徐蓓蓓,孫 文,蒲健飛,馬菁菁,溫志英
(1. 深圳出入境檢驗檢疫局,深圳 518067;2. 沈陽出入境檢驗檢疫局,沈陽 110000)
日本作為產(chǎn)業(yè)和技術大國,其電氣安全標準,與我國國家標準、國際電工委員會IEC標準和美國UL標準等電氣安全標準體系有很多差異,形成了自主特色的安全認可及標準體系。相比IEC標準得到了中國等多數(shù)國家采用、UL標準在北美地區(qū)及部分南美地區(qū)得到采用,日本標準只適用于日本國內(nèi),且其體系較為封閉,因此國人對日本電氣安全標準了解較少。日本作為中國的第三大出口目的國,中國企業(yè)有大量的電子及家電產(chǎn)品輸往日本。由于對日本標準的不熟悉,經(jīng)常出現(xiàn)產(chǎn)品因不滿足日本標準而被日本查處甚至召回,使企業(yè)蒙受損失亦影響中國制造聲譽。所以出口企業(yè)和認證機構很有必要對日本電氣安全標準了解。本文以國人熟悉的GB 4706.1(基本等同于IEC 60335-1,以下簡稱為“國標”)基礎知識為背景,對日本技術標準《電氣用品的技術基準》的重要差異加以解讀,便于理解。
進入日本市場的家用電器,首先必須滿足日本《電氣用品安全法》的相關規(guī)定。日本《電氣用品安全法》由一個政令——《電氣用品安全法實施令》和兩個經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省令,即:《電氣用品安全法實施規(guī)則》和《電氣用品技術基準省令》組成。
其中,《電氣用品安全法實施令》對《電氣用品安全法》交由政令負責的事項進行了規(guī)定,并給出特定產(chǎn)品和非特定產(chǎn)品清單;《電氣用品安全法實施規(guī)則》對《電氣用品安全法》交由經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省負責的事項以及實施該法所必需的手續(xù)進行了規(guī)定,給出了產(chǎn)品分類、型式區(qū)分、測試方法、測試設備和標志方法以及交易通報等表格;而《電氣用品的技術基準》則給出了PSE認證所依據(jù)技術基準的具體要求。
《電氣用品技術基準省令》將認證技術標準分為“第1項”和“第2項”:“第1項”是日本國內(nèi)的傳統(tǒng)技術標準,即《電氣用品的技術基準》;“第2項”是參照相關IEC標準及加上日本國家差異調和成的J-IEC標準。日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)?。∕ETI)在認可第三方認證機構的認證范圍時,會在授權認證的產(chǎn)品旁注明使用的是“第1項”還是“第2項”標準。由于“第2項”標準為世界上其他國家所通用,因此通常日本國外機構都傾向于采用“第2項”標準,對輸往日本的電氣產(chǎn)品進行檢測和認證。但日本對電氣用品的市場監(jiān)督抽檢一般按“第1項”標準的檢測,賣到日本市場進行抽查時又通不過“第1項”標準。因此,我國出口企業(yè)還需對“第1項”標準有所了解并按其執(zhí)行,以避免不必要的麻煩。
《電氣用品的技術基準》(以下簡稱技術基準),作為《電氣用品技術基準省令》的附件,分為九個章節(jié),分別規(guī)定了電線、電線盒、保險絲、配線器具、電流限制器、小型變壓器/鎮(zhèn)流器、電機、家用電器以及鋰離子蓄電池等九類產(chǎn)品的安全技術要求。其中家用電器的安全要求列入第八章,分為通用產(chǎn)品標準、特殊產(chǎn)品標準。通用產(chǎn)品標準有材料、結構、元件和附屬品、雙重絕緣結構、泄漏電流的測定、標識等章節(jié);特殊產(chǎn)品標準覆蓋了小家電、音視頻產(chǎn)品、信息技術產(chǎn)品及燈具等,在結構上大致與我國的GB 4706系列標準、GB 8898、GB 4943及GB 7000等相對應。技術基準中還對通用的試驗方法做出了規(guī)定,例如球壓、燃燒、防觸電結構檢查、推拉力試驗等。
技術基準和國標相比,其基本理念沒有重大差異,均是通過各類測試來考核產(chǎn)品,確保其滿足對電擊、過熱、機械危險等各類危險的防護,但考核側重點有所不同,將在以下章節(jié)中詳細介紹;標準章節(jié)也相近,分為通用要求和針對各類產(chǎn)品的特殊要求,其中通用要求也對材料、結構等進行規(guī)定;試驗設置的項目許多相同點,如正常使用狀態(tài)下的溫度變化、模擬故障情況的非正常試驗、用試驗指進行防觸電試驗等,但具體試驗方法有許多差異。
材料特性在通用要求中作為第一節(jié)規(guī)定,足見技術基準制定者對器具材料的各類特性非常重視。符合標準的材料能夠大大降低火災危險、電擊危險及衛(wèi)生健康等問題的可能。該章節(jié)主要規(guī)定了材料的耐熱性特性、電氣絕緣和熱絕緣材料特性、抗腐蝕性的導電材料、禁止使用的有危害的材料等。國標中沒有專門設立這樣一個章節(jié),而是分散到各個章節(jié)中對產(chǎn)品材料進行要求。相比國標,技術基準材料部分的要求,有如下重要差異:
1)規(guī)定了不可使用賽璐珞硝化棉或其他類似的可燃性物質。賽璐珞硝化棉,俗稱賽棉(Nitrocellulose for Celluloid),是有色或無色透明或不透明的片狀物,柔軟富有彈性,不溶于水、苯、甲苯,溶于乙醇、丙酮、乙酸乙酯。久儲會逐漸發(fā)熱,若積熱不散會引起自燃。遇明火、高熱極易燃燒。主要用于制造乒乓球、眼鏡架、玩具、鋼筆桿、裝璜品等。為防止爆炸性燃燒,技術基準禁止使用賽璐珞硝化棉等材料(專門用于制作乒乓球的除外),這一點在國標中未涉及。
2)在可能受到電弧影響的部位所使用的電氣絕緣材料,應不會因電弧產(chǎn)生有害的變形或絕緣性能降低等變化。該條要求電氣絕緣材料應耐受電弧產(chǎn)生的危害。電弧有可能造成電氣絕緣材料起泡、裂痕、裂紋等變形,可能導致火災、觸電及傷害的事故,因此絕緣材料應耐受電弧影響。電弧閃爍過程中釋放的能量使絕緣表面遭到損傷,在長時間作用下,絕緣性能逐漸劣化,甚至使得絕緣失效。國標未明確提出這一要求,但電弧的能量傷害也是需要考慮的危險。另外,國標引入相對耐漏電起痕指數(shù)(CTI)來考核材料類似性能,當CTI指數(shù)越高,證明材料絕緣性能越好。
3)對戶外用器具的外殼材料,應使用不易銹蝕的金屬、采取防銹措施的金屬、合成橡膠、陶瓷器或者合成樹脂等。而國標未專門規(guī)定。
4)與飲料水、食品等接觸的部件的材料,不應因通電而發(fā)生有害的化學變化或溶出有害物質。國標未專門規(guī)定。但我國對與食品接觸材料的丙烯腈等塑料限量均有嚴格的規(guī)定。
技術基準要求切斷其中一個電源,其他電源通電,器具不會發(fā)生火災觸電等危險。觸動拔下來的插頭,不會觸電。而國標規(guī)定,非駐立式不得多于一個電源連接,只有駐立式器具可以使用多個電源連接,且相關電路間有足夠絕緣,并經(jīng)受1250V電壓測試。
1)技術基準要求落地型電熱或組合型器具經(jīng)受15°傾斜測試,其他器具為10°。國標對電動器具經(jīng)受10°傾斜測試,電熱器具如不能通過10°傾斜測試,再進行15°,若倒地,在傾倒狀態(tài)下測試溫升,不得超出標準要求。
2)測試時,對于帶有可開關的門的器具,將門打開。國標規(guī)定,如果門關閉更不利,則處于關閉狀態(tài)。
3)主體的質量超過40kg的器具,從地板表面到主體底面的高度小于5cm并對主體的所有位置(除底面外)施加100N的力時也不傾倒的器具,不進行穩(wěn)定性試驗。國標中規(guī)定固定式器具或手持式器具不需要進行上述穩(wěn)定性試驗。
技術基準要求,使用試驗指檢測帶電部件時,對于不同器具的測試方法及測試的施加力的大小不同。一般情況,施加于“試驗指”上的力,取為30N;便攜用電視攝像機鏡頭用支架內(nèi)部,臺式器具的底面,固定的落地式器具背面及地面,安裝在天花板的器具外殼及開口,施加的力為10N(這些部位人一般不易觸及)。國標對于試驗指測試有不同要求:施加的力為20N;探棒施加深度為質量40kg以下的器具通過開口伸到允許的任何深度,并且在插入到到任一位置之前、之間和之后。
技術基準要求,在安裝好的情況下,人不易觸及的安裝面的帶電部件,是安全的。也就是說該類帶電件,是可以裸露的,如安裝在墻壁天花板等人不易觸碰的位置的器具的背面等。在我國,由于電壓為220V,電壓高,電擊危險更大,因此對帶電件的防護要求也更加嚴格。要求嵌裝型器具固定式器具以及分離組建形式交付的器具,不僅在使用狀態(tài)下不能觸及帶電件,即使在安裝或組裝之前,帶電部件也不得觸及。
技術基準要求,人可以觸及的裸露帶電件,其必須是避免電擊危險的安全部件。而這種帶電部件需要滿足以下要求之一:
1)由次級電壓直流≤30V,交流≤45V的隔離變壓器供電。這類變壓器,次級與電網(wǎng)電源用絕緣完全隔離,電網(wǎng)電源不會有漏電發(fā)生而使得次級與供電電源導通。
2)線間及地對線間連接1k?的電阻,測得電阻上流動的電流≤1mA。
國標要求,如果易觸及部件為下述情況,則不認為其是帶電的。
(1)該部件由安全特低電壓供電,電壓值不超過直流或交流峰值42.4V;
(2)部件通過保護阻抗與帶電部件隔開。測量該部件與電源之間的泄漏電流:對直流應不超過2mA;對交流,其峰值應不超過0.7mA,還應測電容量或放電量。
本條要求的目的主要是避免在拔出插腳時電容放電而對人造成危險。與我國的家電等標準規(guī)定的插腳電壓試驗的區(qū)別如表1所示:
1)試驗方法:技術基準規(guī)定通過球體跌落或等同的沖擊試驗施加于受試設備。國標要求通過彈簧沖擊錘進行沖擊試驗。
2)試驗次數(shù):技術基準規(guī)定為1次跌落,雙重絕緣為3次。國標為3次沖擊試驗。
3)沖擊能量:技術基準規(guī)定施加的能量詳見表2;國標規(guī)定對器具施加的沖擊力均為0.5J。
4)試驗后結果判定:技術基準規(guī)定試驗后,對試驗指施加10N的力從由于破損產(chǎn)生的開口處插入時,不會觸及帶電部件的,認為是不會有“產(chǎn)生危險”可能的器具。國標要求給探棒施加20N的力,插入開口。
電源線推拉試驗,技術基準與國標試驗內(nèi)容、試驗方法和試驗結果的判定都有所差異。
表1 技術基準與我國國家標準插腳拔出后放電試驗差異
表2 沖擊試驗方法
1)試驗內(nèi)容
技術基準只對電源線做推力和拉力試驗;國標除需進行推力和拉力試驗外,還需進行扭矩試驗;
如今,互聯(lián)網(wǎng)的廣泛使用已成為資源共享、信息互通的新媒介,也使得學習與培訓平臺擺脫了以往實地化操作的時間和空間限制。以我國的2008年奧運會、上海世園會等重大型國際性活動為例,網(wǎng)站設有專門的志愿者招募、注冊、學習、培訓平臺,較為系統(tǒng)地構建志愿者服務能力提升網(wǎng)絡平臺。鑒于此,我們可建設專門性的志愿者英語服務能力平臺,同時,在移動互聯(lián)網(wǎng)平臺建設方面也可以多管齊下,聯(lián)合應用微信公眾號、微信群等方式推送培訓材料,加強溝通、交流和聯(lián)絡。
2)試驗方法
(1)拉力試驗:技術基準要求施加的拉力為器具自重3倍的拉力,具體如表3所示,試驗持續(xù)時間為15s;國標中,試驗共進行25次,不得使用爆發(fā)力,每次持續(xù)1s;
表3 器具質量與拉力值對應表
(2)推力試驗:技術基準要求的推力試驗在電源電線等距離器具5cm的地方向內(nèi)施加推力,試驗后,在電源電線等和內(nèi)部端子的連接部分不應產(chǎn)生張力,且絕緣套管不應有被拆下的危險;而國標未對軟線試驗距離有要求,僅規(guī)定“應不可能將軟線推入器具,達到損壞軟線或器具內(nèi)部部件的情況”;
(3)試驗結果的判定:技術基準要求在試驗結束后,“電源電線等和內(nèi)部端子的連接部分不應產(chǎn)生張力,且絕緣套管不應有被拆下的危險”;而國標要求“在此試驗期間,軟線不應損壞,并且在各個接線端子處不應有明顯的張力。再次施加拉力時,軟線的縱向位移不應超過2mm”。
技術基準規(guī)定,對于普通器具,消耗功率在幾乎達到穩(wěn)定時測量,其功率限值也有不同,詳見表4。
技術基準還考慮到PTC等發(fā)熱元件工作期間功率變化很大的情況,規(guī)定當最大消耗功率與當各部位的溫度幾乎達到穩(wěn)定時的消耗功率之差,超過了使用中最大消耗功率的25%時,額定值的標識只得采用最大以及最小的范圍來標示的,測量值應在最大以及最小的范圍內(nèi)。
表4 技術基準額定消耗功率的要求
技術基準對發(fā)熱溫度的測試有些要求做了符合本國特點的規(guī)定。
1)環(huán)境溫度:技術基準要求標準環(huán)境溫度為30℃,個別產(chǎn)品的試驗環(huán)境溫度取為20℃。而國標要求的環(huán)境溫度是15-25℃。日本相較制定IEC標準的德國等歐洲國家年均氣溫較高,因此試驗環(huán)境溫度也有不同要求。我國應該學習日本,在制定國標時考慮本國南方較潮熱的氣候條件,環(huán)境溫度限值也應有所變化。
支撐物:將測試樣品放置于厚度不小于10mm的表面平坦的木質支撐物之上。國標要求的木質支撐物厚度為20mm。
2)某些產(chǎn)品的溫升測試方法:以榨汁器、水果攪拌器以及咖啡碾碎機測試方法舉例。
對具有速度調整裝置的器具,必須將其速度調整裝置的檔位設置為最高速度以及最低速度,分別進行試驗。具體見表5所示。
國標要求,離心式榨汁機在工作時,裝有已在水中浸泡24h的胡蘿卜。對于果汁和殘留物有單獨出口的榨汁機,將5kg的胡蘿卜逐漸加到榨汁機中。除非使用說明書中另有說明,對于其他榨汁機,每次裝入0.5g的胡蘿卜。推進器對胡蘿卜施加5N的力。對汁和殘余物有單獨出口的離心式榨汁機工作30min;其他離心式榨汁機工作2min,工作10次,間歇時間為2min。
1)結果判定。在進行電子線路半導體元件非正常測試之后。技術基準要求測試產(chǎn)品的絕緣電阻。要求產(chǎn)品經(jīng)受500V電壓試驗時,絕緣電阻不超過0.1MΩ。中國則要求進行電氣強度試驗。在技術基準中,多處需要對絕緣性能進行考核時(如機械強度試驗后或溫升試驗后)都使用絕緣電阻測試代替電氣強度測試來考核器具絕緣特性。
2)電子保護線路或待機狀態(tài)的抗電磁干擾試驗。在技術基準中,還未引入相關的測試項目。而國標認為,產(chǎn)品在電子保護動作或待機狀態(tài)下由于靜電放電、輻射、瞬時脈沖群、雷擊浪涌等系列電磁干擾下,有可能變的失去保護或開始工作造成危險,因此應考慮進行系列的相關測試。
技術基準,尤其在特殊產(chǎn)品測試中,有一些獨有的測試方法來考核產(chǎn)品。舉例,對帶有加熱板的電熱器具,需進行“加熱板強度試驗”。特殊標準指出,帶有加熱板的電熱器具,其加熱板除了進行撞擊試驗等常規(guī)的機械強度試驗外,還需考核加熱板耐受溫度劇變的強度。試驗方法如下:
1)在進行正常溫升中所述的試驗條件下,通電1小時,斷開電源后,取出容器,立即將接近室溫的約2000 cm3的水潑向熱板。
2)將試驗品放于厚10mm以上的鋼板上,將其直徑比該試驗品的熱板的直徑約短3 mm,其厚度為3 mm的鋼制圓板放于該熱板的大致中央處,使如表6所示的鋼制的重物從40 mm高處落于該圓板的中央處,以每分鐘20次的速度連續(xù)進行100次。
表6 不同功率產(chǎn)品對應重物的參數(shù)
3)進行上述的試驗時,不可產(chǎn)生大于熱板直徑的1/3長度的裂紋、有可能引發(fā)危險的破裂及其它異常狀況。
通過上述解讀,我們能夠對日本電器產(chǎn)品的電氣安全標準有初步的理解。希望本文對出口企業(yè)和行業(yè)內(nèi)同志有所幫助。
制造業(yè)高度發(fā)達的日本有一個完善的產(chǎn)品認可和標準法規(guī)體系。作為新興產(chǎn)業(yè)大國的中國,標準的制定也應學習歐美日等先進國家,與國際接軌的同時創(chuàng)建符合國情的標準體系,在制定標準過程中掌握更多話語權,為人民生命財產(chǎn)安全和中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻力量。
[1] 日本. 電氣用品技術基準.
[2] IEC60335-1: 2001. Household and similar electrical appliances—Safety—Part1: General requirements.
[3] GB 4706. 1-2005. 家用和類似用途電器的安全, 第1部分:通用要求.
[4] GB 8898-2001. 音頻, 視頻及類似電子設備, 安全要求.
[5] GB 4943-2001. 信息技術設備的安全.
[6] GB7000.1-2007. 燈具 第1部分: 一般要求與試驗.