洗衣機防濺水IPX4試驗兩種試驗方法的差異分析

莊少紅，許良納，伍梓健，譚耀堂，黃嘉彬

（中國電器科學研究院有限公司,廣州 510300）

引言

在日常生活中, 洗衣機在使用環境中可能會遇到周圍各種環境因素影響而導致的水花飛濺, 從而導致水灑落到洗衣機外殼表面, 甚至經過外殼表面的縫隙、通風孔等進入到內部帶電部件，這些因素很大程度會導致洗衣機出現安全危險或者使產品內部帶電部件的爬電距離、電氣間隙遠低于標準要求，從而發生危險。洗衣機外殼的結構必須要起到防止濺水進入內部帶電部件的作用,至少能滿足標準要求的最低承受范圍。在產品洗衣機標準中要求洗衣機至少應達到防濺水IPX4的外殼防護等級要求。該標準中的外殼指的是能防止設備受到某些外部影響并在各個方向防止直接接觸的設備部件。

1 測試方法與案例分析

洗衣機產品的防濺水IPX4外殼防護等級試驗依據GB/T 4208-2017和GB 4706.1-2005標準的技術要求進行。

在GB/T 4208-2017標準防濺水IPX4試驗可以采用擺管裝置和淋水噴頭兩種試驗方式之一進行，不同的方式，對應的試驗方法也存在一定的技術差異。本文通過對某一洗衣機（圖1）分別用兩種不同方式（擺管裝置和淋水噴頭噴頭）進行的防濺水IPX4試驗，具體對兩種實驗方法進行差異分析。

圖1中的洗衣機后蓋板上布滿了密密麻麻的小孔，后蓋板里面安裝著各種元器件和各種電線的帶電件。通過擺管裝置和淋水噴頭進行的防濺水IPX4試驗，來分析經過小孔進入到洗衣機內部的進水情況。

1.1 擺管裝置的試驗與案例分析

擺管裝置的試驗原理是一個半圓的擺管沿著軸心來回擺動，擺管上面的針孔出水始終對準擺管的軸心，這就很明確的限制了水路的走向，就是永遠保持針孔到軸心的直線方向。擺管半徑的尺寸大小根據產品的尺寸進行選定，選定的依據是必須滿足產品到針孔的最小距離小于200 mm，也就是說產品在正常放置中離軸心最遠的那一個部位，與以軸心為中心點的一個球體表面最近的距離不超過200 mm，見圖2、圖3。

結合GB 4706.1-2005中15.1.2條款要求在地面或桌面上使用的器具，需要放置在一個無孔眼的水平支承臺上，支承臺面的直徑為二倍擺管的半徑減去15 cm。器具的水平中心線需要與擺管的轉動軸心線一致，擺管擺動范圍限制在從垂直算起每側各90 °，持續時間為5 min，支撐物放在擺管擺動軸心線的高度上，見圖4。由此可見，擺管射向產品的水流方向一直都是在上方向朝著軸心往下射水，見圖5。

從圖5可以看到，在對洗衣機進行擺管裝置的防濺水IPX4試驗時，由于擺管出水保持射向軸心的方向，水流在經過后蓋板的時候，會受到水射方向的受擋，因此進入內部帶電部件的水不多，試驗后結果見圖6～8。

圖1 洗衣機樣機

1.2 淋水噴頭裝置的試驗與案例分析

淋水噴頭裝置（見圖9）是一個均勻分布121個孔的設備，每個孔的出水量保持均勻，按照GB/T 4208-2017標準規定，總水流量為（10±0.5）L/min，以每平方的表面積淋水1 min的要求對產品進行淋水試驗，總試驗時間不少于5 min。防濺水IPX4試驗時，從噴頭上除去平衡重物的擋板，使外殼在各個可能的方向都受到濺水。

圖2 防淋水和濺水試驗裝置（擺管）

圖3 樣品與擺管距離(最小距離小于200 mm)

圖4 器具的水平中心線與擺管的轉動軸心線一致

圖5 擺管射向產品的水流方向一直都是在上方向朝著軸心往下射水

淋水噴頭防濺水IPX4試驗，由于標準條款規定使外殼在各個可能的方向都受到濺水，同時存在一些主觀性，在滿足噴頭與試樣的距離在300～500 mm的距離范圍內，可隨意擺動淋水噴頭的方向和位置，淋水噴頭出來的水就無可避免會經過小孔進入外殼內部，甚至可以由下往上噴水，增加產品內部帶電部件進水的可能性稍為大一點，如圖10、圖11。

對于上面所說的小孔，如果使用淋水噴頭進行試驗，明顯存在由下傾斜往上噴水的情況，顯而易見，會出現更多的可能性，使得水更容易經過小孔進入內部，甚至進入到內部帶電件上，導致爬電距離或者電氣間隙降低，如圖12～14。

圖 6 白框是有水進入試樣內部部位

圖7 白框是有水進入試樣內部部位

圖8 白框是有水進入試樣內部部位

圖9 防淋水和濺水手持式試驗裝置(噴頭)

圖10 手持式試驗裝置(噴頭)

圖11 手持式試驗裝置試驗示例

1.3 兩種試驗結果總結和分析

對上述兩種試驗方法的結果進行分析，兩種方法的內部電機進水量差不多一樣，但是對于電容器和扎線周圍存在明顯的不一樣。

擺管裝置試驗后，電容表面和扎線周圍出現零星水跡，屬于標準可接受范圍內；而淋水噴頭試驗后的電容表面和扎線周圍卻出現密密麻麻的水滴，嚴重影響設備的正常操作或破壞安全性，同時導致帶電部件之間沿爬電距離引起漏電起痕的絕緣部件上，明顯不符合標準的接受條件。所以，在特定情況下，淋水噴頭試驗比擺管裝置試驗結果更嚴酷。

GB 4706.1-2005標準15.1.1條款中要求，根據標準GB/T 4208-2017對不能放置在規定的擺管下試驗的試樣，可以使用手持式淋水噴頭。在設備允許范圍內，遵循標準要求，結合檢驗規程要求，洗衣機產品能夠在滿足最大半徑1 600 mm下放置的情況下，優先使用擺管裝置進行試驗（目前為止，還未遇到能夠超出最大半徑1 600 mm擺管的超大尺寸民用洗衣機產品）。

2 結束語

在日常生活使用洗衣機過程中，無可避免會出現各種各樣的水花飛濺，對比兩種試驗方法的試驗過程，水花的飛濺不可能完全出現像擺管裝置那樣的有規律射水，會以各種形態進入洗衣機外殼內部，例如地面的反彈水，衣服在空中飛甩中的水花，還有不小心潑水，或者洗衣機在放置陽臺，遇到狂風暴雨，種種現象，再結合上述對擺管裝置和淋水噴頭的分析比較，筆者認為淋水噴頭噴水的防濺水IPX4試驗更貼近現實生活中的場景，在GB 4706.24第15章中規定優先選擇淋水噴頭進行防濺水IPX4試驗，而不是按照GB 4706.1-2005標準15.1.1條款中要求，標準GB/T 4208-2017對不能放置在規定的擺管下試驗的試樣，可以使用手持式淋水噴頭。

圖12 白框是有水進入試樣內部部位

圖13 白框是有水進入試樣內部部位

圖14 白框是有水進入試樣內部部位