對(duì)家電產(chǎn)品中灼熱絲試驗(yàn)的幾點(diǎn)探討

趙慧云 陳常山 咸美玲 岳洪霞 王 泉 金 寧

（山東省計(jì)量科學(xué)研究院 濟(jì)南 250014）

引言

灼熱絲試驗(yàn)是對(duì)設(shè)備內(nèi)易發(fā)生火焰蔓延的絕緣材料或其他固體可燃材料的零件進(jìn)行灼熱元件的起燃模擬試驗(yàn)。它是衡量非金屬材料耐燃性的重要指標(biāo)。目前我國(guó)家電產(chǎn)品的安全現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)是GB 4706.1-2005，等同采用IEC 60335-1:2004（Ed 4.1），該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)非金屬材料部件的灼熱絲試驗(yàn)有非常嚴(yán)格、非常細(xì)致的要求。標(biāo)準(zhǔn)第30.2 條根據(jù)非金屬材料部件的位置、作用、器具的類(lèi)型以及它附近連接件承載的電流的不同，對(duì)需要進(jìn)行的灼熱絲試驗(yàn)進(jìn)行了說(shuō)明。

本文將著重針對(duì)GB 4706.1 中第30.2.2 條（適用于有人照看器具）和30.2.3（適用于無(wú)人照看的器具）條的“支撐載流連接件的絕緣材料，以及這些連接件3 mm距離內(nèi)的絕緣材料部件”[1]這句話(huà)進(jìn)行分析解讀。結(jié)合IEC 60335-1:2020 標(biāo)準(zhǔn)和兩個(gè)具體案例對(duì)以下幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行探討：標(biāo)準(zhǔn)意義的絕緣材料部件該如何判定？在何種情況下即要對(duì)部件進(jìn)行灼熱絲試驗(yàn)（GB/T 5169.11）又要對(duì)部件的材料進(jìn)行灼熱絲試驗(yàn)（GB/T 5169.12）？當(dāng)“3 mm 距離”內(nèi)有多種絕緣材料時(shí)，該如何進(jìn)行灼熱絲試驗(yàn)？

1 對(duì)“支撐載流連接件的絕緣材料”的定義

CTL DSH 512 決議給出的如圖1 所示的結(jié)構(gòu)示意圖，很好的詮釋了這一定義。圖1 中材料A、B、C 都是用來(lái)支撐帶電部件（載流件）的，但只有材料A 是處在連接件處的，因此，只有材料A 才是標(biāo)準(zhǔn)所說(shuō)的“支撐載流連接件的絕緣材料”，材料B 和C 是“支撐載流件的絕緣材料”。因?yàn)椴牧螧 距離這個(gè)連接件距離＜3 mm，所有材料B 是標(biāo)準(zhǔn)所說(shuō)的“連接件3 mm 距離內(nèi)的絕緣材料部件”[2]。

圖1 支撐載流連接件的絕緣材料示意圖

2 “3 mm 距離”的確認(rèn)方法

參照IEC60335-1:2020 標(biāo)準(zhǔn)的附錄O，“3 mm距離”應(yīng)是落在圖2 圖示的半球形圓柱體虛線(xiàn)內(nèi)的區(qū)域（球形和圓柱體的半徑均為3 mm）。

圖2 “3 mm 距離”測(cè)量圖

在“3 mm 距離”測(cè)量時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：

1）標(biāo)準(zhǔn)IEC 60335-1:2020 附錄O 中指出，“3 mm 距離”的測(cè)量起點(diǎn)應(yīng)是這個(gè)連接處的載流導(dǎo)體的外表面，而不是真正的連接處[3]。

2）標(biāo)準(zhǔn)IEC 60335-1:2020 第30.2 條款中指出，如果載流連接件與其3 mm 距離內(nèi)的非金屬材料部件之間被其它材料隔離，則此部件在進(jìn)行GB/T 5169.11 的灼熱絲試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將材料按原位放置，灼熱絲頂端（從載流連接件所在端）先插入隔離材料的適當(dāng)部位，而不直接施加于被隔離材料[3]。

3 實(shí)例分析

3.1 一種微型開(kāi)關(guān)

CTL DSH-2060 決議提到一種微型開(kāi)關(guān)，如圖3 所示，器具內(nèi)部線(xiàn)通過(guò)錫焊連接到該微型開(kāi)關(guān)的金屬端子上。假設(shè)通過(guò)該微型開(kāi)關(guān)的額定電流I ＞0.5 A（有人照看的器具）或者I ＞0.2 A（無(wú)人照看的器具）。圖4 為該微型開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖，決議指出“載流連接處”應(yīng)是圖示黃色區(qū)域，“載流連接處”不應(yīng)包括錫焊區(qū)域。載流連接件到非金屬塑料件的距離為：從圖示可能的載流連接處所指區(qū)域到塑料件的空間最短距離[4]。

圖3 一種微型開(kāi)關(guān)

圖4 微型開(kāi)關(guān)示意圖

3.2 “3 mm 距離”內(nèi)有多種絕緣材料的情況

圖5 是一個(gè)在無(wú)人照看的器具上使用的熱熔斷體，該熱熔斷體與內(nèi)部導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)金屬片壓接的方式連接，連接處的額定電流I ＞0.2 A，在連接處周邊先后套有一層黑色熱縮管和一層白色絕緣套管。黑色熱縮管緊靠在連接處，白色絕緣套管距離這個(gè)連接處的載流導(dǎo)體的外表面距離＜3 mm。

本器具是無(wú)人照看的器具，黑色熱縮管和白色絕緣套管均處在載流連接處3 mm 距離內(nèi)，所以應(yīng)按照GB 4706.1 第30.2.3 條進(jìn)行考核，黑色熱縮管和白色絕緣套管需要同時(shí)滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件，才算滿(mǎn)足本條款要求。

1）兩種絕緣部件的材料的灼熱絲的燃燒指數(shù)（GB/T 5169.12）都至少為850 ℃，該試樣不厚于相關(guān)部件。

2）兩種絕緣部件要分別經(jīng)受住750 ℃的灼熱絲試驗(yàn)（GB/T 5159.11），其中在對(duì)白色絕緣套管進(jìn)行灼熱絲試驗(yàn)時(shí)，要將黑色熱縮管和白色絕緣套管按原位放置，灼熱絲頂端要先施加在黑色熱縮管上，如圖6 所示。在灼熱絲試驗(yàn)期間，如果是黑色熱縮管灼熱絲試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的火焰持續(xù)超過(guò)2 s，則黑色熱縮管上方20 mm 直徑，50 mm 高的圓柱范圍內(nèi)的非金屬部件（包括白色絕緣套管）要經(jīng)受針焰試驗(yàn)或者燃燒等級(jí)達(dá)到V-1。如果是白色絕緣套管灼熱絲試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的火焰持續(xù)超過(guò)2 s，則白色絕緣套管上方20 mm 直徑，50 mm 高的圓柱范圍內(nèi)的非金屬部件要經(jīng)受針焰試驗(yàn)或者燃燒等級(jí)達(dá)到V-1。在標(biāo)準(zhǔn)GB 4706.1 中還給出了一個(gè)替換的條件：如果這兩種非金屬材料的灼熱絲起燃溫度（GB/T 5159.13）都至少為775 ℃，該試樣不厚于相關(guān)部件，那么可以不進(jìn)行750 ℃灼熱絲試驗(yàn)。

在IEC 60335-1:2020 中，還給出了其他替換條件：

1）如果非金屬材料的灼熱絲燃燒指數(shù)（GB/T 5169.12）不可獲得，可對(duì)非金屬部件直接進(jìn)行850 ℃的灼熱絲試驗(yàn)（GB/T 5159.11），如果經(jīng)受住了，可等同認(rèn)為該非金屬部件的材料的灼熱絲燃燒指數(shù)滿(mǎn)足要求。對(duì)于圖5的結(jié)構(gòu)，如果黑色熱縮管和白色絕緣套的灼熱絲燃燒指數(shù)不可獲得，可對(duì)黑色熱縮管和白色絕緣套管分別進(jìn)行850 ℃的灼熱絲試驗(yàn)，其中對(duì)白色絕緣套管的灼熱絲試驗(yàn)應(yīng)如圖6 所示。

圖5 一熱熔斷體應(yīng)用實(shí)例及其載流連接處的結(jié)構(gòu)示意圖

圖6 白色熱縮管灼熱絲試驗(yàn)示意圖

2）如果非金屬材料的灼熱絲燃燒指數(shù)（GB/T5169.12）至少滿(mǎn)足750 ℃，且其材料上方20 mm 直徑，50 mm 高的圓柱范圍內(nèi)的非金屬部件可經(jīng)受住針焰試驗(yàn)，該試樣不厚于相關(guān)部件，那么可免除部件的灼熱絲試驗(yàn)。對(duì)于圖5 的結(jié)構(gòu)，如果廠(chǎng)家選用的黑色熱縮管和白色絕緣套管的材料均滿(mǎn)足灼熱絲燃燒指數(shù)（GB/T 5169.12）大于750 ℃，且白色絕緣套管及范圍內(nèi)（材料上方20 mm 直徑，50 mm 高的圓柱）其他非金屬部件可經(jīng)受住針焰試驗(yàn)或者燃燒等級(jí)可達(dá)到V-1，可免除做部件的灼熱絲試驗(yàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

家電產(chǎn)品的安全一直是最受人們關(guān)注的問(wèn)題，耐燃性更是家電產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)考核的重點(diǎn)。本文通過(guò)對(duì)GB 4706.1 中“支撐載流連接件的絕緣材料，以及這些連接件3 mm距離內(nèi)的絕緣材料部件”這句話(huà)的分析解讀，并結(jié)合IEC 60335-1:2020 標(biāo)準(zhǔn)和兩個(gè)具體案例，對(duì)家電產(chǎn)品中灼熱絲試驗(yàn)遇到的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了探討。希望能在非金屬部件的選材和灼熱絲試驗(yàn)方面，對(duì)廠(chǎng)家和檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室能有一些幫助。