安 美 郭記偉 黃昌遠
(賽旺檢驗檢測認證有限公司 重慶 401120)
快熱式電熱水器也稱即熱式電熱水器,是指利用大功率發熱元件迅速加熱流水并且能通過電路控制水溫,使水溫達到適合人體洗浴溫度的電熱水器。從結構組成看,其主要包括外殼、加熱系統、控制系統、恒溫系統、超溫保護系統、漏電保護系統及電源線等。按結構型式分,主要包括普通型快熱式電熱水器、小廚寶、電熱水龍頭等。其具有即開即用、即關即停、節水節電、價格實惠等諸多優點。
快熱式電熱水器屬于強制性產品認證目錄(3C目錄)內的產品,其在上市銷售前必須取得國家指定認證機構頒發的強制性產品認證證書(CCC證書)并在產品上粘貼CCC標志。該產品的質量狀況一直是國家產品質量監督抽查及各地區產品質量監督抽查關注的重點。從近年來各地區公布的監督抽查結果看,快熱式電熱水器產品總體不合格率較高,問題突出,產品質量水平堪憂,因此有必要對其常見不合格項目進行研究和分析,并采取措施提升產品質量。
快熱式電熱水器產品目前執行的主要國家標準包括兩部分:電氣安全標準和電磁兼容標準。
電氣安全部分執行標準為GB 4706.11-2008《家用和類似用途電器的安全 快熱式熱水器的特殊要求》[1],該標準須與GB 4706.1-2005《家用和類似用途電器的安全第1部分:通用要求》[2]配套使用。
電磁兼容部分執行標準主要包括GB 4343.1-2018《家用電器、電動工具和類似器具的電磁兼容要求 第1部分:發射》[3]、GB 17625.1-2012《電磁兼容 限值 諧波電流發射限值(設備每相輸入電流≤16 A)》[4]。
需要指出的是,根據《強制性產品認證實施規則 家用和類似用途設備》(編號:CNCA-C07-01:2017)的規定,該產品進行強制性產品認證時只進行電氣安全部分的型式試驗,不涉及電磁兼容相關參數的檢測。因此,強制性產品認證通過并不代表電磁兼容相關指標也符合上述國家強制性標準的技術要求。
快熱式電熱水器產品的常見不合格項目涉及電氣安全和電磁兼容。電氣安全不合格項目主要包括:標志和說明、對觸及帶電部件的防護、輸入功率和電流、非正常工作、結構、元件、電源連接和外部軟線、接地措施;電磁兼容不合格項目主要是端子騷擾電壓。
2.1.1 標志和說明
1)部分快熱式電熱水器產品的操作界面中使用的“開-待機”符號與“開關”文字描述自相矛盾(見圖1),應根據產品對應按鍵的真實狀態(待機還是關機)正確標注圖形符號和提示文字。

圖1 “開-待機”符號與“開關”文字自相矛盾
2)部分快熱式電熱水器產品的銘牌、使用說明書等存在錯誤使用物理量單位符號的現象。例如電源頻率單位符號“Hz”錯誤地寫成“HZ”、額定輸入功率單位符號“W” 錯誤地寫成“w”,額定壓力單位符號“MPa”錯誤地寫成“mPa”等,應按照國際單位制規定的物理量的單位符號正確標注。
3)部分快熱式電熱水器產品未標注進水口和出水口位置,有些使用安裝時會拆卸掉的帶顏色的螺紋保護端蓋進行標識,容易導致后續安裝時出錯,從而造成危險。符合標準要求的標注方式有:用箭頭指示水流方向(電熱水龍頭使用較多)、文字標注、顏色標注(藍色用作進水口、紅色用作出水口)等。需要注意的是,這些標識應放在不可拆卸的零件上。
2.1.2 對觸及帶電部件的防護
該不符合項主要出現在快熱式電熱水龍頭產品中,具體表現為徒手取下電氣間室的端蓋后,B型試驗探棒可觸及內部裸露的帶電部件(見圖2)和僅用基本絕緣與帶電部件隔開的部件(見圖3)。該項目不合格容易導致使用者觸電。正確做法是避免端蓋部分成為可拆卸部件,可在端蓋旋緊后使用螺釘進行進一步固定。

圖2 B型試驗探棒可觸及接線端子帶電部件

圖3 B型試驗探棒可觸及僅用基本絕緣隔開的部件
2.1.3 輸入功率和電流
輸入功率和電流不合格表現為實測輸入功率與器具標稱額定輸入功率的偏差超出標準限定值,通常表現為實測輸入功率過大。該項目不合格容易造成線路過載,電源線發熱加劇,從而加速電源線的老化,極端情況下會因絕緣層熔融造成線路短路,繼而引發觸電、火災等安全事故的發生。
2.1.4 非正常工作
圖4所示快熱式電熱水龍頭產品出廠時帶有漏保插頭,但拆開器具內部發現,水壓開關與熱保護器均位于電源線的相線側,電源線的中性線直接接于發熱元件的另一端(見圖5)。改變電源極性的條件下,進行標準第19.5條的模擬管狀外鞘發熱元件基本絕緣失效試驗時,電源插頭中的漏電保護器(以下簡稱漏保)跳閘,即器具裝有使器具符合第19.11.3條的保護電子電路(漏保插頭內部電子電路的某一部分),需要按照第19.11.2中a)~f)的要求,在模擬漏保插頭內部電子元器件失效故障(例如整流橋接線端處的開路)的條件下重復進行第19.5條的相關試驗。試驗過程中,器具冒出大量的有毒性氣體,試驗后塑料外殼燒壞且發熱管基本絕緣失效(見圖6),不符合標準要求。改進建議是去掉漏保插頭或將水壓開關和熱保護器分布于發熱管的不同側。

圖4 出廠時帶漏電保護插頭的快熱式電熱水龍頭

圖5 水壓開關與熱保護器均位于相線側

圖6 非正常試驗后塑料外殼熔融且發熱管基本絕緣失效
2.1.5 結構
1)部分電熱水龍頭產品無防止器具內部壓力過高的壓力釋放裝置(見圖7)。標準要求在器具在內部壓力達到1.1 MPa之前,應有預置的薄弱部件被噴開或破裂,或壓力釋放裝置動作。如果產品未設置這樣的保護裝置,一旦器具內部壓力過大,極易發生爆炸。正確的做法是在產品結構中增加過壓釋放裝置,確保器具不會出現爆炸危險。

圖7 電熱水龍頭產品預置的壓力釋放裝置
2)部分快熱式電熱水器產品內部有軟管和螺紋接頭(見圖8),但未設置排水孔。當接頭密封失效或軟管破裂時,滲漏出的液體因無法及時排出會越積越多,進而影響產品的電氣絕緣,極端情況下可能會造成設備損毀、人員觸電甚至因短路引發火災事故。正確的做法是在器具的底部適當位置開設符合標準要求尺寸的排水孔,從而確保泄漏的液體不會積聚。

圖8 快熱式電熱水器產品內部結構
2.1.6 元件不合格
部分電熱水龍頭產品出廠時在電源線上已經裝好漏保插頭(見圖4),還有一部分產品雖然電源線不帶漏保插頭,但是在其包裝箱內放置了相關配件供用戶選裝。電熱水龍頭的功率一般在3 000 W左右,其額定電流一般大于10 A,但出廠配置的漏保插頭的額定電流通常為10 A,顯然不能滿足整機使用的要求。器具長時間工作會燒壞漏保插頭,極端情況下甚至可能造成人員觸電或引發火災事故。改進建議是相關產品出廠時提供的漏保插頭額定電流不得小于器具本身的額定電流,也可選擇電源線不帶插頭且不提供任何漏保插頭配件。但為安全起見,建議在說明書中強調:“為增加保護,建議在固定布線回路中安裝一個額定剩余工作電流不超過30 mA的剩余電流裝置(RCD)。向RCD安裝商咨詢”。
2.1.7 電源連接和外部軟線
電源連接和外部軟線不合格主要表現在電源線的線徑(標稱線徑或實測線徑)偏小。部分生產單位為了節省成本,使用線徑較小的電源線,產品在使用過程中,電源線發熱加劇,從而加速電源線的老化,極端情況下甚至可能造成電源線的絕緣層熔融,有導致使用者觸電甚至引發火災的風險。正確的做法是產品的電源線線徑要與器具的額定電流相適應,避免電源線過載。
2.1.8 接地措施
接地措施不合格主要表現在接地導線設置過短(見圖9)。當固定裝置失效,電源軟線從固定裝置中滑出時,接地導線先于載流導線繃緊,一旦接地導線被拉扯掉后,器具處于僅由基本絕緣防護的狀態,此時如果基本絕緣失效,使用者有觸電的風險。正確的做法是確保電源軟線從固定裝置中滑出時,接地導線最后繃緊。

圖9 接地導線先于載流導線繃緊
部分快熱式電熱水器產品按照GB 4343.1-2018標準進行端子騷擾電壓項目試驗時,在150 kHz~30 MHz測試頻段內,測試值超過標準限定值(見圖10)。該項目不合格容易導致器具工作時對同一電網中運行的其它電子設備的正常工作造成干擾甚至損壞。正確的做法是在產品的設計開發階段即考慮產品的電磁兼容問題,在電路設計中加入電磁兼容保護電路。

圖10 端子騷擾電壓測試曲線
本文在實驗室歷年檢驗經驗和收集到的各地區監督抽查結果的基礎上,匯總分析了快熱式電熱水器產品的常見不合格項目,并提出了有針對性的改進建議,為相關生產單位優化產品結構設計、提升產品質量提供一定的參考和幫助。