标准:IEC 60335-2-7:2024 (Ed 9.0) + IEC 60335-1:2020+AMD1:2025 适用产品:家用及类似用途电动洗衣机(含洗涤干燥一体机)
1. 概述与测试框架
你在评估一台洗衣机时,面对的是一套 Part 1 通用要求 + Part 2 特殊补充 的双层框架。IEC 60335-2-7:2024 并不重复 Part 1 的全部内容,而是在其基础上做 Addition(增补)、Replacement(替代)或 Modification(修改)。理解这一点,你就不会在水温条件或泄漏电流限值上犯错。
常规测试的核心逻辑可以归纳为六个阶段:
- 发热测试(Clause 11)— 确认正常运行下的温升安全
- 泄漏电流与电气强度(Clause 13 / 16)— 确认绝缘系统在热态下完好
- 耐潮湿与泡沫测试(Clause 15.3 / 15.101)— 确认水侵和泡沫不会导致绝缘失效
- 非正常工作(Clause 19)— 确认故障或意外操作下不会引发火灾或触电
- 机械强度与稳定性(Clause 20 / 21)— 确认机械结构足够坚固
- 联锁耐久性(Clause 18.101)— 确认门/盖联锁在寿命周期内可靠
下面的 Stage Gate 流程图展示了一个典型的型式试验执行顺序。注意:某些阶段(如发热与非正常工作)可以共用同一样品,但潮态后的电气强度必须独立评估。
提示:型式试验不是“一次性通关”。每个 Stage Gate 都有独立的判定标准,前一阶段失败,后续阶段通常不再继续,除非你需要收集额外失效数据用于改进设计。
2. 输入功率与电流(Clause 10)
Clause 10 在 IEC 60335-2-7 中没有特殊修改,直接引用 IEC 60335-1:2020 的通用要求。你需要确认:
- 电热器具:输入功率偏差不超过额定功率的 +20%
- 电动器具:输入功率偏差不超过额定功率的 +15%
对于洗衣机这类以电机为主要负载的器具,通常按电动器具处理。如果器具同时带有加热元件(如洗涤干燥一体机),则需要分别评估加热和洗涤两种工作模式的功率偏差。
测试时,样品在额定电压和正常工作温度下运行,待稳定后读取功率。这里的“稳定”指连续读数波动不超过 2%。
3. 发热测试(Clause 11)
发热测试是洗衣机常规测试中最复杂的环节之一,因为 Part 2 对负载、水温、纺织材料和运行时间都做了特殊规定。你不要简单地套用 Part 1 的通用条件。
3.1 负载与纺织材料
标准规定使用干纺织材料,其质量等于说明书标注的最大干衣质量,同时加入最大水量。纺织材料必须是预洗双折边棉片,尺寸约 700 mm × 700 mm,干态面密度 140–175 g/m²。
如果你测试的是叶轮式洗衣机,而标准棉片在桶内不移动,有两种替代方案:
- 将负载减至电机最大功率对应的负载;或
- 改用 900 mm × 900 mm、面密度 90–110 g/m² 的棉片。
3.2 50% 负载例外
这里有一个容易踩的坑:如果50% 负载时的功率输入或电流高于满载,你必须用 50% 负载 进行发热测试。这意味着你需要在测试前做一个快速扫描,确认最不利负载点。
3.3 水温条件
水温不是固定的,取决于器具的构造:
| 器具类型 | 水温条件 |
|---|---|
| 无加热元件,且连接热水供应 | 65°C ± 5°C |
| 无加热元件,且仅连接冷水供应 | 15°C ± 5°C |
| 其他器具(含加热元件) | 15°C ± 5°C |
| 无程序控制器 | 加热至 90°C ± 5°C 或构造允许的最高温度 |
对于无程序控制器或定时器的器具,发热测试运行 5 min 即可;其他器具按正常程序运行一个完整周期。
3.4 温升限值
发热测试的判定依据是 IEC 60335-1 Table 9。你需要重点关注的限值包括:
- 绕组温升:取决于绝缘等级,Class B 为 95 K(非油浸),Class F 为 115 K
- 可触及外壳:≤ 60 K
- 电源线绝缘(PVC):≤ 50 K
- 接线端子(含接地):≤ 45 K
- 电容器(有 T 标记):T - 25
下面的决策图帮助你快速确定水温条件和测试路径:
4. 泄漏电流与电气强度(Clause 13 / 16)
4.1 泄漏电流(Clause 13.1 / 16.2)
洗衣机作为固定式 I 类器具,其泄漏电流限值在 Clause 16.2 中被修改:
- 固定式 I 类洗衣机:≤ 3.5 mA 或 1 mA/kW(最大 5 mA),取较高者。
这意味着一台额定输入 2 kW 的洗衣机,泄漏电流限值是 3.5 mA(因为 1 mA/kW × 2 kW = 2 mA,3.5 mA 更高)。但如果额定输入 5 kW,则限值上升到 5 mA(1 mA/kW × 5 kW = 5 mA,已达上限)。
- II 类洗衣机:≤ 0.25 mA
- 便携式 I 类:≤ 3.5 mA
测试分别在工作温度下(Clause 13.1)和潮态后(Clause 16.2)进行。
4.2 电气强度(Clause 16.3)
电气强度试验使用 50/60 Hz 正弦电压,持续 1 min,不得出现击穿或闪络:
| 绝缘类型 | 试验电压 |
|---|---|
| 基本绝缘(0.2.1 类过压) | 1000 V |
| 基本绝缘(0.2.2 类过压) | 1250 V |
| 附加绝缘 | 1750 V |
| 加强绝缘 | 3000 V |
注意:泡沫测试后(Clause 15.101)和潮态试验后(Clause 15.3)都需要重新进行电气强度试验。这两次耐压是判定水侵是否破坏绝缘的关键依据。
5. 耐潮湿与泡沫测试(Clause 15.3 / 15.101)
5.1 潮态试验(Clause 15.3)
潮态试验是 Part 1 通用要求,参数固定:
- 温度:40°C
- 相对湿度:93% RH
- 持续时间:48 h
结束后立即进行 Clause 16.3 电气强度试验,确认潮湿环境没有导致绝缘劣化。
5.2 泡沫测试(Clause 15.101)
这是洗衣机的特殊条款。泡沫测试在发热测试条件(Clause 11)和额定电压下运行一个完整的最长程序周期。你需要添加足量洗涤剂以产生泡沫,洗涤剂成分必须符合 Annex AA 的规定。
- 有自动分配器:在自动投放点手动添加洗涤剂
- 无分配器:启动前直接投入
判定标准:泡沫测试后,样品必须承受 16.3 电气强度试验。然后样品在正常大气条件下恢复 24 h,再进行 15.3 潮态试验(48 h),潮态后再次进行电气强度试验。
关键:泡沫测试不是只做一次耐压,而是“耐压 → 24 h 恢复 → 潮态 → 再耐压”的两段式评估。这模拟了泡沫渗入后经历干燥再吸潮的累积效应。
6. 非正常工作(Clause 19)
非正常工作测试的目的是验证:当洗衣机遇到故障或意外操作时,不会引发火焰、熔融金属、有毒气体或外壳变形到触及带电部件的程度。对于洗衣机,Part 2 在通用框架上增加了三个关键补充。
6.1 19.9 — 运行过载测试
如果你设计的洗衣机带有电子电路控制的过载保护装置,需要做这个测试。测试在 Clause 11 条件下运行一个周期,然后逐步增加负载使电机电流提高 10%,重复这一过程直到保护装置动作或电机堵转。
如果过载保护装置是直接感温型(如双金属片),则豁免此测试。
6.2 19.101 — 故障条件矩阵
这是洗衣机非正常工作测试的核心。在额定电压、正常运行条件下,你需要逐一引入以下故障:
- 程序控制器:停在任何可能位置
- 电源:一相或多相断开/重连
- 元器件:开路或短路
- 电磁阀:故障(保持开启或关闭失效)
- 水位开关:机械部件故障或堵塞(满足几何条件时可豁免)
判定标准:每次故障后,必须符合 Clause 19.13 的通用判定(无火焰、无熔融金属、无有毒气体、外壳不变形),并且纺织材料不得点燃、不得出现烧焦或发光(浅棕色或烟雾可忽略)。
下面的矩阵图展示了 19.101 的故障引入逻辑和判定路径:
6.3 19.102 — 65°C 水测试
对于不打算连接热水供应且没有加热元件的洗衣机,你需要在 Clause 11 条件下、额定电压、水温 65°C ± 5°C 运行测试。这验证了即使消费者误接热水,器具也不会出现危险。
6.4 19.13 特殊判定补充
通用 19.13 要求之外,洗衣机额外增加:纺织材料不得点燃,不得有烧焦或发光。这是洗衣机区别于其他家电的特殊安全要求,因为桶内始终有大量可燃的纺织负载。
7. 联锁耐久性(Clause 18.101)
洗衣机的门/盖联锁在每次使用都会动作,因此耐久性测试格外严格。 Clause 18.101 的循环要求如下:
| 器具类型 | 总循环次数 | 通电段 | 不通电段 |
|---|---|---|---|
| 纯洗衣机 | 10,000 次 | 6,000 次 | 4,000 次 |
| 洗涤干燥一体机 | 13,000 次 | 9,000 次 | 4,000 次 |
7.1 动作参数
- 开启角度:盖约 45°,门约 90°
- 开启速度:约 1.5 m/s
- 开启力:2 × 实测开启力(最小 50 N,最大 200 N)
- 关闭速度:约 1.5 m/s
- 关闭力:5 × 实测关闭力(最小 50 N,最大 200 N)
- 盖允许自重关闭:若未锁扣,则施加 5 × 力(最小 50 N,最大 200 N)
7.2 为什么分段测试?
通电段(6,000/9,000 次)模拟正常使用中联锁的电气负载和机械磨损;不通电段(4,000 次)模拟纯机械磨损。两段结合可以区分电气失效和机械失效,帮助你定位问题。
测试结束后,联锁必须仍能可靠工作,并满足 Clause 20.103 的联锁要求(门/盖仅在关闭位置时器具才能运行)。
8. 机械强度与稳定性(Clause 20 / 21)
这一节只做引用性概述,不深入展开。详细的稳定性与不平衡负载分析请参阅本系列专门文章。
8.1 20.102 — 不平衡负载测试
- 负载质量:0.2 kg 或说明书最大干衣质量的 10%(取较大者)
- 负载位置:固定于滚筒内壁中点
- 试验次数:4 次,每次相隔 90°
- 运行条件:额定电压下的脱水期
- 判定:不得翻倒;滚筒不得撞击除外壳外的其他部件;器具应仍能继续使用
如果合格性依赖电子电路,需要按 19.11.2 a)~g) 逐一叠加故障重复测试。
8.2 21.101 / 21.102 — 门盖机械强度
- 21.101.1(盖冲击):橡胶半球直径 70 mm,硬度 40–50 IRHD,圆柱质量 20 kg,跌落高度 100 mm,3 次,冲击盖中心
- 21.101.2(门垂直力):150 N,门开启 90°±5°,最不利位置,持续 1 min
- 21.102(盖抗扭曲):50 N,最不利方向,3 次
9. 弹性部件老化(Annex BB)
洗衣机中的密封件、垫片、软管等弹性部件长期接触洗涤剂和热水,需要 Annex BB 的老化试验来验证其耐久性。
9.1 试验条件
| 参数 | 要求 |
|---|---|
| 试验液体 | 5 g Annex AA 洗涤剂/L + 0.6 ml 漂洗剂/L 蒸馏水 |
| 温度 | 75°C (+5/0) |
| 时间 | 48 h (+1/0) |
| 溶液更换 | 每 24 h 更换一次 |
| 后续浸泡 | 常温新鲜溶液 45 min ± 15 min |
| 冷水漂洗 | 15°C ± 5°C |
9.2 判定标准
- 质量增加:≤ 10%
- 硬度变化:≤ 8 IRHD
- 表面状态:不得发粘、无肉眼可见裂纹或其他劣化
Clause 22.6 的泄漏试验液体也改为上述洗涤剂溶液(5 g/L)。通过 Annex BB 老化试验的部件可豁免泄漏要求。
10. 测试顺序速查表
| 条款 | 测试项目 | 关键参数 | 判定标准 |
|---|---|---|---|
| Clause 10 | 输入功率与电流 | 电动器具 +15% / 电热器具 +20% | 偏差在限值内 |
| Clause 11 | 发热测试 | 负载=最大干衣质量;水温 15°C/65°C/90°C;一个周期 | Table 9 温升限值 |
| Clause 13.1 | 工作温度泄漏电流 | 固定式 I 类:3.5 mA 或 1 mA/kW(最大 5 mA) | 不超过限值 |
| Clause 15.2 | 溢水测试 | 0.5 L 泼溅 + 溢水溶液;15 min 持续溢流 | 16.3 耐压通过;间隙/爬电距离不降低 |
| Clause 15.3 | 潮态试验 | 40°C, 93% RH, 48 h | 16.3 耐压通过 |
| Clause 15.101 | 泡沫测试 | 最长程序 + Annex AA 洗涤剂 | 耐压→24h恢复→潮态→再耐压 |
| Clause 16.2 | 潮态后泄漏电流 | 同 Clause 13.1 | 不超过限值 |
| Clause 16.3 | 电气强度 | 基本 1000/1250 V;附加 1750 V;加强 3000 V;1 min | 无击穿/闪络 |
| Clause 18.101 | 联锁耐久性 | 10,000/13,000 次;通电+不通电分段 | 联锁仍可靠 |
| Clause 19.9 | 运行过载 | 电机电流每次提高 10% 至保护动作 | 纺织材料不点燃 |
| Clause 19.101 | 故障条件矩阵 | 程序/电源/元器件/电磁阀/水位开关 | 19.13 + 纺织材料不点燃 |
| Clause 19.102 | 65°C 水测试 | 无加热+不连热水器具;65°C ± 5°C | 19.13 通用判定 |
| Clause 20.102 | 不平衡负载 | 0.2 kg 或 10% 质量;4 次;脱水期 | 不翻倒、不撞击、可继续使用 |
| Clause 21.101 | 门盖冲击/垂直力 | 20 kg×100 mm;150 N×1 min | 无损坏至不安全 |
| Annex BB | 弹性部件老化 | 75°C, 48 h, 洗涤剂溶液 | 质量≤10%;硬度≤8 IRHD |
11. 常见失败模式与检查清单
11.1 发热测试常见失败
- 绕组超温:电机选小了,或 50% 负载点没扫描到最不利工况
- 外壳温升 >60 K:隔热设计不足,或加热元件靠近外壳
- 电容器超温:T 标记值定得太低,或实际工况超出预期
- 电源线 PVC 超 50 K:线径不足,或布线靠近热源
11.2 泄漏电流与电气强度常见失败
- 固定式 I 类超过 3.5 mA:EMI 滤波电容过大,或未按 1 mA/kW 计算上限
- 潮态后耐压击穿:密封圈失效,水汽渗入电机或控制板腔室
- 泡沫测试后耐压失败:泡沫沿门封渗入,或排水系统密封不良
11.3 非正常工作常见失败
- 纺织材料点燃:加热元件与负载距离过近,或温控器失效后温度失控
- 程序控制器故障后电机持续运行:缺少独立的超时保护
- 电磁阀故障后溢水:进水阀无冗余关闭机制,或水位开关响应过慢
- 19.11.2 电子故障后不稳定:PCB 走线间距不足,或软件看门狗未覆盖关键路径
11.4 联锁与机械常见失败
- 联锁 10,000 次后卡滞:弹簧疲劳,或塑料件磨损产生碎屑
- 不平衡负载测试翻倒:底脚防滑不足,或质量分布设计不合理
- 门盖冲击后破裂:材料韧性不足,或加强筋设计薄弱
- 盖扭曲后联锁失效:盖变形量过大,导致锁扣脱开
11.5 弹性部件老化常见失败
- 质量增加 >10%:橡胶配方耐洗涤剂性能差,或硫化不充分
- 硬度下降 >8 IRHD:增塑剂被洗涤剂萃取
- 表面发粘/裂纹:材料选择错误(如天然橡胶替代 EPDM)
结语:IEC 60335-2-7:2024 的常规测试体系是一个“热-电-水-机械”四维交织的矩阵。你在设计验证阶段,最好按照本文 Stage 1~6 的顺序安排样品和测试计划,尤其注意 50% 负载例外、水温条件分支、泡沫两段式耐压、以及 19.101 的逐项故障扫描。提前在检查清单上打勾,能显著降低型式试验失败的风险。