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室内加热器安全检测常见不合格项分析

2022-01-13任继栋周宁科宋佳力严明杰

电子产品可靠性与环境试验 2021年6期
关键词:铭牌加热器外壳

任继栋,周宁科,宋佳力,严明杰

(宁波赛宝信息产业技术研究院有限公司,浙江 宁波 315040)

0 引言

室内加热器,也被称为电取暖器,它能直接地把电能转化为热能,通过热辐射、对流等方式传递热量,被广泛地应用在各家各户的卧室、客厅和浴室等使用场景中。

室内加热器种类繁多,按加热方式可分为对流式加热器、辐射式加热器、风扇式加热器和充油式加热器(油汀)等几大类。室内加热器的发热元件也多种多样,目前市面上较多的有以下几类:电热丝发热元件、金属铠装发热元件、PTC发热元件和可见灼热的电热元件等。常见的室内加热器产品的外观如图1-6所示。

图1 风扇式加热器(电热丝发热元件)

图2 风扇式加热器(PTC发热元件)

图3 辐射式加热器(可见灼热电热元件)

图4 辐射式加热器(可见灼热电热元件)

图5 对流式加热器(金属铠装发热元件)

图6 充油式加热器

1 检测标准

室内加热器目前在申请3C认证时,涉及到的安规标准如下:

1)GB 4706.1—2005《家用和类似用途电器的安全 第一部分:通用要求》[1];

2)GB 4706.23—2007《家用和类似用途电器的安全 第2部分:室内加热器的特殊要求》[2]。

2 常见不合格项分析

2.1 标志和说明

标准的第7章“标志和说明”是用户在使用产品前获取产品信息的重要渠道,此项不合格点主要集中在产品铭牌信息错误和说明书缺少重要的安全使用说明信息。

产品铭牌不合格点(如图7所示)如下所示:

图7 错误样式铭牌

1)铭牌参数符号拼写错误,最常见的就是不注意符号的大小写,将频率符号“Hz”写成了“HZ”,将压力单位“kPa”写成“KPa”等[3];

2)产品是II类器具,但是铭牌上缺少“回”型标,或者“回”型标尺寸不符合GB/T 5465.2中符号5172的要求;

3)产品铭牌经过擦拭试验后模糊不清、卷边,甚至是损坏,达不到标准规定的持久耐用的要求。

修改后符合标准的铭牌如图8所示。

图8 修改后符合标准的铭牌

产品说明书往往是不合格点的“重灾区”,在室内加热器产品说明书中,常见的应含有的语句有:警告,为避免过热,禁止覆盖加热器;加热器不得直接置于电源插座下面;在浴缸、喷头或游泳池的四周不得使用本加热器(便携式加热器实用)。充油式散热器的使用说明应包括下述内容:

1)本加热器要充灌定量的特殊油类,如果因泄漏在修理时需要打开盛油容器,则该项工作仅能由制造厂来完成或与制造厂的售后服务代理接洽;

2)当废弃加热器时,要符合油类处理的有关规定。

2.2 对触及带电部件的防护

GB 4706.1—2005中条款8.2规定:器具的结构和外壳应使其对意外触及带电部件有足够的防护。实际检测中,往往会遇到产品开口过大,试验指通过开口触碰到内部带电件,比如跌倒开关接线端子,发热管入口等。同时也可能触碰到内部导线,无法满足条款8.2的规定。因此产品在设计开发时,不仅要考虑产品的散热问题,同时也要关注结构开孔问题,防止用户使用中触碰到带电件造成危险。

2.3 发热

本章节考量的是产品在正常使用中,产品本身及其周围环境不应达到过高的温度。测试中需要根据不同的产品类型,将产品放置于测试角内。标准GB 4706.23—2007条款11.6规定,组合型器具要按电热器具工作。而电热器具工作的条件是1.15倍额定输入功率,所以,当组合型器具在1.15倍的额定输入功率下工作时,电动机、变压器或电子电路元件可能会超过规定的限值。

标准GB 4706.23—2007条款11.8中的下表中101规定了加热器的表面温升限值。对于风扇式加热器的出气口栅格,温升限值不能超过175 K;对于对流式加热器等其他加热器,出气口栅格温升限值不能超过130 K。详细要求如表1所示。

表1 表面的最高温升值

部分生产厂家为了追求产品发热量,在设计产品时,往往会忽略产品出气口栅格的温升要求,这样就会造成用户在正常使用中被烫伤,并且增加了周围类似窗帘或其他可燃材料着火的风险。对于风扇式加热器,建议加大电机功率,增大对流效果;对于对流式加热器、辐射式加热器,建议降低功率,或增大产品内腔体积。调整发热元件的位置布局,使产品发热满足标准要求。

2.4 非正常工作

由于室内加热器的工作特性,使得此类产品在出现异常情况下更容易造成火灾、触电等危险,因此GB 4706.1—2005和GB 4706.23—2007的第19章,就是为了考核室内加热器产品是否具有合适的、合理的保护装置。

此章节最容易不合格的产品类型就是便携式可见发光的辐射式加热器。条款19.102规定,以几个方向散热的圆形或类似的便携式加热器要尽可能地靠近测试角的某一边壁放置,并在1.24倍的额定功率下工作。如果便携式加热器本身额定功率较大,在1.24倍额定输入功率,并靠近测试角工作的情况下,测试角温升非常容易超过限值150 K。对于此类产品,最直接的整改办法就是将其设计成固定式器具,使用说明书规定固定方式和放置距离要求。如果无法设计成固定式器具,那么就需要选取合适的热保护装置,并加装定距装置,将产品与测试角的距离保持在合适的位置。如图9-10所示的五面体取暖器,为了规避条款19.102的要求,将产品重新设计成固定式器具,产品永久地固定在桌面或者地面上使用。

图9 便携式器具

图10 整改成固定式器具

条款19.113规定了对于外壳基本上是非金属材料的风扇式加热器,失效其所有的自复位热保护装置,并堵转电机(电机保护器不短路),在第11章规定的条件下工作,产品仍要求能符合标准要求。在实际检测的样品中,往往功率大,厂家为了节省成本,没有设计非自复位保护装置或热熔断体,所以测试过程中会出现炸机、非金属融化等问题,试验后无法通过耐压测试,外壳变形无法符合第8章的要求。因此,对于外壳是非金属材料的风扇式加热器,应在发热元件附件设置热熔断体或非自复位保护装置。

2.5 结构

室内加热器的结构问题主要集中在标准GB 4706.23—2007条款22.101~22.109中,标准规定了防火保护罩的开孔尺寸要求(长为126 mm,宽为12 mm;或长为53 mm,宽为20 mm),并且防火保护罩的总开口面积应不少于防火保护罩面积的50%。对于墙壁安装的加热器,要采用可靠的方式安全地固定在墙上。仅采用孔、槽和钩等类似手段是不够的,还需要增加一个限位固定架或类似装置来进一步地防止加热器被无意提离墙壁,如图11所示。

图11 固定装置

2.6 耐热和耐燃

室内加热器的外壳、发热体支撑架等非金属材料应是耐热耐燃的,GB 4706.23—2007条款30.2.1规定,在外壳上要进行温度为650℃的灼热丝试验。相关产品应按照无人照看下工作的器具来考量,对于基本上由非金属材料构成的风扇式加热器的外壳应经受附录E的针焰试验[4],生产厂家在选择外壳材料时不能偷工减料,应尽量地采用有符合相对应认证的材料。

3 结束语

本文介绍了室内加热器安全检测中常见的几种不合格情况,通过对标准的解读,提供了产品整改的方法,为企业在产品开发设计初期提供了经验,有助于提升企业后续生产制造过程中的质量把控能力,降低产品的测试不合格率[5],缩短产品检测认证周期。

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