關于空調室內機防火的現狀分析與防護措施

蔣權裕 梁紹康

JIANG Quanyu LIANG Shaokang

珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070

Gree Electric Appliances Inc. of Zhuhai Zhuhai 519070

1 引言

隨著我國經濟發展和社會進步，人們的生活質量越來越好，空調已成為了人們家居的必需品。在空調迅速發展和普及應用的同時，產品質量方面的問題也逐漸暴露出來，電氣安全問題引起的火災已引起國家相關部門和廣大消費者的關注、重視。防火安全作為電氣安全的重要環節之一，對空調防火措施進行分析和改進顯得尤為重要。

2 空調室內機起火分析

近年來，因空調室內機起火引發的火災時有發生，空調室內機防火結構越來越受到用戶的重視，空調室內機的防火措施成為電氣安全的重中之重。通過對以往空調室內機起火的案例分析，著火點主要集中在通過電壓為220V電的接線板和主板通過電壓為220V電的區域部分。

2.1 接線板起火導致室內機起火燃燒

導致原因：(1)用戶使用環境惡劣，如一些海邊區域的空氣濕度高、鹽堿度高，接線板中的金屬端子易被銹蝕，導致接線板與電源線端子間接觸不良，接觸不良處存在局部溫度急劇上升而引起火苗的情況；（2）在售后安裝電源線或用戶私自拆裝電源線的情況下，安裝不當導致電源線的接線端子與接線板的金屬端子有效覆蓋面積較小，如橡套軟線的“U型”插片沒有插到位，導致接線板與電源線間接觸不良，接觸不良處存在局部溫度急劇上升引起火苗的情況；（3）空調運行異常的情況下，流過接線板的電流過大，導致接線板過載，接線板使用溫度急劇升高，存在起火的情況。

2.2 主板短路起火造成火災

導致原因：（1）空調室內機的外部有水滲入（如房屋的天花板滲水，水直接滴落在空調上），滲入到電器盒內主板的帶電部件上，導致主板短路起火；（2）小昆蟲爬進空調室內機，進入到主板的引腳區域導致主板短路起火；（3）部分品牌機型的電源線直接插在主板上，當整機異常運行電流變大時，大電流經過主板，使得主板使用溫度急劇升高導致起火。

圖1鈑金件包裹的電器盒蓋1、電器盒蓋2、電器盒

圖2現有技術PCB的開槽方案

圖3空調室內機PCB板的火線（AC-L）端子部分示意圖

圖4空調室內機PCB板的零線（N）端子部分示意圖

3 現有空調室內機防火措施的缺點及改善措施

3.1 PBT接線板耐熱強度不高

空調室內機使用的PBT接線板的耐熱強度不高，存在高溫下起火的情況。整改措施：將接線板的材料由PBT更改為密胺。密胺具有自熄性、防火性、耐熱性、耐沖擊性、耐開裂性、耐腐蝕、硬度高和制品表面平整等特性，在潮濕和高溫條件下電性能較好，因其具有耐電弧性和耐漏電痕跡性，是電氣綜合性能好的材料。在漏電起痕實驗、灼熱絲實驗、球壓實驗中，材料為密胺的接線板比材料為PBT的接線板性能好，實驗數據對比如表1所示。密胺接線板可以承受500V的電壓，比PBT材料的耐壓值更高，耐壓性能更好；密胺接線板在750℃和960℃均無火焰，防火性能比PBT材料更佳；密胺接線板在125℃環境中的球壓實驗的壓痕為0.5mm左右，比PBT材料的壓痕更淺，密胺材料的硬度更高、耐沖擊性能更好。

表1 材料PBT與密胺材料的實驗數據對比

表2 ABS材料與BMC材料的實驗數據對比

3.2 電器盒防火等級低

材料為ABS-FR(V0)的電器盒、電器盒蓋1、電器盒蓋2防火等級低，高溫下容易燒穿，火苗竄出造成整機起火。整改措施如下：

（1）在電器盒和電器盒蓋1、電器盒蓋2的外圍增加鈑金件包裹，防止高溫下材料燒穿，火苗外竄，實施方案如圖1所示。

（2）將電器盒的材料由ABS更改為BMC。團狀模塑料（BMC: Bulk Moulding Compound）是指在UP樹脂中加入一定比例的增稠劑、低收縮劑、填充劑等成分組成的混合物與一定含量的短切玻璃纖維，經捏合混煉后制得的增強型團狀塑料，其特點是成型收縮率低，熱膨脹系數小，制品尺寸精度高，結構穩定性好，同時具有減振、吸振、剛性高及耐熱、耐濕、耐燃等優良性能。制品使用溫度高，可在130～150℃的范圍內連續工作，電絕緣性能好，使用BMC電器盒可以防止電器盒因燒穿導致火苗竄出引起整機起火，避免引發火災。材料ABS與BMC的實驗數據對比如表2所示。

4 一種外機供電分體內機PCB防火設計

在現有技術中，如圖2所示，由于PCB火線或者零線附近沒有開槽或者只有少許開槽，在主板短路起火的情況下，主板火線或者零線不容易被燒斷，能持續給主板供電。持續的大電流使主板火苗更加旺盛，導致整機起火，從而引發火災事故。針對主板零線、火線端子不容易燒斷的情況，申請了一項新的專利：一種外機供電分體內機PCB防火設計。具體實施方案如下：

（1）為了讓主板在短路的情況下快速燒斷零火供電端子，發明了主板火線（AC-L）端子采用“孤島”設計。“孤島”指給主板供電的火線端子和保險管一端采用開槽或者開孔設計，令這些槽或者孔完全將火線端子包圍住，僅留少許結構件支撐，設計方案如圖3所示。火線端子和保險管一端采用開槽設計，槽的寬度在1～3mm之間，長度在3～50mm之間，并保證火線端子被槽包圍；兩個槽相鄰之間的間隙為2～10mm，作為PCB板之間的結構支撐。

（2）零線（N）端子同樣采用“孤島”設計，零線端子附近采用開槽或者開孔設計，令這些槽或者孔完全將零線端子圍住，僅留少許結構支撐和PCB板零線通路，設計方案如圖4所示。開孔的直徑大小為1～10mm，并保證這些孔將主板零線完全包圍，僅留少許結構支撐和PCB板零線通路。

新防火措施效果：在空調室內機發生滲水或者PCB板受潮引起零線和火線之間發生短路，產生火花和電弧的情況下，由于PCB板零火線端子采用“孤島”設計，火線端子或者零線支撐結構部件較少，為PCB板中最薄弱的位置，火線端子或者零線首先被燒斷，從而切斷了空調所有負載的供電回路，避免主板由于長期打火和拉弧將火引到機器外面，從而避免火災的發生。

5 結論

本文通過對空調室內機防火措施的分析和新防火措施的提出，總結出上述空調室內機的防火技術，新防火措施大大提升了空調防火效果，給用戶帶來更加安全可靠的空調。