電冰箱安全標準國際提案61C/791/DC內容解析

吳曉麗 潘權 馮靜 屠冰 楊瑞麗

WU Xiaoli PAN Quan FENG Jing TU Bing YANG Ruili

中家院（北京）檢測認證有限公司 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內比較關注的問題之一，2017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所包含產品的火災防護性能，尤其針對壓縮機倉、電容器保護，以及外露表面的防火安全。電冰箱壓縮機倉內電氣部件眾多，一般電冰箱與電網的連接也是通過該部分引出，且其周圍環境非金屬材料較多，一旦自身某部件發生著火或者周圍環境發生著火，其周圍若沒有得到妥善的防護，引起火災的風險較大。61C/791/DC提案就是針對壓縮機倉、電容器保護，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提案從兩個方面來考慮其安全性，一方面針對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，主要考核壓縮機倉部件著火后是否會引起周圍絕熱材料的燃燒，通過在22章增加新的章節，并以新附錄的形式提供測試方法進行考核；另一項是針對電機電容的要求，通過對電容的特殊要求來降低其失效產生的危險，涉及24.5和24.8條款。本文在詳細介紹提案具體內容的同時，將提案與現行國家標準、國際標準的要求差異進行了分析，并針對行業現狀進行實例分析，以便冰箱行業從業者可以更好地理解該提案內容。

2 提案主要內容

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要求

2.1.1 提案具體要求

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

（1）金屬材料：厚度不低于0.20mm，熔點溫度不低于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的樣品厚度應小于等于器具上相應部分的厚度；

（3）單一非聚合材料：要滿足提案附錄試驗；

（4）多層材料：至少一層是非聚合，并能通過提案中附錄規定的試驗；

如果這些材料上有孔，如發泡時的注料孔或產生的一些孔，則應滿足如下要求：

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

用于封裝壓縮機間室與食品儲藏室之間的絕熱材料的材料也適用。

上述要求不適用對象見表1所示。

2.1.2 與現行標準差異

與現行標準的差異主要針對提案內容與國家標準GB 4706.13-2014、國際標準IEC 60335-2-24:2017（ed.7.2）的內容進行比較，具體差異如表1所示。

2.1.3 行業現狀分析

針對現行標準和最新提案要求的不同，隨機選取了國內外代表樣機進行檢查，主要關注了冰箱的后背板以及壓縮機倉的材料，結果如下：

（1）冰箱背板材質

背板材質有金屬背板、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）壓縮機倉結構

目前，常見的壓縮機倉結構見圖2所示。圖2（a）所示壓縮機倉上側，左側、右側為厚塑料材質；底部為金屬，內部靠近儲藏間室側為薄塑料層材質。圖2（b）所示壓縮機倉上側、內側為薄塑料層材質，內底部、左側、右側為金屬材質。圖2（c）所示壓縮機倉上側、內側為薄塑料層材質，左側、右側為后塑料材質，底部為金屬材質。

圖1四種背板形式是目前最為常見冰箱背板材質。圖2是壓縮機倉常見的結構，除去壓縮機倉背板，壓縮機倉頂部、左側、右側、內部均有可能存在非金屬材料，內部和頂部會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。

按照現行的標準，金屬材質無特殊要求，其他三種非金屬材質，若執行國標，則可以滿足耐熱試驗的要求即可，若執行IEC標準，則應滿足針焰試驗或為V-0或V-1的材料。然而，如果按照提案的要求，則需要確認以下方面：

若為金屬材質，金屬的厚度以及熔點溫度是否滿足要求；

表1 針對絕熱材料相關標準差異對照表

圖1冰箱背板材質圖

圖2壓縮機間室結構

非金屬材質：

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 運行電容失效安全要求差異對比

表5 代表樣機電容規格參數及跨越電容兩端電壓測試結果

提案附錄所規定的試驗方法與考核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部材料組成的樣品，也就是帶發泡材料進行測試，要求在試驗持續期間和試驗后無下述情況發生：

（1）無燒穿

燒穿是指封裝材料中產生的孔或裂痕使得絕熱材料露出，從而：

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

（2）無燃燒顆粒或跌落物引燃棉墊

考核其耐燒穿性。整體來說新提案的要求比現行標準的要求更為嚴苛，圖1、圖2中現行使用的材料以及結構是否能滿足要求，需要進一步驗證。

2.2 電機電容相關要求

2.2.1 提案對電機電容具體要求

（1）針對標準24.5條款跨越電容器兩端的電壓限值要求

電動機輔助繞組中的電容器應標識其額定電壓和額定電容，并應按照這些標識使用；

當器具在正常運行條件下，以1.1倍額定輸入功率供電時，跨越電容器兩端的電壓不應超過表2的規定。

（2）針對標準24.8條款運行電容失效安全要求

運行電容在下述條件下應符合IEC 60252-1的要求：

安全防護等級：S2；

運行等級：A級或B級；

濕熱試驗的嚴重性：試驗持續21天；相對濕度為93%f 3%時，溫度為40℃±2℃。

通過視檢和適當的試驗，包括IEC 60252-1第5.16.3和5.16.5條對安全保護等級S2電容器的順序破壞試驗，試驗后依據IEC 60252-1中的5.16.7評估是否通過。

2.2.2 與現行標準差異

（1）跨越電容器兩端的電壓差異

新提案以及現行國家標準、IEC標準針對跨越電容兩端電壓要求的差異見表3。

（2）運行電容失效安全要求差異

新提案、現行國家標準及IEC標準針對運行電容安全要求的差異見表4。

2.2.3 行業現狀分析

（1）跨越電容器兩端的電壓試驗結果

新提案、IEC標準和國家標準三者進行電容器兩端跨越電容測試的測試條件電壓要求一致，均為1.10倍的器具額定電壓，跨越啟動電容兩端的電壓要求相同，不超過啟動電容額定電壓的130%，但試驗后運行電容兩端的電壓限值不同，IEC標準和國家標準對所有運行電容，跨越兩端的電壓均應≤110%電容額定電壓，而提案則是按照其運行等級，若為A級（30000h），則應≤95%電容額定電壓，若為B級（10000h），則應≤80%電容額定電壓。

針對標準差異，對國內外的代表樣機進行隨機檢查，目前大部分產品只有運行電容，一少部分產品既有啟動電容，又有運行電容，試驗結果見表5。

從表5可以看出，隨機選取的產品中，絕大多數可以滿足要求，但仍存在部分產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，應盡可能的大些，以確保滿足標準的規定。

（2）運行電容失效時安全性防護現有的實現方式

從表5給出的隨機統計結果中可以看出，目前行業情況如下：

a.安全防護等級S0、S1、S2、S3型的電容都有在使用；

b.運行等級A、B、C都有使用，濕熱嚴酷等級21，也是滿足新提案要求的；

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

目前行業情況對國家標準、IEC標準及新提案的符合性如下：

a.電容失效時的安全性，國家標準GB 4706.13-2014無特殊要求，因此上述情況認為均滿足國標的要求；

b.運行電容的安全防護等級，IEC 60335-2-24:2017要求為S2或S3，且電容應該在一個可以防止火焰或熔融金屬的輻射而導致電容失效的金屬或陶瓷殼體內。因此，S0、S1電容是不符合要求的，S2、S3電容雖然安全防護等級滿足要求，但絕大多數都是塑料殼體，沒有附加防護的金屬或陶瓷殼體，不能滿足IEC標準的要求；

c.新提案要求電容的安全防護等級僅可以是S2型，且其運行等級為A級或B級，并規定了濕熱試驗的嚴酷等級條件，從要求上來看提案要求明顯高于現行標準。

圖3電容外觀結構圖

3 結束語

新提案目前還是DC文件的形式，但是提出的這兩點內容確實是電冰箱測試時存在著火風險的地方，從安全角度考核，提高電容、壓縮機倉絕熱材料的安全等級對產品安全性能有一定的促進作用，對消費者的人身和財產安全是非常必要的，從目前IEC會議反饋來看，包括我國在內的絕大多數國家是支持該條提案內容的，目前該提案即將進入CDV階段，希望電冰箱行業相關人員能夠及早了解國際標準變化，尤其在絕熱材料防護上，由于首次在家電產品中提出5VA要求，以及新的附錄XX試驗方法，選用5VA材料必然會導致成本的增加，若采用附錄XX試驗方法，則測試樣塊為發泡材料以及其內外的防護材料需一起進行測試，這與目前的非金屬材料測試方法的取樣和測試方法是不同的，后續我們應該針對這部分內容開展研究，探尋如何在滿足標準要求的情況下節約成本。