照明電器防固體異物試驗分析

龔 暉

歐陸檢測技術服務（上海）有限公司，上海 201114

0 引言

外殼防護等級（IP代碼）的測試是照明電器產品檢測中最常見的測試項目，包含防固體異物以及防水兩個要求，防固體異物主要涉及IP0X～IP6X，而防水涉及IPX0～IPX8，其不同數字代表著不同等級。但是其中第一位特征數字IP1X、2X、3X防固體異物測試相對較少，特別容易被輕視或被忽視[1]。近期筆者有幸參與了一次IP的比對試驗。IP測試包含試驗項目為第一位特征數字1～3（IP1X、2X、3X，附加字母A、B、C），第二位特征數字1～3（IPX1、X2、X3）[2-3]， 依 據 標 準《Degrees of protection provided by enclosures》IEC 60529 Ed2.2（2013），根據測試結果發現，其中防固體異物的測試結果與標準結論不一致，因此文章主要對防固體異物試驗的整個流程進行介紹分析，避免后續測試過程中出現類似的測試問題。

1 試驗標準要求

在IEC 60529:2013中定義了IP1X、2X、3X和附加字母A、B、C的含義，如表1、表2所示。

表1 IP1X、2X、3X的含義

表2 附加字母A、B、C的含義

根據標準的要求，第一位特征數字IP1X、2X、3X需要同時滿足“對接近危險部件的防護”和“對固體異物進入的防護”，而附加字母僅需要滿足“對接近危險部件的防護”，具體如表3、表4所示。

表3 對接近危險部件的防護

表4 對固體異物進入的防護

對接近危險部件的防護和對固體異物進入的防護在標準的要求上大致類似，但是仍有許多不同。

試驗用的試具及試驗方法如表5、表6所示。針對防固體異物的試具僅為標準尺寸剛性球體和剛性棒，并不像前者的防觸及危險部件在試具上有手柄擋盤等復雜結構。在試驗的判定依據上，防觸及危險部件的試驗需要在試具和殼體內危險部件之間串接一個指示燈，并供以40～50 V的安全特低電壓，足夠的間隙是通過試具與危險部件間的指示燈電路來檢驗，試驗合格時指示燈應不亮；而防固體異物的試驗僅需判斷試具的直徑部分是否進入外殼的開口之內。

表5 防止人接近危險部件的觸及試具（對于低壓設備）

表6 防止固體異物進入的試驗方法

2 比對試驗樣品

比對試驗樣品由澳大利亞產品服務機構能力驗證機構（IFM）提供，包含1個不透明的基座，1個透明的蓋子，1個橡膠密封圈，4個螺釘，1個母端連接器，2個橡膠塞子（其中一個作為備用）。組裝后的樣品分為6個考核面，如圖1所示。其中，樣品底部的橡膠塞子僅在防水試驗時才需要安裝。

圖1 樣品照片

此外，IPX1、X2、X3的試驗中，實驗室需要自行準備一張卡片作為虛擬部件，按照IFM的指導文件中的要求使用250 gsm的材料制成，尺寸如圖2所示。圖2中的陰影部分在試驗中按照危險部件考核。

圖2 模擬組件的尺寸圖

3 試驗程序

此次比對試驗要求逐一對試樣的6個面進行考核，并記錄結果。各個面的編號見圖1。按照比對試驗的指導文件將試驗樣品組裝，其中模擬組件的擺放方向有兩種，考核面1、2、5選擇如圖3所示的擺放方式，考核面3、4、6選擇如圖4所示的擺放方式。圖3中陰影部分視為危險部件。從圖3和圖4可以看出，模擬組件的考核面不同，底部孔位與陰影部分的相對位置也不同。

圖3 考核面1、2、5時模擬組件擺放方式

圖4 考核面3、4、6時模擬組件擺放方式

4 試驗結果

依照標準和比對試驗的要求，樣品6個面的試驗結果如表7所示。

表7 試驗結果

5 試驗結論

相比防水而言，第一位特征數字1～3（IP1X、2X、3X，附加字母A、B、C）使用試具進行判定，因此試驗人員主觀的成分占比較少，在明確了試驗流程后，整個比對試驗進行的相對順利，最終結果也較為滿意。同時，存在以下需要注意的細節。

樣品的面2和面6表面上均有6個小孔，目視檢查沒有區別，但當使用直徑2.5 mm的棒狀試具進行試驗時，每組6個小孔中僅有1個小孔可以被試具貫穿，因此在面2和面6的IP3X的試驗項目給出了F，倘若試具尺寸出現負公差，或者沒有對每一個孔進行試驗，都會導致此項試驗結果出現錯誤。

面5的大孔直徑為11.85 mm，直徑為12.5 mm的球形試具無法進入，因此IP2X和附加字母B的試驗結果為P。此外，爭論最為集中的點在于IP3X和附加字母C的判定，因為在面5的試驗時，模擬組件的非危險部分覆蓋在面5的大孔之上，而且在指導文件中說明“Assume that component is attached to the base and will not move”。在經過與IFM的工作人員進行郵件確認后，認為這個模擬組件在試驗中被認為不能被試具頂開，而且使用標準的試具并施加3.3 N的力，無法貫穿由250 gsm的材料制作的模擬組件，基于上述IP3X和附加字母C項目給出了P的結論。

圖5 試驗樣品面2和面6的小孔

6 結論

根據上述測試過程和測試結果，盡管在測試時，從標準要求、比對試驗樣品準備及試驗程序等都進行了仔細的確認，但是最終結果與標準答案還是存在一定的差異。

如果將比對試驗看作是日常產品的檢測，或許可以糾正錯誤，但如果是產品的監督抽查，一旦構成誤判，不僅會給產品生產企業或者銷售企業帶來經濟損失，還會影響到產品生產企業、銷售企業、檢測機構的聲譽，可能造成不必要的經濟損失，因此需予以重視。