电冰箱安全标准国际提案61C/791/DC内容解析

吴晓丽 潘权 冯静 屠冰 杨瑞丽

WU Xiaoli PAN Quan FENG Jing TU Bing YANG Ruili

中家院（北京）检测认证有限公司 北京 100176

CHEARI（Beijing）Certification & Testing Co.，Ltd. Beijing 100176

1 引言

电冰箱防火安全一直是业内比较关注的问题之一，2017年10月在海参崴，IEC SC61C专门成立了WG5工作组，用于审查IEC 60335-2-24所包含产品的火灾防护性能，尤其针对压缩机仓、电容器保护，以及外露表面的防火安全。电冰箱压缩机仓内电气部件众多，一般电冰箱与电网的连接也是通过该部分引出，且其周围环境非金属材料较多，一旦自身某部件发生着火或者周围环境发生着火，其周围若没有得到妥善的防护，引起火灾的风险较大。61C/791/DC提案就是针对压缩机仓、电容器保护，以及周围外露的材料的防火安全提出的，该提案是基于61C/759/DC以及其反馈意见61C/783/INF形成的2次DC文件。

61C/791/DC提案从两个方面来考虑其安全性，一方面针对封装绝热材料的材料以及与绝热材料接触的材料的特殊要求，主要考核压缩机仓部件着火后是否会引起周围绝热材料的燃烧，通过在22章增加新的章节，并以新附录的形式提供测试方法进行考核；另一项是针对电机电容的要求，通过对电容的特殊要求来降低其失效产生的危险，涉及24.5和24.8条款。本文在详细介绍提案具体内容的同时，将提案与现行国家标准、国际标准的要求差异进行了分析，并针对行业现状进行实例分析，以便冰箱行业从业者可以更好地理解该提案内容。

2 提案主要内容

2.1 封装绝热材料的材料以及与绝热材料接触的材料相关要求

2.1.1 提案具体要求

提案规定在器具中，封装绝热材料的材料以及与绝热材料接触的材料至少应符合下述4种情况之一：

（1）金属材料：厚度不低于0.20mm，熔点温度不低于1000℃；

（2）聚合材料：按照IEC 60695-11-20分类为5VA的聚合材料，且用于确定分类等级的样品厚度应小于等于器具上相应部分的厚度；

（3）单一非聚合材料：要满足提案附录试验；

（4）多层材料：至少一层是非聚合，并能通过提案中附录规定的试验；

如果这些材料上有孔，如发泡时的注料孔或产生的一些孔，则应满足如下要求：

一个孔或在150mm内的多个孔的总面积不应超过20cm2；所有孔的总面积不应超过100mm2；3mm2内的孔和连接重叠金属部分的材料可以忽略。

用于封装压缩机间室与食品储藏室之间的绝热材料的材料也适用。

上述要求不适用对象见表1所示。

2.1.2 与现行标准差异

与现行标准的差异主要针对提案内容与国家标准GB 4706.13-2014、国际标准IEC 60335-2-24:2017（ed.7.2）的内容进行比较，具体差异如表1所示。

2.1.3 行业现状分析

针对现行标准和最新提案要求的不同，随机选取了国内外代表样机进行检查，主要关注了冰箱的后背板以及压缩机仓的材料，结果如下：

（1）冰箱背板材质

背板材质有金属背板、厚塑料背板、类似渡塑层背板、铝箔层纸背板等形式，详见图1。

（2）压缩机仓结构

目前，常见的压缩机仓结构见图2所示。图2（a）所示压缩机仓上侧，左侧、右侧为厚塑料材质；底部为金属，内部靠近储藏间室侧为薄塑料层材质。图2（b）所示压缩机仓上侧、内侧为薄塑料层材质，内底部、左侧、右侧为金属材质。图2（c）所示压缩机仓上侧、内侧为薄塑料层材质，左侧、右侧为后塑料材质，底部为金属材质。

图1四种背板形式是目前最为常见冰箱背板材质。图2是压缩机仓常见的结构，除去压缩机仓背板，压缩机仓顶部、左侧、右侧、内部均有可能存在非金属材料，内部和顶部会存在封装绝热材料的情况，此外，一些嵌入式器具，其电冰箱的顶部也存在与后背板一体封装有绝热材料的情况。

按照现行的标准，金属材质无特殊要求，其他三种非金属材质，若执行国标，则可以满足耐热试验的要求即可，若执行IEC标准，则应满足针焰试验或为V-0或V-1的材料。然而，如果按照提案的要求，则需要确认以下方面：

若为金属材质，金属的厚度以及熔点温度是否满足要求；

表1 针对绝热材料相关标准差异对照表

图1冰箱背板材质图

图2压缩机间室结构

非金属材质：

按照IEC 60695-11-20确定是否为5VA的聚合材料；或单层聚合材料或多层材料但至少有一层聚合材料满足提案给出的附录的要求。

5VA材料与原有的灼热丝或针焰试验相比较，一方面所用的燃烧器不同，另一方面，5VA不仅考核样块的起燃性和燃烧性还考核了样块的耐烧穿性，使用5VA的材料来防止材料烧穿引起所封装的绝热材料的起燃。

表2 跨越电容器两端的电压限值

表3 跨越电容器两端的电压限值差异

表4 运行电容失效安全要求差异对比

表5 代表样机电容规格参数及跨越电容两端电压测试结果

提案附录所规定的试验方法与考核5VA材料耐烧穿性的方法类似，采用板式样块，但样块要求不一样，附录中要求样块是由封装绝热材料的外部材料、绝热材料和封装绝热材料的内部材料组成的样品，也就是带发泡材料进行测试，要求在试验持续期间和试验后无下述情况发生：

（1）无烧穿

烧穿是指封装材料中产生的孔或裂痕使得绝热材料露出，从而：

试验期间在绝热材料或样块被烧面的背面有可见火焰；或试验后当测试样块冷却至少30s后，封装材料上有能够露出绝热材料的开口或裂痕。

（2）无燃烧颗粒或跌落物引燃棉垫

考核其耐烧穿性。整体来说新提案的要求比现行标准的要求更为严苛，图1、图2中现行使用的材料以及结构是否能满足要求，需要进一步验证。

2.2 电机电容相关要求

2.2.1 提案对电机电容具体要求

（1）针对标准24.5条款跨越电容器两端的电压限值要求

电动机辅助绕组中的电容器应标识其额定电压和额定电容，并应按照这些标识使用；

当器具在正常运行条件下，以1.1倍额定输入功率供电时，跨越电容器两端的电压不应超过表2的规定。

（2）针对标准24.8条款运行电容失效安全要求

运行电容在下述条件下应符合IEC 60252-1的要求：

安全防护等级：S2；

运行等级：A级或B级；

湿热试验的严重性：试验持续21天；相对湿度为93%f 3%时，温度为40℃±2℃。

通过视检和适当的试验，包括IEC 60252-1第5.16.3和5.16.5条对安全保护等级S2电容器的顺序破坏试验，试验后依据IEC 60252-1中的5.16.7评估是否通过。

2.2.2 与现行标准差异

（1）跨越电容器两端的电压差异

新提案以及现行国家标准、IEC标准针对跨越电容两端电压要求的差异见表3。

（2）运行电容失效安全要求差异

新提案、现行国家标准及IEC标准针对运行电容安全要求的差异见表4。

2.2.3 行业现状分析

（1）跨越电容器两端的电压试验结果

新提案、IEC标准和国家标准三者进行电容器两端跨越电容测试的测试条件电压要求一致，均为1.10倍的器具额定电压，跨越启动电容两端的电压要求相同，不超过启动电容额定电压的130%，但试验后运行电容两端的电压限值不同，IEC标准和国家标准对所有运行电容，跨越两端的电压均应≤110%电容额定电压，而提案则是按照其运行等级，若为A级（30000h），则应≤95%电容额定电压，若为B级（10000h），则应≤80%电容额定电压。

针对标准差异，对国内外的代表样机进行随机检查，目前大部分产品只有运行电容，一少部分产品既有启动电容，又有运行电容，试验结果见表5。

从表5可以看出，随机选取的产品中，绝大多数可以满足要求，但仍存在部分产品不满足要求的情况，如果按照该提案要求，则要求在选配电容上，应尽可能的大些，以确保满足标准的规定。

（2）运行电容失效时安全性防护现有的实现方式

从表5给出的随机统计结果中可以看出，目前行业情况如下：

a.安全防护等级S0、S1、S2、S3型的电容都有在使用；

b.运行等级A、B、C都有使用，湿热严酷等级21，也是满足新提案要求的；

c.电容材质上多为白色圆柱形塑料外壳电容，少数为黑色方形塑料外壳电容，也有银色金属外壳电容，见图3。

目前行业情况对国家标准、IEC标准及新提案的符合性如下：

a.电容失效时的安全性，国家标准GB 4706.13-2014无特殊要求，因此上述情况认为均满足国标的要求；

b.运行电容的安全防护等级，IEC 60335-2-24:2017要求为S2或S3，且电容应该在一个可以防止火焰或熔融金属的辐射而导致电容失效的金属或陶瓷壳体内。因此，S0、S1电容是不符合要求的，S2、S3电容虽然安全防护等级满足要求，但绝大多数都是塑料壳体，没有附加防护的金属或陶瓷壳体，不能满足IEC标准的要求；

c.新提案要求电容的安全防护等级仅可以是S2型，且其运行等级为A级或B级，并规定了湿热试验的严酷等级条件，从要求上来看提案要求明显高于现行标准。

图3电容外观结构图

3 结束语

新提案目前还是DC文件的形式，但是提出的这两点内容确实是电冰箱测试时存在着火风险的地方，从安全角度考核，提高电容、压缩机仓绝热材料的安全等级对产品安全性能有一定的促进作用，对消费者的人身和财产安全是非常必要的，从目前IEC会议反馈来看，包括我国在内的绝大多数国家是支持该条提案内容的，目前该提案即将进入CDV阶段，希望电冰箱行业相关人员能够及早了解国际标准变化，尤其在绝热材料防护上，由于首次在家电产品中提出5VA要求，以及新的附录XX试验方法，选用5VA材料必然会导致成本的增加，若采用附录XX试验方法，则测试样块为发泡材料以及其内外的防护材料需一起进行测试，这与目前的非金属材料测试方法的取样和测试方法是不同的，后续我们应该针对这部分内容开展研究，探寻如何在满足标准要求的情况下节约成本。