浅谈家用电冰箱的安全危险与应对措

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浅谈家用电冰箱的安全危险与应对措施
杨 磊1,3    杨玉斋1,3  刘迎春2,3
(1.中标能效科技(北京)有限公司;2.中国标准化研究院;3.国家市场监管重点实验室(产品缺陷与安全))
摘 要:在进行家用电冰箱(以下简称“冰箱”)安全危险测评中,发现冰箱产品存在一些安全危险问题。为了帮助生产企业提高产品的安全防范意识和质量水平,保护消费者的人身健康和财产安全,避免同样的问题再次出现,特对试验过程中出现的安全问题进行总结归纳,并提出相应的应对措施以供参考。关键词:冰箱,安全危险,应对措施
DOI编码:10.3969/j.issn.1674-5698.2022.12.024
Analysis of Common Safety Hazards of Household Refrigerators
YANG Lei 1,3    YANG Yu-zhai 1,3    LIU Ying-chun 2,3
(1.  Bid-winning Energy Efficiency Technology (Beijing) Co., Ltd.; 2.China National Institute of Standardization;
3. Key Laboratory of Product Defect and Safety for State Market Regulation )
Abstract:  During the safety hazards assessment of household refrigerators, it is found that there are some safety hazards in refrigerator products. In order to help the manufacturer improve the safety awareness and quality level of products, protect the personal health and property safety of consumers, and avoid the recurrence of the same problems, the paper summarizes safety problems during the test, and gives corresponding measures for reference.Keywords: household refrigerators, safety hazards, corresponding measures
作者简介:杨磊,工程师,主要研究电气产品安全风险分析和评估、检测技术的应用与市场推广。                  杨玉斋,高级工程师,中国合格评定CNAS认可评审员,主要研究电气产品安全风险分析和评估、检测技术的应用。
1  引 言
随着全球疫情不断演化,居民的出行和日常生活受到不同程度的影响,生活和消费习惯也发生了一定
改变,尤其是居家时间变长,人们使用冰箱储藏食物以备不时之需的意识越来越强烈,冰箱也悄然成为了后疫情时代人们日常生活的必需品,其产品安全和质量受到消费者的普遍关注。近年的市场监督抽查结果显示,冰箱的安全不合格率在抽查的家用电器中位居前列,网络上也报告了很多冰箱安全事
故。为了帮助生产企业提高产品的安全防范意识和质量水平,保护消费者的人身健康和财产安全,避免同样的问题再次出现,本文结合在冰箱安全危险测评中发现的一些安全危险问题,进行总结归纳,并提出相应的应对措施。
电冰箱保护器2  冰箱的安全危险识别
2.1 危险识别方法
依据GB 4706.1-2005《家用和类似用途电器的
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安全 第1部分:通用要求》、GB4706.13-2014《家用
和类似用途电器的安全 制冷器具、冰淇淋机和制冰机的特殊要求》、IEC 60335-1:2020《Household and similar electrical appliances-Safety-Part 1:General requirements》、T /CAB 0148-2022《家用和
类似用途电器的安全孔、间隙、机械装置危险性测试方法》、T /CAB 0102-2021《家用和类似用途电器的安全 锐利边缘判定方法》等标准方法对冰箱的安全危险进行识别。
2.2 常见的安全危险与危险部位识别
通过专业实验室测试分析发现,冰箱主要安全危险集中在触电危险、机械危险、着火和爆炸危险,具体如下。2.2.1 触电危险
(1)触及基本绝缘引起的触电危险
危险描述:模拟人手的试验指触及冰箱的基本绝缘部位,存在触电危险。
产生危险的部位:压缩机接线盒漏出的仅有基本绝缘的内部线(如图1所示)、冰箱间室内盖板后面仅有基本绝缘的内部布线(如图2所示)、压缩机进线处强弱电仅用基本绝缘隔离(如图3所示)。
(2)插头放电引起的触电危险
危险描述:冰箱断开电源插头1s的瞬间,L、N、E任意两个插脚产生的放电电压值大于34V,存在触电危险。
产生危险的部位:带有电容元器件的冰箱电源线L-N、L-E、N-E插脚,放电测试结果如图4所示。
图4 电容放电大于34V
(3)主接地固定方式、公用引起的触电危险危险描述:由于器具在接地时,未使用防松垫圈等方式进行固定,导致接地端子不牢靠,如图5所示;或主接地和器具内部其他的接地公用,在电源线更换时,若遗漏内部接地,存在触电危险,如图6所示。
产生危险的部位为:主接地端子固定方式、主接地公用。
图5 未使用防松垫圈                      图6 主接地公用
(4)电源线拉扭引起的触电危险
危险描述:电源软线被拉伸,纵向位移超过2mm,易引起接线端子断裂,存在触电危险,测试结果如图7所示。
产生危险的部位:冰箱电源软线与内部导线的连接部位。
图7  电源线纵向位移超过2mm
(5)电气间隙、爬电距离和固体绝缘引起的触电危险
危险描述:供电设备产生的脉冲电压大于冰箱过电压类别所承受的限值;或冰箱的绝缘表面有固
体颗粒、尘埃、水污染,当污染达到一定程度,带电部件之间的漏电流较大时,
会将污染物转化为导电
图1  触及压缩机接线盒基本绝缘                  图2  触及内部布线基本绝缘                图3  触及强弱电仅用基本绝缘隔离
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性污染,形成污染物分断、闪烁,闪烁的过程中释放
的能量将绝缘性能逐渐劣化、失效,桥接电气间隙和爬电距离小的器件,形成导电通道,使得绝缘失效;或附加绝缘厚度小于规定值,剐蹭试验不合格,存在触电危险。
产生危险的部位:功能性绝缘,温控器、灯座、门控开关、压机接线盒插脚之间、PCB板上(L /N 级、整流电路、变压器两端、初/次级电路之间)带电部件间,如图8~图11所示;基本绝缘,以上带电部件到易触及接地的金属部件或罩盖缝隙间;加强绝缘,以上带电部件到易触及未接地的金属部件或
罩盖缝隙间,如图12、图13所示;固体绝缘,压缩机仓内附加绝缘,如图14所示。
图8  温控器插脚间                      图9  灯座插脚间
图10  门控开关插脚间          图11  PCB板上LN、变压器两                                          端、初/次级、整流电路间
图12  温控器插脚到温控组            图13 线圈到电路板罩盖  件接地金属旋钮轴间                                缝隙处
图14  触及到附加绝缘小于1mm的位置
(6)泄漏电流、电气强度引起的触电危险危险描述:泄漏电流:由于流经绝缘部分材料的电流大于3.5mA,当无法保证流过绝缘材料或电容器件电流能正常流入大地;或冰箱绝缘表面的固体颗粒、尘埃、水污染达到一定程度时,当带电部件之间的漏电流较大时,会将污染物转化为导电性污染,形成污染物分断、闪烁,闪烁的过程中释放的能量将绝缘性能逐渐劣化、失效,存在触电危险,测试结果见图15(报警)。
电气强度:由于漏电流超过对应绝缘所设定的击穿电流,存在触电危险,测试结果如图16所示(报警)。
产生危险的部位:带电部件或电源任意一极与连接金属箔的绝缘材料易触及温控器表面、冰箱后背、门把手、电源软线。
图15  泄漏电流大于3.5mA
图16  电气强度未到设定值被击穿
2.2.2 机械危险
锐利边缘、尖端、孔间隙及其机械装置引起的机械危险。
危险描述:由于冰箱有可触及且危险的孔、间隙、尖端、锐利边缘,会对手指等身体部位误入时形
成相当的挤压伤、刺伤、划伤,存在机械危险,见图17~图19。
产生危险的部位:器具底部的锐利棱边;器具底部的自攻螺钉尖端;带铰链装置的门、压缩机后盖板缝隙、锁扣、排水口、蒸发器、器具的风循环出入口、储物格。2.2.3 着火危险
端子保护套、接插件、
塑料件等耐热耐燃引起
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的着火危险。
危险描述:由于冰箱载流超过0.2A的连接件和其他绝缘材料,以及距这些连接件3mm范围内的绝缘材料,在无人照看的情况下,可能引起点燃或火焰蔓延,存在着火危险,如图20、图21所示。
产生危险的部位:闭路端子(奶嘴端子)、塑料件、保护套、插接件、印刷电路板上正常使用定位时散热效果最差的边缘基材等。
2.2.4 其他危险
标记与说明引起的爆炸等危险。
危险描述:由于铭牌信息、符号信息缺失、易擦拭等因素,导致在使用或维修过程中存在爆炸等危险,如图22、图23所示。
产生危险的部位:铭牌、接地符号、警告语、可燃材料标识等。
3  应对措施
针对以上测评发现的安全伤害,给出对应的应对措施(见表1)。
4    结 语
根据多年安全危险测评试验的经验,结合上述归纳总结可以看出,仍有部分生产企业对相关标准
的理解和掌握缺乏更深入的认识,或为了压减成本、偷工减料,或没有从消费者的实际应用场景进行
模拟。在此,对生产企业和用户给出相应的建议和应对处理措施,旨在减少对消费者产生危及人身健康和财产安全的伤害发生,同时希望有助于企业提高产品的安全防范意识和质量水平,避免企业被投诉、诉讼或召回产品,降低所产生的经济和名誉损失。鉴于以上,由中国标准化协同创新平台产业计量与能碳评估专家委员会组织起草并发布了《家用和类似用途电器的安全 锐利边缘判定方法》《家用和类似用途电器的安全孔、间隙、机械装置危险
性测试方法》等系列团体标准,可进一步补充GB 4706.1 -2005、GB4706.13-2014等标准的检测方法,为相关技术机构和人员提供一定的参考和指导
作用。
图17  器具底部的锐利棱边                        图18  器具底部自攻螺钉尖端                      图19  冰箱门缝存在挤压手指
图20 端子保护套灼热丝未通过接插件
图21 灼热丝未通过
图22  未粘“警告:火灾
危险/可燃材料”
图23  擦拭不合格
国家质量监督检验检疫总局. 家用和类似用途电器的安全 第1部分:通用要求:GB 4706.1-2005 [S].
国家质量监督检验检疫总局. 家用和类似用途电器的安全 制冷器具、冰淇淋机和制冰机的特殊要求:GB4706.13-2014 [S].
IEC 60335-1:2020 Household and similar electrical appliances-Safety-Part 1:General requirements.家用和类似用途电器的安全 第1部分:通用要求[S]. 北京:中国标准化出版社.
中国产学研合作促进会. 家用和类似用途电器的安全孔、间隙、机械装置危险性测试方法:T /CAB 0148-2022 [S].
中国产学研合作促进会. 家用和类似用途电器的安全 锐利边缘判定方法:T /CAB 0102-2021 [S].
参考文献
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
表1  安全伤害及应对措施
序号安全危险类型应对或改进措施
1触及基本绝缘部位对带电部件上的绝缘材料进行散热缩小孔或间隙缝隙,以防手指进入
2插头放电均大于规
定值
可以在电容器两端并入阻值大的放电电阻
3接地端子单独接保护接地,以防在更换或接线过程中漏接
保护接地主要采用螺钉型的接线端子,应使用防松垫圈和作为螺钉头一部分的冠型锁定装置,以防其意外疏忽而被拆除,导致主接地或保护接地松动
4电源线拉扭对电源软线可采用“压板、迷宫式、软线压套”的可靠固定方式,以防导线在接线端处不承受或少承受拉力或扭矩导致超过规定限值要求,而引起的接线端子松动或断开
5电气间隙、爬电
距离
增大功能绝缘(带电部件间)、基本绝缘(带电部件和易触及接地金属/不易触及未接地金
属)、附加绝缘(不易触及未接地金属和外壳)、加强绝缘(带电部件和易触及未接地金属、
外壳)的最小限值的距离
降低供电电源和器具本身产生的浪涌或脉冲电压
定期清理尘埃等污染环境下导电覆盖物,保持干燥,以防有水的情况下污染层产生泄漏电流加
热绝缘表面,形成水层中断,中断的水层会产生电火花,所产生的热量会致绝缘碳化和挥发
6泄漏电流、电气
强度
对于泄漏电流,选择泄漏电流小于3.5mA绝缘性能好的材料、增加绝缘厚度、定期清理尘埃等污
染环境下或凝露情况下导电覆盖物;可增加接地防护措施,保证流过绝缘材料或电容器件电流
能正常流入大地
对于电气强度,适当增大3类绝缘的过载保护装置容量(短路电流200mA、跳闸电流100mA);
也可增加可接地防护措施
7闭路端子(奶嘴端
子)、门控开关塑
料件、快插端子护
套、塑料接插件
对于载流超过0.2A的连接件和其他绝缘材料(含距这些连接件3mm范围内绝缘材料),选择起燃
温度能不小于775℃/675℃、灼热丝实验分别经受住750℃/650℃试验的材料作为闭路端子、奶嘴
端子、塑料件、保护套、插接件
8尖端、锐利边缘、
孔和间隙
使用或维护保养期间,器具不应有尖端、锐利边缘、危险的孔和间隙,可重点对电源软线、内
部走线位置的尖端和锐利边缘进行检查,对有环形孔、缝隙及其他活动部件进行挤压危险检查
9标志与说明对于冰箱产品中涉及的警示语、标注、字迹模糊问题,标准中有规定的,按照规定进行标注。没有规定的,可以参考其他补充条款和实际应用场景来处理
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