Pesquisa e desenvolvimento de um testador integrado de segurança elétrica e sua aplicação — LISUN LS9955 Sistema de teste de conformidade de segurança multifuncional com cinco funções

Sumário
Visando os principais problemas dos equipamentos tradicionais de teste de conformidade de segurança para eletrodomésticos, luminárias, dispositivos eletromédicos, motores e outros produtos elétricos, como múltiplas estações de teste, baixa eficiência de teste, dados inconsistentes e depuração coordenada complexa de múltiplos instrumentos, este artigo propõe um esquema de desenvolvimento integrado para um testador de segurança elétrica. LISUN LS9955 Utilizando um testador automático de conformidade de segurança como plataforma de pesquisa, o sistema integra cinco módulos de teste principais: Teste de Tensão Suportável CA/CC, Teste de Resistência de Isolamento (IR), Teste de Corrente de Fuga (LLC), Teste de Resistência de Aterramento (GR) e Teste de Potência (POWER). Um único dispositivo realiza todos os testes necessários. testador de segurança elétrica Este artigo descreve o conceito de projeto do sistema integrado, a arquitetura do módulo de hardware e a lógica de controle de software programável, lista os principais parâmetros técnicos da máquina completa e demonstra o valor de aplicação do testador de segurança elétrica integrado em inspeções de fim de linha de produção, pesquisa e desenvolvimento em laboratório e cenários de certificação de terceiros, comparando-o com os esquemas de teste separados tradicionais. Ele fornece referências para o desenvolvimento de equipamentos de teste de segurança elétrica e para a transformação automática de linhas de produção.

Introdução
Com o aprimoramento contínuo do sistema de certificação obrigatória 3C no mercado interno e das normas de exportação para eletrodomésticos, lâmpadas, equipamentos eletromédicos, motores de acionamento e outros produtos, normas como GB 4706.1-2024, IEC 60335-1:2023, GB 7000-2023 e GB 9706.1-2020 impõem requisitos rigorosos para testes completos, alta repetibilidade e rastreabilidade de dados na inspeção de segurança elétrica. O método de teste tradicional utiliza instrumentos separados, como testador de tensão suportável, medidor de resistência de isolamento, testador de corrente de fuga, testador de resistência de aterramento e analisador de potência, o que apresenta quatro desvantagens evidentes. Primeiro, os múltiplos instrumentos ocupam estações independentes, resultando em grande espaço físico e alto custo de transferência nas linhas de produção. Segundo, a frequente troca manual de cabos entre os diferentes instrumentos causa grandes erros de operação humana e longos ciclos de teste. Terceiro, os dados de teste de cada dispositivo são armazenados independentemente, o que impede o arquivamento e o rastreamento uniformes. Quarto, o custo de calibração e manutenção dos múltiplos instrumentos permanece alto, e o controle interligado dos diferentes dispositivos é difícil de implementar.

Nesse contexto industrial, o testador de segurança elétrica integrado tornou-se a principal linha de pesquisa e desenvolvimento de equipamentos para testes de conformidade de segurança. Como um testador de segurança elétrica integrado comercialmente consolidado, LISUN LS9955 O testador automático de conformidade de segurança integra cinco funções essenciais de teste de segurança, suporta testes de dupla frequência (50/60 Hz), sequências de teste programáveis ​​e conexão remota com computador central, com alarmes sonoros e visuais para resultados de falha. Ele atende simultaneamente às demandas de verificação de confiabilidade de laboratórios de P&D e à inspeção de fim de linha em linhas de produção em massa, solucionando eficazmente os principais problemas da indústria relacionados a instrumentos discretos tradicionais. Este artigo realiza uma análise aprofundada da lógica de desenvolvimento do sistema integrado, dos parâmetros técnicos e dos cenários de aplicação baseados neste testador de segurança elétrica.

1. Projeto da arquitetura geral do sistema do testador de segurança elétrica integrado
1.1 Ideia de projeto de hardware integrado
O testador de segurança elétrica integrado abandona o modo de simples emenda de múltiplos instrumentos e adota uma arquitetura de controle de núcleo duplo, combinando FPGA e controlador principal ARM. Cinco submódulos independentes de geração e aquisição de sinais são integrados, compartilhando um conjunto de tela LCD de interação homem-máquina, circuito de alimentação, circuito de descarga de segurança e interface de comunicação. O hardware é dividido em cinco unidades funcionais:
• Unidade de geração de tensão suportável CA/CC: Saída de alta tensão de ampla faixa, de 100 V a 4000 V, com circuito de comutação CA/CC independente. A aquisição em tempo real da corrente de fuga de ruptura é realizada para verificar a resistência do isolamento sob alta tensão.
• Unidade de Medição de Resistência de Isolamento: Faixa de tensão de teste CC de 100V a 1000V com circuito de amostragem de alta precisão e alta resistência, que quantifica defeitos como envelhecimento e danos no meio isolante.
• Unidade de Excitação e Aquisição de Corrente de Fuga: Simula a alimentação real da rede elétrica com entrada CA de 10 a 300 V para detectar o risco de fuga elétrica na carcaça do produto em condições normais de funcionamento.
• Unidade de teste de continuidade de aterramento: Alta corrente de saída CA (1~30A) para medir a resistência do circuito de aterramento de proteção e verificar a confiabilidade do canal de descarga de corrente de falha.
• Unidade de Análise de Parâmetros Elétricos de Potência: Coleta tensão, corrente, potência ativa e fator de potência de forma síncrona, realizando a detecção integrada da segurança elétrica e do desempenho da carga.

Toda a máquina está equipada com uma barreira de segurança elétrica e um circuito de descarga rápida. A carga residual de alta tensão é liberada automaticamente após cada teste para evitar potenciais riscos de segurança decorrentes da operação com alta tensão. Um barramento de aquisição de sinal unificado elimina o desvio de amostragem síncrona entre instrumentos separados, e a precisão geral da medição é superior à da combinação de equipamentos discretos.

1.2 Projeto de um Sistema de Controle Programável por Software
Este testador de segurança elétrica está equipado com um sistema de teste programável integrado, que suporta o armazenamento de 50 grupos de programas. Cada programa pode ser editado com 8 etapas de teste contínuas, e os usuários podem combinar livremente sequências de teste de tensão suportável, resistência de isolamento, corrente de fuga, resistência de aterramento e potência para se adaptarem aos procedimentos de teste padrão de diversos produtos. As principais funções do software são listadas a seguir:
• Definição de limites personalizáveis: os usuários podem definir valores limite de APROVADO/REPROVADO, e alarmes sonoros e visuais com aviso em tela vermelha serão acionados automaticamente quando os resultados dos testes excederem os limites.
• Exibição síncrona em tela única: Os parâmetros definidos em tempo real, os dados medidos e os resultados da avaliação são exibidos em uma única tela LCD sem a necessidade de alternar entre diferentes instrumentos.
• Interface de controle remoto: As portas de comunicação reservadas podem ser conectadas aos sistemas MES da fábrica e ao software de teste do computador principal para realizar testes automáticos sem supervisão.
• Duração adaptativa do teste: Tempo de teste ajustável de 0 a 999.9 segundos, atendendo aos requisitos de inspeção de fábrica de curto prazo e teste de envelhecimento de confiabilidade de longo prazo.
• Comutação de frequência adaptativa: Chave de frequência de energia integrada de 50Hz/60Hz para se adaptar aos testes de certificação de produtos para os mercados nacional e internacional.

2 Parâmetros técnicos principais de LISUN LS9955 Verificador elétrico da segurança
Como um testador de segurança elétrica integrado, LS9955 Abrange cinco testes de conformidade de segurança simultaneamente. A faixa de medição, a precisão e as especificações de saída de cada módulo são mostradas na Tabela 1:
Tabela 1 Parâmetros técnicos de função completa de LISUN LS9955 Testador de segurança elétrica integrado

Conforme demonstrado na tabela acima, todos os indicadores deste testador de segurança elétrica integrado atendem plenamente aos requisitos das principais normas de segurança nacionais e internacionais, incluindo GB 4706 e IEC 60335. Sua faixa de medição abrange as necessidades de teste de pequenos adaptadores a eletrodomésticos de alta potência e equipamentos de iluminação. Comparado a instrumentos individuais, o sistema integrado adota uma referência de calibração unificada, proporcionando maior consistência geral de medição e eliminando erros sistemáticos entre múltiplos dispositivos.

3 principais vantagens do testador de segurança elétrica integrado em comparação com os equipamentos discretos tradicionais
3.1 Eficiência da linha de produção significativamente aprimorada
Os testes discretos tradicionais exigem de 4 a 5 substituições manuais de fiação e trocas de instrumentos, e o tempo de teste para um único produto chega a 60 a 90 segundos. Ao adotar LISUN LS9955 O testador de segurança elétrica integrado permite a realização dos cinco testes com uma única fiação, e as sequências programáveis ​​são executadas automaticamente. O tempo de teste para um único produto é reduzido para 20 a 35 segundos, aumentando a capacidade de produção diária da linha em mais de 50%. Menos operações manuais reduzem os riscos de erros de julgamento causados ​​por falhas na fiação.

3.2 Custos simplificados de equipamentos e operação e manutenção
A solução com equipamentos separados exige a aquisição de cinco instrumentos distintos, incluindo testador de tensão suportável, testador de isolamento, testador de corrente de fuga, testador de resistência de aterramento e analisador de potência, o que resulta em altos custos de aquisição, calibração e manutenção de peças de reposição. Um único testador de segurança elétrica integrado substitui cinco instrumentos separados, reduzindo o espaço ocupado em 70% e as despesas anuais com calibração em 60%, o que simplifica significativamente o gerenciamento de equipamentos nas linhas de produção.

3.3 Dados de teste integrados e rastreáveis
Todos os dados de teste do sistema integrado são armazenados uniformemente na unidade de armazenamento local e podem ser enviados de forma síncrona para os sistemas MES da fábrica por meio de comunicação remota. Os dados de tensão suportável, resistência de isolamento, corrente de fuga, resistência de aterramento e potência de cada produto testado são vinculados a um número de série exclusivo, atendendo aos requisitos de rastreabilidade de dados das certificações CCC e CE. Em contrapartida, os dados de instrumentos individuais são armazenados separadamente, sujeitos a perdas ou adulterações durante a sumarização manual, o que não atende aos requisitos dos modernos sistemas de controle de qualidade.

3.4 Projeto de proteção de segurança integrada
A máquina completa integra barreira de segurança elétrica, descarga rápida de alta tensão e proteções multicamadas contra sobrecorrente e sobretensão. A alta tensão residual é descarregada automaticamente após cada teste. Múltiplas fontes de alta tensão em equipamentos distintos acarretam riscos de segurança sobrepostos, enquanto o testador de segurança elétrica integrado adota um circuito de segurança unificado para reduzir acidentes por choque elétrico em laboratórios e linhas de produção.

4 Cenários de Aplicação do Testador Integrado de Segurança Elétrica
4.1 Inspeção de fim de linha na produção em massa de eletrodomésticos e produtos de iluminação
A inspeção final de linha para condicionadores de ar domésticos, ferros elétricos, lâmpadas LED e eletrodomésticos de cozinha e banheiro exige a verificação simultânea de isolamento, aterramento, fuga de corrente e parâmetros de energia. LISUN LS9955 O testador de segurança elétrica pode ser implantado em linhas de produção automatizadas, combinado com dispositivos de fiação automáticos para realizar testes completos de conformidade de segurança em lotes, com alarmes sonoros e visuais para identificar automaticamente produtos não conformes.

4.2 Verificação de confiabilidade em laboratórios de P&D
A fase de P&D de produtos exige testes repetidos de envelhecimento em alta tensão, isolamento de longa duração e ciclos de potência sob carga. Sequências de teste programáveis ​​permitem configurar múltiplas rodadas de testes cíclicos e registrar automaticamente os dados de teste de longa duração, substituindo o monitoramento manual de múltiplos instrumentos distintos e reduzindo o ciclo de verificação de conformidade de segurança de novos produtos.

4.3 Testes de Equipamentos Eletromédicos
Em conformidade com a norma de segurança elétrica médica GB 9706.1, o equipamento realiza medições de corrente de fuga de alta precisão e baixa intensidade, atendendo aos rigorosos requisitos de limite de fuga de monitores de pacientes, dispositivos de fisioterapia e outros equipamentos médicos, e fornecendo dados de teste em conformidade para inspeção de registro de dispositivos médicos.

4.4 Instituições de Teste e Certificação de Terceiros
Um único instrumento abrange os itens básicos de teste de segurança para múltiplas categorias de produtos, reduzindo a quantidade de instrumentos configurados em laboratórios, permitindo a pré-testagem rápida de amostras de clientes e melhorando a capacidade de recebimento de pedidos dos laboratórios de certificação.

5 Conclusão e Perspectiva
Representado por LISUN LS9955integrado testador de segurança elétrica O sistema integra cinco funções de teste em um único dispositivo, incluindo tensão suportável CA/CC, resistência de isolamento, corrente de fuga, resistência de aterramento e teste de potência, através de módulos de hardware integrados e controle de software programável e coordenado. Ele resolve as deficiências dos esquemas tradicionais de teste de segurança discretos em termos de eficiência de teste, custo do equipamento, gerenciamento de dados e segurança operacional, adaptando-se totalmente às demandas de teste de segurança do ciclo de vida completo de eletrodomésticos, iluminação, dispositivos médicos, motores e outros produtos elétricos.

No futuro, a pesquisa e o desenvolvimento de testadores de segurança elétrica evoluirão para uma inteligência superior: algoritmos de IA para identificação de defeitos serão adicionados para localizar automaticamente pontos de falha, como rupturas de isolamento e aterramento inadequado; o upload de dados sem fio via IoT será expandido; módulos de teste paralelo multicanal serão integrados para melhor adaptação a fábricas de manufatura inteligente e não tripulada. Integração, automação e digitalização se tornarão as principais tendências de pesquisa e desenvolvimento em testadores de segurança elétrica, proporcionando suporte técnico mais eficiente e preciso para o controle de qualidade e segurança de produtos elétricos.