国际电工委员会(IEC)是在全球范围内制定国际标准的组织。其中,IEC的第61技术委员会(IEC/TC 61)负责制定家用电器的安全标准IEC 60335-1,是全球大多数国家家电产品市场准入的基础,我国将该标准等同转化为国家标准GB 4706.1。
目前,国内现行的GB 4706.1-2005《家用和类似用途电器的安全 第1部分:通用要求》等同采用IEC60335-1:2004(Ed 4.1)。IEC/TC 61于2016年5月正式发布了IEC 60335-1第5.2版,与之前发布的第4.1版相比有较大变化,对电器产品的技术及安全提出了更高的要求。本文将对这两个版本的主要差异进行介绍和解读。
在5.2版标准中,III类器具需依据IEC 60417规定的符号5180(2003-02)进行标注。使用干电池或在器具外充电的充电电池工作的器具可以不标注。
在5.2版标准中,III类器具与III类结构的定义同时增加了“注:除了由安全特低电压供电外,可能还有基本绝缘的要求”。参照8.1.4。因为依据8.1.4条款,由安全特低电压供电,且峰值电压不超过42.4V(交流电)的部件,不被认为是带电部件。这意味这III类器具可能包含带电部件,所以可能还有基本绝缘的要求,需依据具体的实测电压来进行判断。
在5.2版标准中,随器具一起提供给用户的使用说明增加了以下内容:
对具有Ⅲ类结构且由可拆卸电源装置供电的器具,使用说明中应指出器具只能与随机配送的电源装置一同使用。
Ⅲ类器具的使用说明应指出这类器具必须仅使用标记在器具上的安全特低电压供电。对于原电池或在器具外部充电的二次电池供电的器具,不必说明。
5.2 版删除了原4.1版中II类器具定义的注3,认可II类器具或III类器具可带有功能性接地。带有功能性接地的II类器具和III类器具应标有IEC 60417规定的符号5180(2011-07),如表1所示。
在5.2版标准中,具有功能性接地器具的使用说明应声明下述内容:本器具含有仅用于实现功能用途的接地连接。
在结构上,5.2版增加了如下条款:对含有功能性接地部件的II类器具和III类器具,带电部件和功能性接地部件之间应至少为双重绝缘或加强绝缘。这是因为功能性接地不是安全性接地,万一功能性接地断开,双重绝缘或加强绝缘的结构仍能避免触及带电部件的风险。
产品输入功率和电流在产品正常使用情况下进行测试,并与制造商制定的额定值相比较。新版标准在输入功率和电流在整个工作周期变化的情况方面相对4.1版有较大调整。在4.1版中,输入功率按一个代表性期间对应的算术平均值来确定。但在新版标准中,认为该方法不能适用于复杂的波形图,所以在5.2版中,该部分做了如下替换:
如果输入功率在整个工作期间内是变化的,并且在一个代表性期间内,输入功率最大值超过算术平均值的两倍,那么输入功率值取超过10%代表性期间的最大值。否则,输入功率值取代表性期间的算术平均值。
对于此种情况,首先应确定代表性的工作期间。如果有必要,第2部分特殊标准会有关于代表性期间的定义。某代表性期间输入功率变化曲线如图1所示。在一个代表性期间内,时间周期为T0,输入功率最大值为Pm,算术平均值为P0。若Pm>2P0,且存在某个P1,使得输入功率取值介于P1与Pm之间对应的工作期间t1+t2刚好等于10%T0,那么输入功率确定为P1,否则输入功率确定为P0。
产品电流的调整类同于输入功率的调整。
家电产品的发热会造成绝缘材料使用寿命的降低、热塑性材料受热变形、影响电气元件的正常使用、使器具外表面温度过高、造成周围环境过热。
在该章的最大正常温升表中,新版标准相对4.1版,增加了“用于插入输出插座的器具插角”项目,并将部分部件的温升限值扩展到细分材料(裸金属、涂层金属、玻璃和陶瓷、厚度超过0.4mm的塑料),详见表2。
工作温度下的泄漏电流可衡量产品绝缘性能的好坏,是产品安全的重要指标。在4.1版中,泄漏电流是通过IEC 60990中所描述的加权接触电流(感知电流/反应电流)的测量网络进行测量。5.2版简化了部分产品的泄漏电流测量方法。对于0I类器具和I类器具,泄漏电流可以由与器具额定频率对应的低阻抗电流表进行测量。
在5.2版中,工作温度下的泄漏电流的限值也做了一定调整,主要体现在II类器具和II类结构上。在4.1版中,I类器具中的II类结构部件并没有单独进行考核,各结构部件均是按I类器具的限值来要求。但该方式并不具备广泛的适用性,而且存在分歧。在修订后的标准中,将I类器具的II类结构单独列出来做泄漏电流试验,判断时用II类器具的泄漏电流限值。这样,规范了各实验室的做法,具备重现性。
对于电源软线入口的结构,在4.1版标准25.13条款中,若软线进入开口处的外壳材料是非绝缘材料,则需提供符合29.3章附加绝缘要求的不可拆卸衬套或不可拆卸套管。在新版标准中,需要提供该附加绝缘的条件调整为“如果从器具结构无法明确判断电源软线的接入不会有被破坏的风险”。这也意味着即便软线进入开口处外壳材料是金属材料,但只要不会对电源软线造成损伤,就可不需要提供满足附加绝缘要求的衬套或套管。
表1 功能性接地标示符号
表2 最大正常温升(主要差异部分)
表3 新旧版标准中工作温度下的泄漏电流的限值对比
图1 代表性期间输入功率变化曲线
结合25.20条款的调整,进一步明确了电源软线进入器具开口处的夹紧装置的调整。相对于4.1版标准,与器具开口处隔开的主体由“电源软线的绝缘导线”调整为“电源软线的导线”。这就明确了只需要在电源线导体和易触及金属部件(接地或不接地)之间有两层绝缘,而不是原来的三层。无论是哪类器具,其电源线的护套均可以提供第二层绝缘。
除了上述主要差异外,5.2版标准还在以下方面进行了调整:针对可能松脱的旋钮或手柄导致的窒息危险增加了风险评估要求;修改了使用可编程电子电路,包括软件验证要求的功能安全性要求;针对器具中采用UV-C辐射来控制微生物,引入了器具中受UV-C辐射的非金属材料的要求及试验(增加了附录T);更新了非金属材料零件耐燃性预选择的调整以及产品最终测试选项等。
IEC 60335-1 5.2版本相对国内现行的同等采用的4.1版本,内容更加完整,更具合理性。生产厂商可结合最新的标准要求及安全理念来调整产品的设计与制造。检测机构也需及时了解标准的更新、条款的变动,不断提升检测水平和检测质量。
参考文献
[1] IEC 60335:2010 + A1:2013(Ed 5.1) Household and similar electrical appliances-Safety-Part 1: General requirements [S].2013.
[2] IEC 60335:2016 (Ed 5.2) Household and similar electrical appliances-Safety-Part 1: General requirements [S]. 2016.
[3] IEC 60335:2004 (Ed 4.1) Household and similar electrical appliances-Safety-Part 1: General requirements [S]. 2004.
[4] IEC 60990:2016 Methods of measurement of touch current and protective conductor current [S]. 2016.
[5] 中国家用电器研究院,广州电器科学研究院. GB 4706.1-2005 家用和类似用途电器的安全 第1部分:通用要求[S]. 北京:中国标准出版社,2005.