電冰箱安全標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際提案61C/791/DC內(nèi)容解析

吳曉麗 潘權(quán) 馮靜 屠冰 楊瑞麗

WU Xiaoli PAN Quan FENG Jing TU Bing YANG Ruili

中家院（北京）檢測(cè)認(rèn)證有限公司 北京 100176

CHEARI（Beijing）Certification & Testing Co.，Ltd. Beijing 100176

1 引言

電冰箱防火安全一直是業(yè)內(nèi)比較關(guān)注的問題之一，2017年10月在海參崴，IEC SC61C專門成立了WG5工作組，用于審查IEC 60335-2-24所包含產(chǎn)品的火災(zāi)防護(hù)性能，尤其針對(duì)壓縮機(jī)倉、電容器保護(hù)，以及外露表面的防火安全。電冰箱壓縮機(jī)倉內(nèi)電氣部件眾多，一般電冰箱與電網(wǎng)的連接也是通過該部分引出，且其周圍環(huán)境非金屬材料較多，一旦自身某部件發(fā)生著火或者周圍環(huán)境發(fā)生著火，其周圍若沒有得到妥善的防護(hù)，引起火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)較大。61C/791/DC提案就是針對(duì)壓縮機(jī)倉、電容器保護(hù)，以及周圍外露的材料的防火安全提出的，該提案是基于61C/759/DC以及其反饋意見61C/783/INF形成的2次DC文件。

61C/791/DC提案從兩個(gè)方面來考慮其安全性，一方面針對(duì)封裝絕熱材料的材料以及與絕熱材料接觸的材料的特殊要求，主要考核壓縮機(jī)倉部件著火后是否會(huì)引起周圍絕熱材料的燃燒，通過在22章增加新的章節(jié)，并以新附錄的形式提供測(cè)試方法進(jìn)行考核；另一項(xiàng)是針對(duì)電機(jī)電容的要求，通過對(duì)電容的特殊要求來降低其失效產(chǎn)生的危險(xiǎn)，涉及24.5和24.8條款。本文在詳細(xì)介紹提案具體內(nèi)容的同時(shí)，將提案與現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求差異進(jìn)行了分析，并針對(duì)行業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行實(shí)例分析，以便冰箱行業(yè)從業(yè)者可以更好地理解該提案內(nèi)容。

2 提案主要內(nèi)容

2.1 封裝絕熱材料的材料以及與絕熱材料接觸的材料相關(guān)要求

2.1.1 提案具體要求

提案規(guī)定在器具中，封裝絕熱材料的材料以及與絕熱材料接觸的材料至少應(yīng)符合下述4種情況之一：

（1）金屬材料：厚度不低于0.20mm，熔點(diǎn)溫度不低于1000℃；

（2）聚合材料：按照IEC 60695-11-20分類為5VA的聚合材料，且用于確定分類等級(jí)的樣品厚度應(yīng)小于等于器具上相應(yīng)部分的厚度；

（3）單一非聚合材料：要滿足提案附錄試驗(yàn)；

（4）多層材料：至少一層是非聚合，并能通過提案中附錄規(guī)定的試驗(yàn)；

如果這些材料上有孔，如發(fā)泡時(shí)的注料孔或產(chǎn)生的一些孔，則應(yīng)滿足如下要求：

一個(gè)孔或在150mm內(nèi)的多個(gè)孔的總面積不應(yīng)超過20cm2；所有孔的總面積不應(yīng)超過100mm2；3mm2內(nèi)的孔和連接重疊金屬部分的材料可以忽略。

用于封裝壓縮機(jī)間室與食品儲(chǔ)藏室之間的絕熱材料的材料也適用。

上述要求不適用對(duì)象見表1所示。

2.1.2 與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)差異

與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的差異主要針對(duì)提案內(nèi)容與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4706.13-2014、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 60335-2-24:2017（ed.7.2）的內(nèi)容進(jìn)行比較，具體差異如表1所示。

2.1.3 行業(yè)現(xiàn)狀分析

針對(duì)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和最新提案要求的不同，隨機(jī)選取了國(guó)內(nèi)外代表樣機(jī)進(jìn)行檢查，主要關(guān)注了冰箱的后背板以及壓縮機(jī)倉的材料，結(jié)果如下：

（1）冰箱背板材質(zhì)

背板材質(zhì)有金屬背板、厚塑料背板、類似渡塑層背板、鋁箔層紙背板等形式，詳見圖1。

（2）壓縮機(jī)倉結(jié)構(gòu)

目前，常見的壓縮機(jī)倉結(jié)構(gòu)見圖2所示。圖2（a）所示壓縮機(jī)倉上側(cè)，左側(cè)、右側(cè)為厚塑料材質(zhì)；底部為金屬，內(nèi)部靠近儲(chǔ)藏間室側(cè)為薄塑料層材質(zhì)。圖2（b）所示壓縮機(jī)倉上側(cè)、內(nèi)側(cè)為薄塑料層材質(zhì)，內(nèi)底部、左側(cè)、右側(cè)為金屬材質(zhì)。圖2（c）所示壓縮機(jī)倉上側(cè)、內(nèi)側(cè)為薄塑料層材質(zhì)，左側(cè)、右側(cè)為后塑料材質(zhì)，底部為金屬材質(zhì)。

圖1四種背板形式是目前最為常見冰箱背板材質(zhì)。圖2是壓縮機(jī)倉常見的結(jié)構(gòu)，除去壓縮機(jī)倉背板，壓縮機(jī)倉頂部、左側(cè)、右側(cè)、內(nèi)部均有可能存在非金屬材料，內(nèi)部和頂部會(huì)存在封裝絕熱材料的情況，此外，一些嵌入式器具，其電冰箱的頂部也存在與后背板一體封裝有絕熱材料的情況。

按照現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)，金屬材質(zhì)無特殊要求，其他三種非金屬材質(zhì)，若執(zhí)行國(guó)標(biāo)，則可以滿足耐熱試驗(yàn)的要求即可，若執(zhí)行IEC標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)滿足針焰試驗(yàn)或?yàn)閂-0或V-1的材料。然而，如果按照提案的要求，則需要確認(rèn)以下方面：

若為金屬材質(zhì)，金屬的厚度以及熔點(diǎn)溫度是否滿足要求；

表1 針對(duì)絕熱材料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)差異對(duì)照表

圖1冰箱背板材質(zhì)圖

圖2壓縮機(jī)間室結(jié)構(gòu)

非金屬材質(zhì)：

按照IEC 60695-11-20確定是否為5VA的聚合材料；或單層聚合材料或多層材料但至少有一層聚合材料滿足提案給出的附錄的要求。

5VA材料與原有的灼熱絲或針焰試驗(yàn)相比較，一方面所用的燃燒器不同，另一方面，5VA不僅考核樣塊的起燃性和燃燒性還考核了樣塊的耐燒穿性，使用5VA的材料來防止材料燒穿引起所封裝的絕熱材料的起燃。

表2 跨越電容器兩端的電壓限值

表3 跨越電容器兩端的電壓限值差異

表4 運(yùn)行電容失效安全要求差異對(duì)比

表5 代表樣機(jī)電容規(guī)格參數(shù)及跨越電容兩端電壓測(cè)試結(jié)果

提案附錄所規(guī)定的試驗(yàn)方法與考核5VA材料耐燒穿性的方法類似，采用板式樣塊，但樣塊要求不一樣，附錄中要求樣塊是由封裝絕熱材料的外部材料、絕熱材料和封裝絕熱材料的內(nèi)部材料組成的樣品，也就是帶發(fā)泡材料進(jìn)行測(cè)試，要求在試驗(yàn)持續(xù)期間和試驗(yàn)后無下述情況發(fā)生：

（1）無燒穿

燒穿是指封裝材料中產(chǎn)生的孔或裂痕使得絕熱材料露出，從而：

試驗(yàn)期間在絕熱材料或樣塊被燒面的背面有可見火焰；或試驗(yàn)后當(dāng)測(cè)試樣塊冷卻至少30s后，封裝材料上有能夠露出絕熱材料的開口或裂痕。

（2）無燃燒顆?；虻湮镆济迚|

考核其耐燒穿性。整體來說新提案的要求比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的要求更為嚴(yán)苛，圖1、圖2中現(xiàn)行使用的材料以及結(jié)構(gòu)是否能滿足要求，需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

2.2 電機(jī)電容相關(guān)要求

2.2.1 提案對(duì)電機(jī)電容具體要求

（1）針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)24.5條款跨越電容器兩端的電壓限值要求

電動(dòng)機(jī)輔助繞組中的電容器應(yīng)標(biāo)識(shí)其額定電壓和額定電容，并應(yīng)按照這些標(biāo)識(shí)使用；

當(dāng)器具在正常運(yùn)行條件下，以1.1倍額定輸入功率供電時(shí)，跨越電容器兩端的電壓不應(yīng)超過表2的規(guī)定。

（2）針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)24.8條款運(yùn)行電容失效安全要求

運(yùn)行電容在下述條件下應(yīng)符合IEC 60252-1的要求：

安全防護(hù)等級(jí)：S2；

運(yùn)行等級(jí)：A級(jí)或B級(jí)；

濕熱試驗(yàn)的嚴(yán)重性：試驗(yàn)持續(xù)21天；相對(duì)濕度為93%f 3%時(shí)，溫度為40℃±2℃。

通過視檢和適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)，包括IEC 60252-1第5.16.3和5.16.5條對(duì)安全保護(hù)等級(jí)S2電容器的順序破壞試驗(yàn)，試驗(yàn)后依據(jù)IEC 60252-1中的5.16.7評(píng)估是否通過。

2.2.2 與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)差異

（1）跨越電容器兩端的電壓差異

新提案以及現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、IEC標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)跨越電容兩端電壓要求的差異見表3。

（2）運(yùn)行電容失效安全要求差異

新提案、現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及IEC標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)運(yùn)行電容安全要求的差異見表4。

2.2.3 行業(yè)現(xiàn)狀分析

（1）跨越電容器兩端的電壓試驗(yàn)結(jié)果

新提案、IEC標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)三者進(jìn)行電容器兩端跨越電容測(cè)試的測(cè)試條件電壓要求一致，均為1.10倍的器具額定電壓，跨越啟動(dòng)電容兩端的電壓要求相同，不超過啟動(dòng)電容額定電壓的130%，但試驗(yàn)后運(yùn)行電容兩端的電壓限值不同，IEC標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所有運(yùn)行電容，跨越兩端的電壓均應(yīng)≤110%電容額定電壓，而提案則是按照其運(yùn)行等級(jí)，若為A級(jí)（30000h），則應(yīng)≤95%電容額定電壓，若為B級(jí)（10000h），則應(yīng)≤80%電容額定電壓。

針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差異，對(duì)國(guó)內(nèi)外的代表樣機(jī)進(jìn)行隨機(jī)檢查，目前大部分產(chǎn)品只有運(yùn)行電容，一少部分產(chǎn)品既有啟動(dòng)電容，又有運(yùn)行電容，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

從表5可以看出，隨機(jī)選取的產(chǎn)品中，絕大多數(shù)可以滿足要求，但仍存在部分產(chǎn)品不滿足要求的情況，如果按照該提案要求，則要求在選配電容上，應(yīng)盡可能的大些，以確保滿足標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

（2）運(yùn)行電容失效時(shí)安全性防護(hù)現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)方式

從表5給出的隨機(jī)統(tǒng)計(jì)結(jié)果中可以看出，目前行業(yè)情況如下：

a.安全防護(hù)等級(jí)S0、S1、S2、S3型的電容都有在使用；

b.運(yùn)行等級(jí)A、B、C都有使用，濕熱嚴(yán)酷等級(jí)21，也是滿足新提案要求的；

c.電容材質(zhì)上多為白色圓柱形塑料外殼電容，少數(shù)為黑色方形塑料外殼電容，也有銀色金屬外殼電容，見圖3。

目前行業(yè)情況對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、IEC標(biāo)準(zhǔn)及新提案的符合性如下：

a.電容失效時(shí)的安全性，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4706.13-2014無特殊要求，因此上述情況認(rèn)為均滿足國(guó)標(biāo)的要求；

b.運(yùn)行電容的安全防護(hù)等級(jí)，IEC 60335-2-24:2017要求為S2或S3，且電容應(yīng)該在一個(gè)可以防止火焰或熔融金屬的輻射而導(dǎo)致電容失效的金屬或陶瓷殼體內(nèi)。因此，S0、S1電容是不符合要求的，S2、S3電容雖然安全防護(hù)等級(jí)滿足要求，但絕大多數(shù)都是塑料殼體，沒有附加防護(hù)的金屬或陶瓷殼體，不能滿足IEC標(biāo)準(zhǔn)的要求；

c.新提案要求電容的安全防護(hù)等級(jí)僅可以是S2型，且其運(yùn)行等級(jí)為A級(jí)或B級(jí)，并規(guī)定了濕熱試驗(yàn)的嚴(yán)酷等級(jí)條件，從要求上來看提案要求明顯高于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。

圖3電容外觀結(jié)構(gòu)圖

3 結(jié)束語

新提案目前還是DC文件的形式，但是提出的這兩點(diǎn)內(nèi)容確實(shí)是電冰箱測(cè)試時(shí)存在著火風(fēng)險(xiǎn)的地方，從安全角度考核，提高電容、壓縮機(jī)倉絕熱材料的安全等級(jí)對(duì)產(chǎn)品安全性能有一定的促進(jìn)作用，對(duì)消費(fèi)者的人身和財(cái)產(chǎn)安全是非常必要的，從目前IEC會(huì)議反饋來看，包括我國(guó)在內(nèi)的絕大多數(shù)國(guó)家是支持該條提案內(nèi)容的，目前該提案即將進(jìn)入CDV階段，希望電冰箱行業(yè)相關(guān)人員能夠及早了解國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)變化，尤其在絕熱材料防護(hù)上，由于首次在家電產(chǎn)品中提出5VA要求，以及新的附錄XX試驗(yàn)方法，選用5VA材料必然會(huì)導(dǎo)致成本的增加，若采用附錄XX試驗(yàn)方法，則測(cè)試樣塊為發(fā)泡材料以及其內(nèi)外的防護(hù)材料需一起進(jìn)行測(cè)試，這與目前的非金屬材料測(cè)試方法的取樣和測(cè)試方法是不同的，后續(xù)我們應(yīng)該針對(duì)這部分內(nèi)容開展研究，探尋如何在滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下節(jié)約成本。