徐斯悦 董磊 沈云婷
(1.威凯检测技术有限公司 广东广州 510300;2.安徽省产品质量监督检验研究院 安徽合肥 230051)
关于储水式电热水器标准GB 4706.12-2006附录AA的探讨
徐斯悦1董磊2沈云婷1
(1.威凯检测技术有限公司 广东广州 510300;2.安徽省产品质量监督检验研究院 安徽合肥 230051)
本文分析了GB 4706.12-2006《家用和类似用途电器的安全 储水式热水器的特殊要求》中附录AA的相关内容, 探讨泄漏电流测试中,水流量、水电阻率、水温以及测试部位和测试时间设置等对测试结果的影响。
GB 4706.12;附录AA;水电阻率;接地异常
GB 4706.12-2006《家用和类似用途电器的安全 储水式热水器的特殊要求》附录AA的提出,是基于中国特殊的国情,以避免欠发达地区居民家中供电线路地线不可靠,极端情况下地线带电导致“电热水器电死人”事故的发生。据媒体报道曾有极端的电热水器触电事故发生,经查证是由于同一住宅内洗衣机漏电到水路中,导致水带电,再通过电热水器传递到洗澡中的人身上,以致危险的发生。
附录AA是考虑在“接地系统异常”情况下提供“应急防护措施”的要求。在实施标准附录AA的工作实践中,还存在一些不够完善、甚至导致误解之处,笔者认为有必要进一步探讨。故本文将对附录AA的内容加以分析、探讨。
标准相关重点内容见表1。
3.1 对附录AA.13.2“器具外导线接线端子处断开接地线”的理解
AA.13.2中的“端子”,就字面意思而言,是指连接外部电源软线的接地端子(通常是指进入器具内部的第一个接地点)。
标准中图AA.1模拟单相电热水器处于地线悬空状态,图AA.2模拟三相电热水器处于地线悬空状态,图AA.3模拟用户家中单相插座地线与火线接通的极端情况,即地线带电,详见本文图1、图2、图3。结合图AA.1、图AA.2、图AA.3,笔者认为标准AA.13.2设置有不妥之处,即,“在器具外导线接线端子处断开接地线”是违背条款设立初衷的,理由为:
(1)标准GB 4706.1-1998和/或GB 4706.1-2005中13.2非Ⅱ类器具泄漏电流测试电路图中没有接地线连接,即进行13.2条款试验时非Ⅱ类器
具是要断开接地线的,而附录AA中又提到“在器具外导线接线端子处断开接地线”,笔者认为此内容是多余的。
(2)对于图AA.3中的试验,在器具外导线接线端子处断开接地线,模拟的只是电源软线中接地线带电的情况,内部接地的金属部件反而不带电,不能模拟供电线路中接地异常“地线带电”,这恰恰违背了初衷。
3.2 水流量对附录AA.13.2中泄漏电流测试的影响
在标准规定的试验条件下,采用水温为25.7℃,电导率805us(即电阻率为1242Ω•cm3)的试验用水,进行试验测试。通过多次改变水流量的大小,试验测量数据见表2和图4。
根据数据分析,出水在不同的流速下,测得的泄漏电流值结果不同,且泄漏电流值随出水口处水流量增大呈增加趋势,但标准却没有对水流量的大小有具体的说明和要求。出水口水流速不固定,那么就很难实现测试结果的一致性,因此,从目前标准设置来看,确实存在这一方面的缺陷,因此,在标准中对出水口流速进行规定是必要的。
出水口流速受混水阀开闭程度、供水压力诸多因素影响。为获得可重现性和较严酷的结果,笔者认为标准宜规定器具用使用说明书中最大的适用水压值供水,出水口阀门全开,从而得到最大的水流量。
图1 单相热水器泄漏电流测量线路图(GB 4706.12-2006中图AA.1)
图2 三相热水器泄漏电流测量线路图(GB 4706.12-2006中图AA.2)
图3 单相热水器泄漏电流测量线路图(GB 4706.12-2006中图AA.3)
3.3 附录AA.13.2中三相电热水器泄漏电流测量线路的选择
附录AA.13.2中图AA.1、图AA.3给出了单相电热水器的两种测试线路,而三相电热水器只给出了图AA.2一种测试线路,是否可以理解为三相电热水器只按图AA.2线路做测试即可?笔者认为三相电热水器只按图AA.2线路做测试即可,不必进行图AA.3试验,理由为:
(1)图AA.3测试线路模拟的是用户家中单相插座地线与火线相连的极端情况,从标准设置出发点来看,图AA.3中测试线路只适用于单相电热水器。
(2)通常三相储水式电热水器是永久连接到固定,譬如通过电源软线、电源引线、自身的端子连接固定布线,不太可能出现用户家中三相供
电ABC线碰地线的接地故障情况,因此,对于三相器具也就无需按图AA.3测试线路进行试验。
(3)纯三相设计的器具若一定要进行图AA.3的试验,也是不能实现的,因为不能简单地将三相并联为一相。
3.4 附录AA.13.2中泄漏电流测试时测量部位选取
从附录AA中图AA.1、图AA.2、图AA.3中看出,泄漏电流仅进行出水口下方10mm处、进出水管外露金属部位处泄漏电流的测试。笔者认为,其他易触及部件也需进行相应测试,理由为:
(1)GB 4706.1-1998和/或GB 4706.1-2005中条款13.2要求对所有易触及部件进行测试,而AA.13.2为GB 4706.1-1998中条款13.2增加内容,因此,4706.1-1998中对所有易触及部件测试在此部分也是适用的。
(2)在正常使用中所有易触及部件均要考核,在接地异常情况下,用户按正常使用习惯也可能会触碰热水器的金属外壳,既然附录AA考核的是接地异常下的危险,“水”、“金属外壳”都是可能的带电源,AA.13.2当然也应该对所有易触及部件进行考核。
3.5 附录AA.13.2图AA.1、图AA.2、图AA.3中出水口的认定
标准AA.13.2中规定,出水口下方10mm处为一测试点,根据具体实际情况,我们知道,一般电热水器是通过混水阀连接花洒使用,或者接到其他管路使用,那么,对于此处的出水口是器具固有出水口,还是花洒或其他管路终端作为出水口,标准中未给予明确定义。
对于此问题,不同管路、花洒等的连接情况,都会对测试结果带来一定影响。理论分析,管路越长,水电阻越大,泄漏电流测量结果越小,从最不利原则角度,笔者认为此处出水口认定为器具固有出水口,更便于测试结果的统一。对于此问题,标准应该加以明确。
3.6 附录AA.13.2中泄漏电流测试时时间要求
AA.13.2中泄漏电流测试依据是基础性标准GB/T 12113(IEC 60990),而GB/T 12113不适用持续时间小于1s的泄漏电流测试。
目前,为满足标准附录AA要求,主要有使用防电墙及漏电保护插头两种典型常见结构。使用防电墙结构满足附录AA要求,在测试过程中,只需按照标准要求进行测试,在最不利情况下,得到测试结果。对于使用漏电保护插头的情况,在图AA.1的测试中,如果器具泄漏电流值大于漏电保护插头的动作电流值,将会在瞬间动作,此动作时间是小于1s的,对于此种情况,仍然依据基础性标准GB/T 12113进行测试,显然是不合适的;对于图AA.3的测试,漏电保护插头也会在瞬间动作,此动作时间同样是小于1s的,达到ms级别,此种情况下,GB/T 12113显然也是不适用的。
表1 GB 4706.12-2006附录AA的重点内容
表2 不同流速下泄漏电流测试结果
表3 水流量一定时,不同试验水温下的泄漏电流
另外GB 4706.12-2006实施多年,实践中反映5mA值有待进一步探讨。目前在剩余电流装置(俗称漏电保护开关)领域推荐户外环境选用额定动作电流30mA,室内潮湿环境10mA,室内干燥环境6mA,系列规格中少于5mA。据一些储水式电热水器制造商反馈,产品选用额定动作电流6mA的漏电保护插头经常有发生误动作,市场反馈的“不良率”达到千分之一。如果选用额定动作电流10mA,则有效地解决正常使用中误动作的情况。
综上所述,笔者认为标准泄漏电流5mA限值可适当放宽至10mA。理由为:
(1)评估泄漏电流对人的伤害,既要考虑电流值的大小,也要考虑电流作用的时间。
(2)5mA限值来源于标准正常情况下的限值,而附录AA毕竟已经是“接地系统异常”的情况,漏电保护插头在极短的时间内动作,不会对使用者造成人身危害情况,可以适当放宽限值,解决正常使用中“误动作”问题。
3.7 水电阻率的选取对附录AA.13.2中泄漏电流测试的影响
按附录AA规定,试验用水电阻率为1250±50Ω•cm,水电阻率给出一个容差范围,在其他所有测试条件不变的情况下,使用水电阻率为1200Ω•cm和1300Ω•cm均是满足标准要求的,但可能会出现水电阻率在1300Ω•cm条件下,泄漏电流测试结果是小于5mA,满足标准要求;
在1200Ω•cm条件下,泄漏电流测试结果却大于5mA限值,不满足标准要求。这样就给测试结果唯一性增加了不确定因素,很难实现测试结果的统一。
对于上述问题,笔者认为试验用水的电阻率应具体量化(例如1200Ω•cm),这个具体值可以是标准规定,也可以是制造商声明,如果是制造商声明,则需是标准规定范围内的一个具体值,此声明值也是测试依据。
图4 不同水流量下泄漏电流
图5 水流量一定时,不同试验水温下的泄漏电流曲线
3.8 水温对附录AA.13.2中泄漏电流测试的影响
水的电离与温度有关,温度越高,电离度越大。因此,温度越高水的电导率就越大,附录AA规定,试验用水的温度为25±5℃,在此温度范围内,不同的水温可能对应着不同的测试结果。
笔者在不同温度下,其余测试条件均相同的条件下,对同一测试点进行了多次测试,测试结果如表3和图5所示。
从实验结果可以看出,随着水温的升高,测试结果大致呈增大趋势,很可能会出现20℃实验用水测试时,测试结果合格;30℃实验用水测试时,测试结果不合格的情况。
电阻率为1250±50Ω•cm试验用水,设置的出发点考虑的是咸潮出现的情况,在咸潮出现情况下,水的电阻率变小,更易导电。我国咸潮一般发生在每年十二月至翌年三月之间,笔者认为,可根据此期间,全国具体水温情况,设定一试验用水的合理试验温度值,便于测量结果的统一。
另外,如果试验用水的温度为一个范围,测试结果应有与温度上下限值相对应的规定值。但考虑到不同温度下实验用水对应的泄漏电流值的影响因素较多,不便确定,笔者认为还是在给定温度下测试较为合理,在目前情况下,笔者推荐在最高规定水温下(30℃),测出最不利结果。
3.9 出现接地异常时,自动切断电源对附录22.7满足性
附录AA.22.7要求,报警要能持续到人工切断电源为止,这一要求有两方面含义:(1)出现了接地异常,必须要切断电源;(2)必须让使用者清楚知道出现了接地异常的情况。
根据上述理解,若出现接地异常时,只是自动切断电源,没有其他的声控、指示灯等报警方式来告知使用者出现了接地异常情况,则明显不能满足AA.22.7的要求。如果在接地系统异常时,不仅能自动切断电源,还有其他报警方式告知使用者,此种结构也是满足标准要求的。
本文主要对GB 4706.12-2006中附录AA.13.2中“端子”、“出水口”、三相器具泄漏电流测试方法、自动切断电源装置满足附录AA情况给予了解读,分析了水电阻率、试验水温、测试时间、水流量大小、测试部位等对泄漏电流测试的影响,并指出了附录AA内容需完善之处,希望能有助于相关人员进一步掌握标准内容、完善标准要求。
[1] GB 4706.1-1998《家用和类似用途电器的安全 第一部分:通用要求》
[2] GB 4706.12-2006《家用和类似用途电器的安全 储水式热水器的特殊要求》
[3]《电热水器安全性能与安装标准宣贯教材》
[4] GB 4706.1-2005《家用和类似用途电器的安全 第1部分:通用要求》
[5] GB/T 12113-2003《接触电流和保护导体电流的测量方法》
Discussion on annex AA of GB 4706.12-2006 of storage water heaters standard
XU Siyue1DONG Lei2SHEN Yunting1
(1.Vkan Certification & Testing Co., Ltd. Guangzhou 510300;2.Anhui Supervision and Inspection Institute for Product Quality Hefei 230051)
This article discusses annex AA of GB 4706.12-2006 Household and similar electrical appliances Safety–Particular requirements for storage water heaters in detail. It points some unreasonable conditions such as water flow, resistivity, temperature, test sites and test time in leakage current test. And it explains relevant content of the standards. Then the author gives some views on these issues.
GB 4706.12; Annex AA; Water resistivity; Ground exception