指标也是非常重要的,特别是现在很多消费者在一个插座上连接很多设备,比如空调、冰箱、电脑等等,过高的电流会让插座的电线部分、簧片部分(特别是接触面小的地方)温度大幅度升高,特别严重的时候还会导致插座甚至设备损坏,这一点也是我们经常会遇到也容易忽视掉。
灼烧和雷击测试可以说是考虑到一些极限的情况,而这些情况下又是最容易导致火灾或是其它严重人身财产损害的,灼烧测试主要考查的是插座外壳材料的阻燃性(测试中外壳材料阻燃性差的插座完全就成为了燃料,一点即燃,很容易引起火灾),一般来说,耐热好的材料阻燃性就相对较差,耐热较差的材料则阻燃性较好,如果要两者兼备,则成本就会很高,这也是为什么高端插座产品售价较高的原因之一。防雷击也是非常实用的安全功能,当然这需要有专门的电路和元件支持,不是说随便在产品上标注个具备防雷功能就可以的。防雷单元主要由压敏电阻等元件构成,在高压情况下压敏电阻由平时的高阻态转化为良导体,将浪涌电流传到地线上,保证了用电设备不受到冲击,在防雷单元上投入区区几十元钱就可以避免几千上万元的损失,这点消费观念还是值得提倡的。
插座可以说是我们生活中的一个安全盲点,很多用户不惜花费上万元购置高端的电脑和电器,却不舍得花百余元钱为它们配上一个安全的插座。人们对这类产品的忽视导致电气安全已经成为众多家庭安全的隐患。通过这次评测,我们可以明显感受到不同档次插座产品在耐热、阻燃性与防雷功能上的差别。材料选择不同,提供的保护功能各异,成本自然也相去甚远。对于电脑产品来说,选择一款能够给你的电脑提供最可靠安全保护的插座产品和购买电脑本身一样的重要。