不同包覆条件对手机充电线和适配器的引燃能力影响研究

杨捷 蔡晓宇

摘 要：文章研究了不同包覆物种类和不同包覆时间对手机充电线和适配器的温度及其引燃能力的影响，利用热电偶和数据采集器测量不同包覆条件下手机充电过程中的充电电源线温度，利用一元线性回归的数据分析方法，得到升温曲线公式与升温速率公式，根据实验结果总结四种不同包覆条件对手机充电线和适配器引燃能力的影响。

关键词：手机充电；包覆条件；引燃能力

据调查，目前我国手机用户普及率约为26%，相当于欧美国家普及率的1/3，手机业发展潜力较大，国内移动通信市场每年以1亿用户的速度增长[1]。与此同时，手机故障频发也逐渐成为重要的消防安全问题。手机故障，尤其是充电故障，有可能引发手机及附近可燃物着火、爆炸。由于国内手机生产厂家来源复杂，手机配件生产质量良莠不齐，很多商铺公然销售劣质的手机充电线和适配器。又由于手机配件维修行业的发展滞后，在手机充电线或适配器出现故障后大多数用户会自行处理，缺乏专业维修指导，还可能派生出新的故障[2]。

在手机充电方面，一些报纸和杂志上发表了有关充电故障原因和安全防范的相关文章，缺乏深入的理论研究。[3-5]国外学者Manishasha Pandya， Andy Khayat，国內学者高倩、刘平等从手机的电源电路分析和系统软、硬件设计等方面对手机充电管理进行了研究[6-8]，但未涉及手机充电线和适配器的引燃能力。

文章通过实验设计无包覆物、包覆毛巾、包覆棉花、包覆棉布四种不同包覆条件，测量手机充电过程中的手机充电线和适配器的温度，对实验数据进行一元线性回归的数学分析，得到升温曲线公式与升温速率公式，为手机充电故障的火灾调查提供基础数据和理论支撑。

1 实验准备

1.1 仪器与材料

仪器设备：火灾物证综合试验台；K型热电偶；Fluke 2638A数据采集仪。

实验材料：iphone4s手机、手机充电线、适配器、毛巾、棉花、棉布、防火胶带。

1.2 实验方案

将充电手机及其充电线、适配器分为无包覆物、包覆毛巾、包覆棉花、包覆棉布四组，在220V电压下，用防火胶带将K型热电偶分别固定在手机充电线和适配器表面，按照各组的包覆条件分别对手机充电线和适配器进行包覆，连通电源对手机充电，利用数据采集器每隔10s记录一次温度数据，并观察实验现象，待热电偶温度稳定后停止测温。温度测定结束后，将数据采集器中的数据导入EXCEL软件，利用一元线性回归的方法进行分析，得出充电线和适配器的温度变化曲线的拟合公式，再通过求导的方法得出升温速率的公式。

2 实验现象与结果

2.1 充电线的温度变化情况

充电线在四种包覆条件下的温度均在室温处基本稳定在20℃，没有明显的温升。不同包覆条件下充电线的温度变化曲线如图1所示。

上述四种包覆条件下包覆物均未被引燃且未出现异常情况。

2.2 适配器的温度变化情况

适配器在无包覆条件下测温21分钟，温度由19℃上升到28℃；在包覆毛巾状态下测温68分钟，温度由20℃上升到48℃；在包覆棉花状态下测温58分钟，温度由21℃上升到36℃；在包覆棉布状态下测温105分钟，温度由21℃上升到36℃。不同包覆条件下适配器的温度变化曲线如图2所示。

上述四种包覆条件下包覆物均未被引燃且未出现异常情况。

3 数据分析与讨论

针对实验结果，对不同包覆条件下的适配器温度数据进行一元线性回归分析，得出升温曲线的拟合公式，见表1。在无包覆物、包覆毛巾、包覆棉花、包覆棉布四种包覆条件下，适配器温度拟合公式的拟合优度R2值分别为0.9929、0.9458、0.9857、0.9753，均在0.9以上，说明公式的拟合度很高。再进一步对温度拟合公式对时间进行求导，得到不同包覆条件下的升温速率变化公式。

通过实验可知，在四种不同包覆条件下，充电线基本没有温度升高的现象，而适配器均出现了不同程度的温度升高现象。进一步分析可知，时间对升温速率的影响较小，不同包覆物下对应的升温速率接近于一个常数。其中无包覆物情况下的升温速率接近于1.1387k/s，毛巾包覆下的升温速率接近于0.8925k/s，棉花包覆下的升温速率接近于1.346k/s，棉布包覆下的升温速率接近于0.3508k/s。

4 结束语

根据实验结果，充电线在四种包覆条件下温度基本稳定在20℃。适配器在无包覆物的情况温度升高约10℃，最高温度不超过40℃；在分别覆盖毛巾、棉花、棉布的情况下，温度升高15℃至28℃不等，最高温度不超过50℃。由此得出结论：（1）手机充电线和适配器在无包覆物、包覆毛巾、包覆棉花、包覆棉布的情况下充电至温度稳定，最高温度均未超过超过常见可燃物的燃点。（2）在充电状态下，手机充电线的温度受包覆时间的影响较小，适配器的温度随包覆时间的推移而升高至一个稳定值；（3）在充电状态下，不同包覆物对手机充电线温度的影响较小，不同包覆物下的适配器的升温速率接近于常数。

参考文献

[1]孙莉.国产手机质量管理实证研究[D].华中科技大学，2006.

[2]严培.苹果5代智能手机充电电路原理剖析与故障检修[N].电子报， 2014-11-23.

[3]王令朝.排除手机充电故障[J].家庭科技，2005（12）.

[4]唐健康.手机电池的正确使用及保养[J].轻松学电脑：电子乐园，2011（12）：107.

[5]欧文.边充电边玩手机的危险警示[J].安全与健康，2015.

[6]Manisha Pandya，Andy Khayat.手机系统的电源管理[J].世界产品与技术， 2004（6）：70-71.

[7]高倩.智能化锂电池充电管理[D].北京交通大学，2012.

[8]刘平.智能手机电源管理系统设计与故障分析方法研究[D].吉林大学，2008.

作者简介：杨捷（1992，9-），女，汉族，陕西渭南人，中国人民武装警察部队学院硕士研究生，从事火灾调查基础研究。