灯具外壳防护等级的检测分析

灯具外壳防护等级的检测分析
　　安装在室外的灯具产品会受到降雨的影响，安装在船只上的有些灯具还有可能受到海水的冲击、腐蚀等。如果灯具无法抵御这些自然侵蚀，就有可能会使灯具发生故障或损坏，因而在有些灯具标准中规定了应做防止水进入内部的防护试验。例如：GB/T3027-1995《船用白炽照明灯具通用技术条件》;GB7000.3-1996《庭园用的可移式灯具安全要求》; GB7000.5-1996《道路和街道照明灯具的安全要求》; GB7000.7-1997《投光灯具安全要求》; GB7000.8-1997《游泳池和类似场所用灯具安全要求》; GB7000.9-1998《灯串安全要求》; GB7000.12-1999《嵌入式灯具安全要求》等，凡是户外灯具的防水等级均规定了应至少为IPX3做防护等级的试验。
 

　　1、试验参数的确定

　　a. 降雨的强度和方向

　　降雨强度是根据天然降雨条件和达到试验的加速性来考虑的。我国多年来的气象资料表明，某些地区的极端降雨情况为10min内最大降雨量可达50mm; 1小时内最大降雨量可达116mm; 24h内最大降雨量可达466mm; 72h内最大降雨量可达1000mm。从上述数据可知，大的降雨强度的出现时间很短，随着降雨时间的增加，平均降雨强度下降。由于天然降雨的情况较为复杂，如雨滴的大小、降雨密度、降雨强度等都不同，因此要使人工降雨完全模拟天然降雨的情况是很困难的。另外，下雨时常伴有大风，风力从3～4级至7~8级不等。还有台风、强台风、飓风等自然现象，故雨水下落时一般不与地垂直，因而要求人工降雨时雨滴下落方向也不与地面垂直，而与被测试产品成一定夹角。
 

　　b.  降雨时间

　　试验时间的长短直接影响试验结果的合理性，试验时间过长则不符合自然降雨的情况;太短则雨水不能进入被试产品，达不到考核的效果。另外，在自然降雨时，由于每次降雨方向不可能相同，这就是使被试产品表面受雨淋的情况也不同，因而我们在试验时将被试产品置于正常使用的状态。
 

　　c. 水的温度

　　一般情况下，较大降雨强度出现在温度较高的夏季，但由于降雨时，雨水能调节温度，因而降到地面的雨水温度不会太高，根据标准试验条件进行试验时，则对水的温度可不必进行控制，但水的温度应尽量接近被试产品的温度，以减少被试产品内部产生冷凝水的可能。一般试验用水的温度应为15℃±10℃。
 

　　d.  水的压力

　　防水试验装置压力是靠自来水供给的，有时压力大，有时压力小，波动性很大，不能满足标准规定的供给产品的水压，所以我们特别设计了积水稳压装置。不但能源源不断地供给水，而且能定期保持试验需要的规定水压，保证试验在正常的水压下进行。
 

　　总之，灯具外壳防护等级试验参数是以多年来气象资料作为依据，并尽可能地模拟较严酷的自然条件，同时适当考虑试验的加速性和重复性来考核产品的。
 

　　2、试验方法

　　灯具外壳防护等级试验用IPXX表示，其中第一位数字表示灯具防尘等级，第二位数字表示防水等级，实验时应用清水进行。

　　a. 准备阶段

　　(1)产品技术条件规定对被试产品进行外观或其它规定的检查，除IPX8可用点灯或其他适当的方法加热灯具，使灯具外壳的温度超过试验桶内的水温5℃～10℃以外，其各类被试产品进行第2位特征数值试验前，整个灯具包括光源在内应在额定电压下点燃至稳定的工作温度;

　　(2)进行防水试验时灯具应按正常使用安装和接线，并置于最不利位置，装好防护半透明罩;

　　(3)安装时灯需体与安装表面接触的固定式灯具，在防水试验时用金属网隔板插在灯具和安装表面之间，隔板的外形、尺寸应至少等于灯具的投影面积;

　　(4)安装说明书中规定，防滴水灯具是安装于顶棚或天棚下面的，灯具应固定在一块平板的下侧，平板的尺寸应比灯具与安装表面相接触部分的周边宽10mm;

　　(5)嵌入式灯具凹槽内的部件和凸出凹槽的部件，应根据制造厂安装说明书中对IP分类的规定各自试验，在进行防水试验时，可能有必要将凹槽内的部件封闭在一个盒子里;

　　(6)若有密封压盖，应该用施加于密封压盖的扭矩的三分之二拧紧;

　　(7)除玻璃罩的手动固定螺钉以外，外罩的固定螺钉应按规定的三分之二拧紧。
 

　　b.  试验阶段：防水试验按标准规定的方法进行试验

　　(1)第二位特征数字为0时的试验：第二位特征数字为0时不做试验。

　　(2)第二位特征数字为1时的试验：试验用图1防滴原理制成的试验设备进行，试验设备底部的滴水分布相当均等，降水量约为每分钟3mm。灯具按正常使用位置放在滴水试验设备下面，水滴自灯具顶部上方200mm高处垂直落下，支撑物应小于样品。设备底部应大于样品的水平投影面，试验持续时间为10min。

　　(3)第二位特征数字为2时的试验：滴水试验设备与同上，降水量也为每分钟3mm，灯具应在四个倾斜的固定位置各试验2.5min，这四个位置在两个互相垂直的平面上与垂线各倾斜15°，总的时间持续10min。

　　(4)第二位特征数字为3时的试验：

　　①采用图2中按防淋原理制成的防淋防溅设备。图中半圆环管子的半径应尽可能小，使与所试验灯具的位置大小协调。圆环到管子须打孔，使水直接喷向圆心，设备入口的水压约为0.08Mpa。环形管应能产生120°摆动，垂直线两边各为60°，完成一个摇摆周期(2×120°)约4s。灯具安装在管子旋转轴线以上，使水足够喷满灯具端部。在试验时，灯具应能以每分钟一转的速率绕垂直轴旋转。喷水时间为10min，然后切断灯具电源，允许灯具自然冷却。同时继续喷水10min。

　　②采用图3手持式防淋原理制成的淋水设备。本试验进行时应装上活动挡板。调节水压使流量为每分钟10±0.5L(压力约0.05～0.15MPa)。试验持续时间按外壳表面积计算(不包括安装面积)，为1min/m2，但至少为5min。

　　(5)第二位特征数字为4时的试验：

　　①采用图2中的防淋防溅设备，将水从各方面喷射灯具10min，方法如第二位特征数字为3时的试验所述。灯具应装在管子旋转轴线以下，使水足够喷满灯具端部。环形管应能产生几乎是360°的摆动，垂直线两边各为180°摆动，周期(2×360°)时间约8s，水压为0.08Mpa。在试验时，灯具应能以每分钟一转的速率绕垂直轴旋转。为避免样品的支撑物成为挡水板，应将其作成格栅状。经10min试验后，切断灯具电源，允许灯具自然冷却，同时继续喷水10min;

　　②采用图3中的手持式防溅试验设备。从喷头上除去活动挡板，使被试产品外壳在可能的方向都受到喷水。流量和每单位面积喷水时间与第二位特征数字为3时的相同;

　　(6)第二位特征数字为5时的试验：

　　切断灯具电源，立即用防喷和防强喷设备上带有喷嘴的软管从各方向喷射灯具。条件如下：

　　喷嘴内径(D′)：6.3mm 喷嘴水压：约0.03Mpa

　　喷射时间：15min　喷嘴离测试品距离：3m

　　(7)第二位特征数字为6时的试验：

　　切断灯具电源，立即用图4中按防强喷原理制成的带有喷嘴的软管从各方向喷射灯具。条件如下：

　　喷嘴内径(D′)：12.5mm　喷嘴水压：约0.1Mpa

　　喷射时间：3min 喷嘴离测试品距离：3m

　　(8)第二位特征数字为7时的试验：采用图5中的水箱，水密灯具切断灯具电源，立即将整个灯具浸入水中30min，灯具的顶部入水深至少150mm，最下面部位距水面至少有1m。灯具应以正常安装方式保持在适当的位置上。使用管形荧光灯的灯具应使漫射器朝上，水平放置于水面下1m。

　　(9)第二位特征数字为8时的试验：

　　采用图6中的压力试验罐，压力水密灯具，用点灯或其他适当的方法加热灯具，使灯具外壳的温度超过试验箱内的水温5℃～10℃。然后，切断灯具电源，灯具承受相当于其额定最大浸入深度所产生压力的1.3倍水压，时间为30min。
 

　　3、淋雨试验注意事项

　　(1)试验应用清水进行，水温应尽量与被试产品的温度接近。一般在5℃～25℃范围内，以减少被试产品内部的冷凝水;

　　(2)试验前必须清除被试产品水密结合处的灰尘和油污，否则就可能使水无法进入被试产品内部，这样就使被试产品得不到应有的考核;

　　(3)试验前将灯具按正常使用位置接通电源电量光源，使其在额定电压下维持到热稳定的工作温度;

　　(4)试验后必须擦干被试产品外部的水滴，否则在拆除灯具防水结构检查内部时，试验品外部的水滴混入内部而影响试验结论的正确性。
 

　　4、防水试验后的质量检验

　　(1)对于有保护层的部件表面，不允许有起泡、剥落、起皱等现象;

　　(2)灯具的带电部件或绝缘部件不允许有微量水存在;

　　(3)完成防水试验后，灯具应尽可能保持原样位置进行绝缘强度检验，应符合产品技术条件的电气性能规定，并可以点亮;

　　(4)打开防水结构，灯具防水等级为IPX1～IPX6等级，内部不允许有积水，水密灯具和加压水密灯具内的任何部位不允许有微量水存在。如外壳有排水孔，应通过观察证明进水不会积累，且能排出而不损坏灯具安全性能。
 

　　室外灯具是灯具中重要的一部分，提高室外灯具的防水性能，使其拥有相应的外壳防护等级是相当重要的。因此，我们必须按照标准，按上述方法对其进行相应的试验，以确保室外灯具的使用寿命和使用中的绝对安全。

　　参考文献

　　1 IEC529-89.《外壳防护等级的分类》

　　2 IEC6058-1:2002.《灯具一般安全要求与试验》

　　3 GB/T4942.2-1993.《低压电器外壳防护等级》