土木在线论坛 \ 电气工程 \ 电气工程原创版块 \ 家用电器微观环境污染的研究

家用电器微观环境污染的研究

发布于：2022-09-14 14:02:14 来自：电气工程/电气工程原创版块 [复制转发]

知识点：电气微观环境

1、引言

家用电器微观环境污染等级的判定是产品安全评估最基本、最重要的一环，如果误判为较高等级，则增加成本、浪费资源，反之则增加电器事故风险。安规标准规定的试验为“型式试验”，并非针对实际使用多年的产品的试验，关于污染等级判定企业研发部门和品管部门常有意见不一，笔者认为有必要进一步研究讨论。

2、标准条款要求污染等级判断依据

2.1 GB 4706.1-2005《家用和类似用途电器的要求第一部分：通用要求》标准规定

GB 4706.1-2005标准附录M规定污染等级的判定依据，来源于GB/T 16935.1-2008《低压系统内设备的绝缘配合第1部分：原理、要求和试验》基础性标准。

微观环境的污染等级

为了评定电气间隙的距离，确立以下4个微观环境的污染等级：

——1级污染：没有污染或仅发生干燥的、非导电性的污染。污染不会产生影响；

——2级污染：除了可预知的冷凝所引起的短时的偶然的污染外，仅发生非导电性的污染；

——3级污染：发生导电性的污染或干燥的非导电性污染，且该污染会由可预知的冷凝使其具有导电性；

——4级污染：由导电性粉尘、雨水或雪引起的产生持久导电性的污染。

注3：4级污染不适用于器具。

GB 4706.1-2005标准29.2条款规定：

器具适用2级污染，除非：

——采取了预防措施保护绝缘，此时适用1级污染；

——绝缘经受导电性污染，此时适用3级污染。

2.2 GB 4706系列标准各特殊要求的规定

GB 4706系列标准各特殊要求有关污染等级条款汇总如表1所示。

表1 家用电器标准特殊要求29.2条款内容汇总

从表1中可归纳总结以下内容：

当绝缘密封良好，且仅发生干燥的、非导电性的污染情况下，微观环境污染等级为1级，例如全密封的开关电源装置，如图1所示。

图1 全密封的开关电源装置

2级污染介于1级和3级之间，当器具整体或局部存在可预见的短时污染，譬如可预见的冷凝现象，那么该环境将视为2级污染，例如图2所示。

图2 接触烤架上盖内部结构

以下几种情况之一则微观环境污染等级为3级：

——绝缘没有被密封而是暴露在污染环境中，例如图3所示。

图3 装有串励电机的搅拌机内部结构

——有冷凝现象、有蒸汽产生的微观环境，例如图4所示。

图4 电热水壶蒸汽限温器

——有内外空气贯流，灰尘容易积聚，例如图5所示。

图5 装有散热风扇的电磁灶内部结构

备注：由于文章篇幅限制，部分图片作了省略处理，请下载全文查看

3 、长期使用的家电产品微观环境污染情况实际案例

笔者拆解若干旧电器,观察内部微观环境污染实际情况，从“实践”中分析污染等级的规定，理论联系实践更容易理解标准的要求“是什么”和“为什么”。

案例1 某电磁炉在某厨房中使用了三年，如图6所示。

图7 某电磁灶底部进风口和出风口

图8 某电磁灶内部

该电磁炉风扇进风口、出风口和PCB板上积聚大量可导电性污染沉积物，如图7、图8和图9所示。根据标准附录M和29.2条款规定，该电磁炉所有的绝缘没有密封，并且内部有风扇贯流，长期受油烟、潮湿水汽宏观环境影响，如图所示的部位微观环境污染等级为3级。

案例2 某电压力锅在图6的厨房使用了一年，如图10所示。

图11 电压力锅上盖内部结构

图14 电热元件末端

电压力锅上盖内部长期经受高温蒸汽的影响，肉眼可观察导电性污染物积聚。根据标准附录M和29.2条款规定，上盖部位受蒸汽影响，其微观环境污染等级为3级。而控制面板封装较好，内部PCB印刷线路板仅发生非导电性的污染，其微观环境污染等级为2级。日用管状电热元件末端有“胶帽”保护，所以在“胶帽”内侧微观环境污染等级为1级，而“胶帽外侧为2级,如图14所示。

案例3 某电火锅已使用一年半时间，如图15所示。

图15 某电火锅

图16 可调温控器

拆开可调温控器发现污染物沉积较少。分析原因是在正常工作时，可调温控器输出插口与器具输入插脚进行啮合，并且其外壳上没有散热通风孔，电火锅的蒸汽等污染物不容易进入耦合器内部，仅发生可预知的冷凝所引起的短时的偶然的污染，根据标准附录M和29.2条款规定，该部位微观环境污染等级为2级。而电火锅本体部分，由于有散热孔，使其长时间使用后，内部产生导电性污染物积聚，因此该部分的微观环境污染等级为3级。

案例4 某适配器已使用两年。

分析：......

案例5 某电热水壶在办公室环境使用了两年。

分析：......

4、结论

从以上几个实际案例来看，针对交付状态的新产品，其型式试验的标准“理论”较科学、合理，考虑产品长期正常工作情况，确定微观污染等级，包括：

1、对外壳、封装或密封条的有效使用可考虑作为减少绝缘污染的措施。但当设备发生冷凝现象或如果正常使用时自身会产生污染（如串励电机电刷碳灰），则这些减少污染的保护措施是无效的。此时，内部污染决定其微观污染等级。

2、蒸汽“视为”导电性污染，因为气态的蒸汽可以“冷凝”为液态导电的水。

3、干燥的灰尘，且有湿热的空气，将使其具有导电性污染。

值得注意的是，微观环境污染等级的界定应按器具局部结构来判定，实际情况中同一器具内，根据不同部位实际使用情况，微观环境具有不同污染等级。

根据不同的微观环境确定不同的污染等级，一方面能更好的降低生产成本，另一方面也有效的控制器具安全。

总而言之，考虑家用电器微观环境污染等级，需综合考虑器具整体及局部的绝缘封闭、蒸汽冷凝、导电性污染等因素。