洗衣机防溅水IPX4试验两种试验方法的差异分析

2020-11-18庄少红许良纳伍梓健谭耀堂黄嘉彬

环境技术 2020年5期

庄少红，许良纳，伍梓健，谭耀堂，黄嘉彬

（中国电器科学研究院有限公司,广州 510300）

引言

在日常生活中, 洗衣机在使用环境中可能会遇到周围各种环境因素影响而导致的水花飞溅, 从而导致水洒落到洗衣机外壳表面, 甚至经过外壳表面的缝隙、通风孔等进入到内部带电部件，这些因素很大程度会导致洗衣机出现安全危险或者使产品内部带电部件的爬电距离、电气间隙远低于标准要求，从而发生危险。洗衣机外壳的结构必须要起到防止溅水进入内部带电部件的作用,至少能满足标准要求的最低承受范围。在产品洗衣机标准中要求洗衣机至少应达到防溅水IPX4的外壳防护等级要求。该标准中的外壳指的是能防止设备受到某些外部影响并在各个方向防止直接接触的设备部件。

1 测试方法与案例分析

洗衣机产品的防溅水IPX4外壳防护等级试验依据GB/T 4208-2017和GB 4706.1-2005标准的技术要求进行。

在GB/T 4208-2017标准防溅水IPX4试验可以采用摆管装置和淋水喷头两种试验方式之一进行，不同的方式，对应的试验方法也存在一定的技术差异。本文通过对某一洗衣机（图1）分别用两种不同方式（摆管装置和淋水喷头喷头）进行的防溅水IPX4试验，具体对两种实验方法进行差异分析。

图1中的洗衣机后盖板上布满了密密麻麻的小孔，后盖板里面安装着各种元器件和各种电线的带电件。通过摆管装置和淋水喷头进行的防溅水IPX4试验，来分析经过小孔进入到洗衣机内部的进水情况。

1.1 摆管装置的试验与案例分析

摆管装置的试验原理是一个半圆的摆管沿着轴心来回摆动，摆管上面的针孔出水始终对准摆管的轴心，这就很明确的限制了水路的走向，就是永远保持针孔到轴心的直线方向。摆管半径的尺寸大小根据产品的尺寸进行选定，选定的依据是必须满足产品到针孔的最小距离小于200 mm，也就是说产品在正常放置中离轴心最远的那一个部位，与以轴心为中心点的一个球体表面最近的距离不超过200 mm，见图2、图3。

结合GB 4706.1-2005中15.1.2条款要求在地面或桌面上使用的器具，需要放置在一个无孔眼的水平支承台上，支承台面的直径为二倍摆管的半径减去15 cm。器具的水平中心线需要与摆管的转动轴心线一致，摆管摆动范围限制在从垂直算起每侧各90 °，持续时间为5 min，支撑物放在摆管摆动轴心线的高度上，见图4。由此可见，摆管射向产品的水流方向一直都是在上方向朝着轴心往下射水，见图5。

从图5可以看到，在对洗衣机进行摆管装置的防溅水IPX4试验时，由于摆管出水保持射向轴心的方向，水流在经过后盖板的时候，会受到水射方向的受挡，因此进入内部带电部件的水不多，试验后结果见图6～8。

图1 洗衣机样机

1.2 淋水喷头装置的试验与案例分析

淋水喷头装置（见图9）是一个均匀分布121个孔的设备，每个孔的出水量保持均匀，按照GB/T 4208-2017标准规定，总水流量为（10±0.5）L/min，以每平方的表面积淋水1 min的要求对产品进行淋水试验，总试验时间不少于5 min。防溅水IPX4试验时，从喷头上除去平衡重物的挡板，使外壳在各个可能的方向都受到溅水。

图2 防淋水和溅水试验装置（摆管）

图3 样品与摆管距离(最小距离小于200 mm)

图4 器具的水平中心线与摆管的转动轴心线一致

图5 摆管射向产品的水流方向一直都是在上方向朝着轴心往下射水

淋水喷头防溅水IPX4试验，由于标准条款规定使外壳在各个可能的方向都受到溅水，同时存在一些主观性，在满足喷头与试样的距离在300～500 mm的距离范围内，可随意摆动淋水喷头的方向和位置，淋水喷头出来的水就无可避免会经过小孔进入外壳内部，甚至可以由下往上喷水，增加产品内部带电部件进水的可能性稍为大一点，如图10、图11。

对于上面所说的小孔，如果使用淋水喷头进行试验，明显存在由下倾斜往上喷水的情况，显而易见，会出现更多的可能性，使得水更容易经过小孔进入内部，甚至进入到内部带电件上，导致爬电距离或者电气间隙降低，如图12～14。

图 6 白框是有水进入试样内部部位

图7 白框是有水进入试样内部部位

图8 白框是有水进入试样内部部位

图9 防淋水和溅水手持式试验装置(喷头)

图10 手持式试验装置(喷头)

图11 手持式试验装置试验示例

1.3 两种试验结果总结和分析

对上述两种试验方法的结果进行分析，两种方法的内部电机进水量差不多一样，但是对于电容器和扎线周围存在明显的不一样。

摆管装置试验后，电容表面和扎线周围出现零星水迹，属于标准可接受范围内；而淋水喷头试验后的电容表面和扎线周围却出现密密麻麻的水滴，严重影响设备的正常操作或破坏安全性，同时导致带电部件之间沿爬电距离引起漏电起痕的绝缘部件上，明显不符合标准的接受条件。所以，在特定情况下，淋水喷头试验比摆管装置试验结果更严酷。

GB 4706.1-2005标准15.1.1条款中要求，根据标准GB/T 4208-2017对不能放置在规定的摆管下试验的试样，可以使用手持式淋水喷头。在设备允许范围内，遵循标准要求，结合检验规程要求，洗衣机产品能够在满足最大半径1 600 mm下放置的情况下，优先使用摆管装置进行试验（目前为止，还未遇到能够超出最大半径1 600 mm摆管的超大尺寸民用洗衣机产品）。

2 结束语

在日常生活使用洗衣机过程中，无可避免会出现各种各样的水花飞溅，对比两种试验方法的试验过程，水花的飞溅不可能完全出现像摆管装置那样的有规律射水，会以各种形态进入洗衣机外壳内部，例如地面的反弹水，衣服在空中飞甩中的水花，还有不小心泼水，或者洗衣机在放置阳台，遇到狂风暴雨，种种现象，再结合上述对摆管装置和淋水喷头的分析比较，笔者认为淋水喷头喷水的防溅水IPX4试验更贴近现实生活中的场景，在GB 4706.24第15章中规定优先选择淋水喷头进行防溅水IPX4试验，而不是按照GB 4706.1-2005标准15.1.1条款中要求，标准GB/T 4208-2017对不能放置在规定的摆管下试验的试样，可以使用手持式淋水喷头。