IEC 60335-1中22.35条款的理解及案例分析

IEC 60335-1中22.35条款的理解及案例分析
张 豪 钟 玲 黄 兴 申丹伟
（重庆仕益产品质量检测有限责任公司 重庆 400013）
摘要：本文通过对比IEC 60335-1中22.35条款新旧版本的差异，阐述了22.35条款设置的目的及适用要求，分析了实际案例的符合性，为类似家用电器的结构设计及产品检测提供了依据。

关键词：金属；手柄；操纵杆；旋钮；基本绝缘
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｃｏｍｐａｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｃｌａｕｓｅ　２２．３５　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｏｌｄ　ａｎｄ　ｎｅｗ　ｖｅｒｓｉｏｎｓ　ｏｆ　ＩＥＣ　６０３３５－１，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｅｘｐｏｕｎｄｓ　ｔｈｅ　ｐｕｒｐｏｓｅ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｃｌａｕｓｅ　２２．３５　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎ－ｆｏｒｍｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｓｅｓ，　ｗｈｉｃｈ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ａ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｏｆ　ｈｏｕｓｅｈｏｌｄ　ａｎｄ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｅｔａｌ；　ｈａｎｄｌｅ；　ｌｅｖｅｒ；　ｋｎｏｂ；　ｂａｓｉｃ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ
Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ　ａｎｄ　Ｃａｓｅｓ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｃｌａｕｓｅ　２２．３５　ｉｎ　ＩＥＣ　６０３５５－１
引言
随着生产工艺、科学技术的发展，以及消费者对产品用户体验的要求及产品质量的要求越来越高，具有金属质感的产品越来越受到消费者的喜爱，并且由于金属受温度影响小、机械强度高、不易老化、不易受到损伤、不易沾灰、易清洗等优点，采用金属材料制成的产品外壳、操作杆、手柄或旋钮越来越多。

但是金属作为一种导电性部件在使用时有一定的危险性，尤其是非Ⅲ类结构和非驻立式器具的手柄、操作杆或旋钮使用金属材料时应更加谨慎。

ＧＢ／Ｔ　４７０６．１－２００５《家用和类似用途电器的安全　第一部分：通用要求》［１］标准第２２．３５条款规定了金属材料制成的手柄、操纵杆和旋钮的适用性，本文将针对２２．３５条款的适用性及常见案例进行分析。

１新旧ＩＥＣ　６０３３５－１标准中２２．３５条款差异
ＩＥＣ　６０３３５－１：２０１０（Ｅｄ５．０）［２］中２２．３５条款原文主要内容规定：“Ｆｏｒ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ　ｏｔｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｏｓｅ　ｏｆ　ｃｌａｓｓ　ＩＩＩ，　ｈａｎｄｌｅｓ，　ｌｅｖｅｒｓ　ａｎｄ　ｋｎｏｂｓ　ｔｈａｔ　ａｒｅ　ｈｅｌｄ　ｏｒ　ａｃｔｕａｔｅｄ　ｉｎ　ｎｏｒ－ｍａｌ　ｕｓｅ　ｓｈａｌｌ　ｎｏｔ　ｂｅｃｏｍｅ　ｌｉｖｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｖｅｎｔ　ｏｆ　ａ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｏｆ　ｂａｓｉｃ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ”。

ＧＢ／Ｔ　４７０６．１－２００５／ＩＥＣ　６０３３５－１：２００４（Ｅｄ４．１）［３］中２２．３５条款主要内容规定：“对于非Ⅲ类结构，在正常使用中握持或操纵的手柄、操纵杆和旋钮即使绝缘失效，也不应带电”。

通过对比新旧版本ＩＥＣ　６０３３５－１标准，发现差异为：第一，绝缘失效明确化。

ＩＥＣ　６０３３５－１：２０１０（Ｅｄ５．０）比现行通标ＩＥＣ　６０３３５－１：２００４（Ｅｄ４．１）在绝缘失效的定义上更为明确化，ＩＥＣ　６０３３５－１：２０１０（Ｅｄ５．０）标准文本中绝缘失效指的是基本绝缘失效（ｂａｓｉｃ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ）。

第二，该条款的注释修改为正文要求。

为了帮助标准使用者理解，将ＩＥＣ　６０３３５－１：２００４（Ｅｄ４．１）中的注释在ＩＥＣ　６０３３５－１：２０１０（Ｅｄ５．０）中修改为正文的要求。

２标准要求的目的
经过大量调查表明，在众多的触电死亡者中，绝大多数的触电部位都是手的掌心或者手指与掌心的同侧部位。

在触电初期，手因为条件反射而出现弯曲现象，而弯曲的方向恰好使手不自觉地把导线握住了。

这样也就
增长了触电的时间，进而使手因为痉挛而产生麻痹的感觉，这时即使脑中本能地想到应该松开手指、抽回手臂，也难以实现了，这就像被深深地“吸住”了一样。

如果触电时间再延长一点，人的中枢神经全部已经麻痹，此时更加难以抽手了。

手柄、操纵杆和旋钮是家用电器中使用频率比较高的可紧握的零部件［４］，由于人体接触这些部件的方式通常是紧握的方式，如果当这些部位由于泄漏电流过大或者绝缘被击穿，与人体的接触电流［５］超过摆脱阀时（研究表明６０　ｋｇ体重的成年男子摆脱阀为１０　ｍＡ，妇女为男子的７０　％（７　ｍＡ），儿童为４０　％（４　ｍＡ），这个电流是安全电流。

如果有防触电保护装置的保护，流过人体的最大电流不超过３０　ｍＡ）［６］，人体就会由于难以摆脱电流而发生触电事故，进而使人感觉全身发热、发麻，不由自主地产生肌肉抽搐，最终逐渐失去知觉。

如果电流持续流经人体，触电者的神经系统、心脏以及呼吸机能将受到伤害，直至呼吸停止，心脏活动因为停顿而死亡。

同时由于接触这些可紧握的零部件时，接触电流的机会和面积比接触其他部位时要大。

在一般触电事故发生时，手指就会不自主地产生弯曲，而在此时手部又紧紧地握持这些部位，那么手部就会被带电部件完完全全地吸住而不能摆脱，其能够摆脱电流的几率比仅仅是触碰到其他非握持部件时小得多。

因此，标准设置此条款的目的是如果基本绝缘失效，当人体触及手柄、操纵杆和旋钮这些比其它零部件触电危险更高的可握持的零部件时，还有足够的第二层绝缘，也就是附加绝缘，来防止人体直接与这些可握持的零部件接触，从而减小人体与这些可握持的零部件之间的接触电流，以此避免触电事故的发生。

理解该条款主要有两点：第一是基本绝缘失效，第二是基本绝缘失效后的防护措施。

２．１　基本绝缘失效
ＧＢ／Ｔ　４７０６．１－２００５对基本绝缘的定义为：施加于带电部件对电击提供基本防护的绝缘，基本绝缘的电气间隙定义为：带电部件与已接地的金属部件之间或者带电部件与未接地的不可触及金属部件表面之间的空间最短距离。

基本绝缘的爬电距离定义为：带电部件与已接地的金属部件之间或者带电部件与未接地的不可触及金属部件表面之间沿绝缘材料表面测量的最短路径。

基本绝缘的失效不仅仅是固体绝缘的机械性破坏引起的基本绝缘失效，也包括电气击穿固体绝缘引起的基本绝缘失效。

在标准ＧＢ／Ｔ　１６９３５．１－２００８中提出了绝缘配合的概念，绝缘配合统指电气设备根据其使用和环境条件来选择的电气绝缘，它由电气间隙、爬电距离以及固体绝缘组成，是对电气设备绝缘的统称［７］。

因此，在考虑基本绝缘失效时还需要同时考虑电气间隙、爬电距离失效的情况。

带有接地措施的金属手柄或者操纵杆、旋钮，在内部轴或固定装置电气间隙或爬电距离减小的情况下，就有可能发生电气击穿从而引起基本绝缘失效；同时，也有可能由于人为因素影响或者接地不良而导致接地措施失效，此时的金属手柄等可握持部件与带电部件构成加强绝缘的关系，因此就会因为电气间隙或者爬电距离不够发生电气击穿，导致基本绝缘失效。

对于带有金属手柄、操纵杆和旋钮的ＩＩ类器具而言，金属手柄等类似部件与带电部件之间的关系为加强绝缘，如果器具内部的基本绝缘失效，那么器具内部的基本绝缘就有可能会成为带电部件，从而会减小与金属手柄等类似部件之间的电气间隙和爬电距离，就会造成由于电气间隙和爬电距离不够而发生电气击穿，使得金属手柄、操纵杆和旋钮带电。

在ＩＥＣＥＥ／ＣＢ／ＣＴＬ／ＤＳＨ０７４１决议中指出对于便携式器具，可能由于基本绝缘失效而引起金属手柄带电时，需要用绝缘材料覆盖金属手柄或者在金属手柄与金属手柄的轴或固定装置之间用附加绝缘隔开。

ＩＥＣ／ＴＣ　６１华盛顿官方文件０２ａ　－　Ｃｈａｉｒｍａｎ’ｓ　Ｒｅｐｏｒｔ．ｄｏｃｘ中也提到：在全体大会上确认过金属风扇网罩上手柄要绝缘。

因此，对于便携式器具，无论金属手柄、操纵杆和旋钮是否接地，这种结构均不能被接受。

２．２　基本绝缘失效后的防护措施
如果手柄、操纵杆和旋钮是由金属材料制成的，为了防止基本绝缘失效后，这些部件可能带电，需要在这些部件表面采取防护措施。

其一是用绝缘材料对这些部件表面进行充分覆盖，其二是在这些部件的轴或固定装置与它们的易触及部分之间用附加绝缘隔开。

也就是说，只要便携式器具具有金属制成的手柄、操纵杆和旋钮，那么这些部件的表面必须用等同于附加绝缘的绝缘材料覆盖。

只有通过１６．３条款中附加绝缘的电气强度测试，这些覆盖的绝缘材料才认为具有足够的保护作用。

标准对于由金属制成的手柄、操纵杆和旋钮需要用等同于附加绝缘的绝缘材料覆盖的原因还在于：当金属材料制成的手柄、操纵杆和旋钮未接地时，此时它们与带电部件之间的关系属于加强绝缘。

由于加强绝缘通常只有一层绝缘系统，因此加强绝缘并不能与双重绝缘划上等号。

绝缘材料的材质、厚度、密度、重量决定了绝缘材料的性能，一层绝缘材料在同一个地点被电气击穿的概率远比两层绝缘材料在同一个地点被电气击穿的概率大。

这也是２２．３３条款规定ＩＩ类结构中与带电部件接触的液体，不能与加强绝缘直接接触的原因。

２．３　驻立式器具的部分不适用
对于驻立式器具而言，如果存在手柄等类似的部件，只要这些部件与接地端子可靠地连接在一起，或者用接地的金属将这些部件与带电部件隔开，则２２．３５条款不适用。

这是认为驻立式器具的接地永久可靠，不像便携式器具需要经常移动可能导致接地措施失效，保护程度要比便携式器具高。

因此，对于非电气元件的手柄等类似的可握持部件，只要可握持部件可靠地接地或者用接地金属将可握持部件与带电部件隔开就认为基本绝缘就不会失效，因而此条款也就不适用。

３　案例分析
案例一：如图１所示，带有接地金属手柄的电暖器以及接地金属把手的电陶炉，分析其２２．３５条款的适用性。

通过分析发现，图１产品是便携式，不是驻立式，手柄是金属的（尽管已接地），因此不符合２２．３５条款要求。

案例二：如图２所示，驻立式电烤箱产品外壳是金属外壳，门是通过铰链连接，金属拉手可以接触到外壳，金属外壳已接地，分析其２２．３５
条款的适用性。

（a）取暖器 （b）电陶炉
图
1 带有金属手柄的便携式器具
（a）烤箱外观
（b）烤箱内部
图2 带有金属手柄的驻立式烤箱
参考文献：
作者简介：
[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[S].
[2] IEC 60335-1：2010, Household and similar electrical appliances-Safety-Part1:General requirements [S].
[3] IEC 60335-1：2004, Household and similar electrical appliances-Safety-Part1:General requirements [S].[4] GB/T 3805-2008, 特低电压（ELV）限值[S].
[5] GB/T 12113-2003, 接触电流和保护导体电流的测量方法[S].[6] GB/T 13870.1-2008, 电流对人和家畜的效应 第1部分：通用部分[S].[7] 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[S].
张豪（1988.02-），本科，中级工程师，主要从事家用电器检测及技术开发工作。

通过分析发现，图２中的产品是驻立式器具，金属手柄与金属箱门连接，金属箱门与接地金属外壳通过铰链连接起来，因此金属手柄也具有接地连续性，并且，此手柄并非电气元件的手柄，所以２２．３５条款不适用。

４结论
综上分析，对于非驻立式器具而言，不允许使用金属手柄、操纵杆和旋钮，如果一定要使用，那么需要在这些部件表面覆盖一层等同于附加绝缘的绝缘材料。

而对于驻立式器具的非电气元件的金属手柄、操纵杆和旋钮，只要这些部件接地或者用接地金属将带电部件与这些部件隔开，２２．３５条款将不适用。

值也超过了标准限值，但在恒压状态（也即正常工作状态）下是符合标准限值的，那么是否可以判其不合格呢？由于标准没有给出测试时应采用怎样的负载条件，上述问题值得商榷。

但是，如果电源适配器或者说开关电源的使用范围较广（可能会用到其恒流输出状态），那么，恒流状态下的测试也是必要的。

４总结
从上述分析可以看出，ＵＳＢ电源适配器在不同的负载条件下其辐射发射的测试结果有着较大的差异，某些情况下可能影响到是否符合标准限值的判定。

所以，应根据其输出参数至少在恒压输出状态下合理地选择不同大小的负载进行测试，以确保其在正常工况下符合标准限值。

而是否要对其恒流状态下进行测试，有待进一步商榷。

但对于用途更广泛的电源适配器（开关电源），应对其恒流输出状态也进行测试。

参考文献：
作者简介：
[1] GB/T 9254-2008, 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法[S].[2] CISPR 14-1: 2016, Electromagnetic compatibility – Requirements for household appliances, electrictools and similar apparatus –Part 1: Emission [S].
[3] CISPR 32: 2015, Electromagnetic compatibility of multimedia equipment – Emissionrequirements[S].
[4] 陈思韬.单节锂电池充电管理电路的设计[D].南京:东南大学,2008.[5] 何秋生,徐磊,吴雪雪.锂电池充电技术综述[J].电源技术, 2013,37(8):1464-1466.
沈云佳，男，本科，助理工程师。

主要从事各类产品的EMC 测试、EMC 相关标准和测试技术的研究工作。

安雪，女，本科，工程师。

主要从事各类产品的EMC 测试、EMC 相关标准和测试技术的研究工作。

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