1、第9章 防尘、防固体异物和防水,主讲：於立成,9.1概述 9.2防止灰尘、固体异物和水的侵入试验 9.2.1基本要求 9.2.2试验前准备 9.2.3试验方法 9.2.4合格判定 9.2.5灯具的技术特性对外壳防护性能的影响 9.2.6常用的灯具外壳防护等级 9.3潮湿试验 9.4本章内容新、老标准的主要差异,第9章 防尘、防固体异物和防水,9.1概述,灯具的防尘、防固体异物和防水的等级按GB4208外壳防护等级（ IP代码）中规定的“IP数字”分类法进行分类，试验不完全等同。 本标准第9章中未规定试验方法的IP等级，可用GB4208规定的相关试验来检验。 表示防护等级的代号通常由特征字母IP
2、跟着二个数字(“特征数字”)组成，特征数字的含义分别见本标准表2.1和表2.2。 本章还规定了灯具防护潮湿条件的试验方法。,9.2.1基本要求,根据灯具的分类和标在灯具上的IP数字，灯具外壳应提供相应的防止粉尘、固体异物和水侵入的保护等级。 9.2.1.1第一位特征数字表述的的防护等级要求： IP0X 无防护； IP1X 防大于50mm的固体异物，如手背； IP2X 防大于12mm的固体异物，如手指； IP3X 防大于2.5mm的固体异物； IP4X 防大于1mm的固体异物； IP5X 防尘，尘埃进入不能达到妨碍的程度； IP6X 尘密：无尘埃进入外壳。,9.2.1基本要求(续1),9.2.1
3、.2第二位特征数字表述的的防护等级要求： IPX0 无防护； IPX1 防滴水，垂直滴水； IPX2 倾斜15防滴水，外壳倾斜15时，垂直滴水； IPX3 防淋水，与垂直成60 范围以内的淋水； IPX4 防溅水，从任何方向朝外壳溅水； IPX5 防喷水，用喷嘴以任何方向朝外壳喷水； IPX6 防强喷水，猛烈海浪或强烈喷水； IPX7 水密，浸入水中时，不应达到有害的程度； IPX8 压力水密，按规定的条件长期潜水。,9.2.2试验前的准备,进行外壳防护试验时，灯具应按正常使用安装和接线，并置于最不利位置，装配完整，附件应作为完整灯具的一部分进行试验。 除玻璃罩的手动固定螺钉以手感拧紧以外，外
4、罩的固定螺钉、密封压盖、螺纹盖等应该用扭力试具按规定的扭矩拧紧，而且，应注意受力均匀。 灯具外壳防护等级试验应先进行防固体异物和防尘试验，后进行防水试验。 各部分具有不同外壳防护等级的灯具，应先对防护等级低的部分进行试验和检查，后进行防护等级高的试验。,9.2.2试验前的准备(续1),嵌入式灯具，凹槽内的部件和凸出凹槽的部件，应根据安装说明书中对IP分类的规定各自试验，防水试验时，有必要将凹槽内的部件封闭在一个盒子里。 进行防水试验时，灯体与安装表面接触的固定式灯具，应该用金属网隔板插在灯具和安装表面之间。吸顶灯具应固定在一块平板的下侧，平板的尺寸应比灯具安装面的周边宽10mm。 除了IPX8
5、以外，进行防尘和防水试验前，灯具应在额定电压下点燃至稳定的工作温度。试验用水的温度应为1510。 凡由排水孔排水的灯具，安装时应使最低的排水孔敞开。,9.2.3试验方法,防固体异物灯具（IP2X），应用GB4208规定的标准试验指见图9.1，按照本标准第8章和第11章的要求进行试验。 防固体异物灯具（IP3X和IP4X），用GB/T16842规定的C型或D型试具见图9.1，在每一个可能的部位（不包括密封圈）进行试验，并施加表9.1的力： 表9.1,9.2.3试验方法(续1),图9.1 IP2X、IP3X、IP4X触及试具,9.2.3试验方法(续2),防尘灯具（IP5X），应在与图9.2相似的粉
6、尘试验箱内试验，试验程序如下： a) 灯具挂在粉尘箱外面，在额定电源电压下工作直至达到工作温度。 b) 将正在工作的灯具以最小的扰动放入粉尘箱内。 c) 关上粉尘箱的门。 d) 开启风扇或风机，使滑石粉悬浮。 e) 1min后关掉灯具电源，并使之在滑石粉保持悬浮状态下灯具冷却3h。,9.2.3试验方法(续3),尘密灯具（IP6X）， 与防尘灯具（IP5X）的试 验方法相同。图9.2 粉尘试验箱,9.2.3试验方法(续4),防滴灯具（IPX1），应承受10min的3mm/min的人工降雨试验，见图9.3，人工降雨由灯具顶部上方200mm高处垂直落下。图9.3 滴水试验装置,9.2.3试验方法(续
7、5),防淋灯具（IPX3），用图9.4所示淋水装置。 管子上的孔应使水喷向圆的中心，装置入口处的水压约为80kN/m2。 管子应摆动120，垂线两侧各60，完整摆动一次（2120）的时间约4s。 灯具应安装在管子的旋转中心以上，使灯具能充分的喷到水。试验时灯具应绕其垂直轴旋转，转速为1r/min。 10min后，关掉灯具电源开关使灯具自然冷却，同时继续喷水10min。,9.2.3试验方法(续6),图9.4 防淋和防溅试验装置,9.2.3试验方法(续7),防溅灯具（IPX4），用图9.4所示的溅水装置，按IPX3相同的方法从各个方向喷水10min，灯具应安装在管子的旋转中心以下，使灯具两端都能充
8、分地喷到水。 管子应摆动约360，垂线两侧各180，完整摆动一次（2360）的时间约12s。试验时灯具应绕其垂直轴旋转，转速为1r/min。 受试设备的支承件应呈格栅状，以避免起档板的作用。10min后，关掉灯具电源，使灯具继续冷却，同时继续喷水10min。,9.2.3试验方法(续8),防喷灯具（IPX5），关掉灯具电源，立即经受用带喷嘴的软管从各方向喷水15min，喷嘴的形状和尺寸如图9.5所示。喷嘴离样品距离应保持3m。 应调节喷嘴处的水压，使出水速率达到12.5l/min5（约30kN/m2）。 防强喷灯具（IPX6），关掉灯具电源开关，立即经受用带喷嘴的软管从各方向喷水3min，喷嘴的
9、形状和尺寸如图9.5所示。喷嘴离样品距离应保持3m。 应调节喷嘴处的水压，使出水速率达到100l/min5（约100kN/m2）。,9.2.3试验方法(续9),IPX5试验 D=6.3mm IPX6试验 D=12.5 mm 图9.5 防喷试验用的喷嘴,9.2.3试验方法(续10),水密灯具（IPX7），关掉灯具电源开关，立即将整个灯具浸入水中30min，灯具的顶部水深至少150mm，最下面部位上至少有1m高的水。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。 压力水密灯具（IPX8），用点灯或其它适当的方法加热灯具，使灯具外壳的温度超过试验桶
10、内的水温510。 然后，关掉灯具电源开关，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。,9.2.3试验方法(续11),本标准未规定的IP等级试验方法只有两项：IP1X、IPX2，可用GB4208外壳防护等级（IP代码）规定的试验方法并结合本标准的规定进行检验。 防固体异物灯具（IP1X），可用GB/T16842检验外壳防护用的试具规定的A型试具进行试验,见图9.6,试具不能进入灯具外壳。 倾斜15防滴水灯具（IPX2），将样品按正常工作位置摆放在与水平面倾斜15的转台上，转台沿台面垂直轴旋转1r/min，置于图9.3人工降雨装置下，按IPX1条规定进行试验。,9
11、.2.3试验方法(续12),图9.6 试具A,9.2.4合格判定,在耐久性试验后进行防尘和防水试验 灯具是高发热电器，长期受热会使塑料部件老化变形、密封件老化失去弹性、粘结剂失效等等。这些现象会在本标准12章耐久性试验后充分体现出来，因此，各项灯具产品标准中都规定了试验次序，规定了在耐久性试验后进行防尘和防水试验，相当于灯具经过一段时间使用老化后，仍应保持外壳防护性能。如果，在没有经过耐久性试验老化的样品上进行防尘和防水试验，其试验结果只能证明该灯具在新的时候是能够满足外壳防护等级要求的，而不能证明其在标准意义上的符合外壳防护等级要求。,9.2.4合格判定(续1),防固体异物试验 IP2X灯具
12、，试验指不能触及带电部件，不需要用GB4208规定的钢球进行试验。 试验指试验时，应按照本标准第8章防触电保护要求和第11章爬电距离和电气间隙的要求进行试验，在外壳部件的槽或开口处，测量试验指离外壳内带电部件的爬电距离和电气间隙。 IP3X、IP4X灯具，相关的试具不能进入灯具外壳，有排水孔的灯具试具不能通过排水孔触及带电部件。,9.2.4合格判定(续2),防尘、防水试验完成后，灯具应承受电气强度试验，并且随后进行目视检验。 应特别注意在目视检验完成前，试品应保持防尘、防水试验时的受试位置，擦干净试品外表面的粉尘和水，搬动试品时应平移。 打开罩盖检查前，应尽可能清除密封结合面所含的粉尘和水，开
13、盖时应关注密封结合面所含的粉尘和水是否在开盖时掉落在腔体内，应排除这些因素对试验结果的影响。 一旦试品变动了位置，腔内的粉尘和水就会移动，就会失去分析试验失败原因的最佳时机。,9.2.4合格判定(续3),防尘试验 IP5X防尘灯具内应无滑石粉沉积，如果粉尘导电的话，灯具的绝缘就会失效，同时沿爬电距离会导致漏电起痕的地方应没有灰尘积聚。 IP6X尘密灯具外壳内表面无可见的滑石粉积聚，可用黑色手套或布轻轻擦拭灯腔内部的电器部件，检查是否有可见的灰尘。 有排水孔的灯具往往难以通过防尘试验。,9.2.4合格判定(续4),防水试验 在载流部件上、安全特低电压部件上、水迹可能对使用者或周围环境造成危害的绝
14、缘体上应无水的痕迹，例如，可能会使爬电距离或电气间隙下降。 没有排水孔的灯具，应该没有水进入。应注意不要将凝露误认为进水，凝露是以水珠的形态吸附在零部件表面，不会连成片，形成积水。 排水孔的灯具，如果水可以有效地排出，试验时水的进入包括凝露水是允许的。不能有积水，排水孔应置于腔体的最低处。 IPX7水密和IPX8压力水密灯具内的任何部件无水进入的痕迹。,9.2.5灯具的技术特性对外壳 防护性能的影响,灯具工作时密封灯腔内的空气温度会很快升高，气体压力增加，产生内压，灯腔内的空气就会沿着外壳缝隙慢慢地泄漏到灯腔外；灯具断电时，灯腔内的空气温度会很快下降，气体压力减低，产生负压，灯腔外的空气就会沿
15、着外壳缝隙慢慢地渗入到灯腔内。这种现象反复循环，称之为灯具的呼吸作用，可由物理学中的气态平衡方程来解释。 随着灯具反复循环的呼吸作用，环境中的水份和尘埃就会随着空气一起吸入密封较差的结合面和缝隙。,9.2.5灯具的技术特性对外壳 防护性能的影响(续1),在进行灯具外壳防护试验时，一定要先将灯具点亮至稳定的工作温度，然后关闭灯具，灯具在试验过程中冷却，使试验的粉尘和水更容易进入，相对GB4208规定的试验方法，本标准规定的试验过程更接近灯具的工作状况。 将热态的灯具进行防水试验时，处于工作温度的透明件和外壳部件遇上冷水后，温度急剧下降，也同时考核了灯具承受冷热剧变试验的能力。,9.2.6常用的灯
16、具外壳防护等级,常用的灯具外壳防护等级 IP00 不需要防护的室内使用的类灯具； IP20 室内使用的具有防触电保护的灯具； IP21 具有防触电保护、防水蒸气凝露的灯具； IP43 具有防飞虫进入灯腔、防淋雨的庭园灯具、道路灯具； IP54 有防尘、防溅水功能的荧光灯具； IP65 具有尘密、防喷水功能的投光灯具； IP46 能防海浪的船用信号灯具； IP67 具有尘密、防浸水功能的埋地灯具； IP68 长期在水下工作的潜水灯具。,9.3潮湿试验,名词解释 湿度：表示大气干湿程度的物理量。 绝对湿度：湿度的一种表示方式。是单位体积空气中所含水蒸气的质量。一般用一立方米空气中所含水蒸气的克数来
17、表示。 相对湿度：湿度的一种表示方式。其定义为空气中实际所含水蒸气密度和同温度下饱和水蒸气密度的百分比值。相对湿度过高或过低对人体健康和舒适感都不利。 露点温度：空气中所含的水蒸气，由于冷却而达到饱和状态时的温度，称为露点温度。冷却到露点温度以下时，水蒸气会呈液态从空气中析出。 饱和湿度：在一定的温度下，水蒸气增加到某一极限值，超过此极限值则水蒸气将凝结出水珠，这个极限值称为饱和湿度。,9.3潮湿试验(续1),潮湿对灯具的影响 物理性能影响：金属材料产生电化学腐蚀、表面氧化、涂层脱落和强度降低等。非金属材料会由于体积膨胀而造成尺寸变化、组织疏松。橡胶密封圈、绝缘衬垫、导线胶质层等会发生老化变质
18、、发粘、弹性减弱和强度降低。 电气性能影响：当潮气在非金属材料表面凝聚而形成一层薄水膜时，水即迅速电离而使材料表面绝缘电阻下降，介电强度降低。材料内部吸湿后，会使体积绝缘电阻降低。金属材料表面的薄水膜会加速金属的锈蚀而使其表面接触电阻增大。,9.3潮湿试验(续2),各种灯具在潮湿环境中受潮方式是很复杂的，开灯时间较长，会使腔内电器所含的水份蒸发、干燥。关灯时，灯腔温度下降，腔内气体产生负压，环境中的潮湿空气会慢慢进入腔内，如灯具密封较差，潮气进入较快，腔内气体所含水蒸气量快速增加，然后继续随灯具降温，冷却到露点温度以下时，水蒸气会呈液态并从气体中析出，形成凝露。 潮湿环境中频繁开、关的灯具，如
19、果密封较差，很容易凝露，甚至会因凝露积聚而积水。,9.3潮湿试验(续3),潮湿试验方法 恒定湿热试验，试验条件如下： 相对湿度：91% 95% ； 试验温度：保持2030之间任一适宜值t的1K之内； 试验时间：48h。 为提高试验效率，使灯腔内电器在充分受潮情况下经受本标准第10章的试验，试验时应将电缆引入口敞开，若有敲落孔打开其中一个，使潮湿空气充分进入灯腔，48h后，灯具内部吸湿量基本趋于饱和。,9.3潮湿试验(续4),灯具通常在夜晚工作，环境温度一般在30以下， 2030之间的试验温度与灯具实际工作环境温度相仿。 相对湿度为91% 95%，试验箱控制较为方便，相对湿度再高，容易产生凝露。
20、 试验箱内所有能放置样品的地方空气温度的误差应保持在1之内，短时间内的温度波动也必须保持在较小范围内，这是因为温度的不均匀或波动会引起试验箱内相对湿度超差甚至凝露。,9.3潮湿试验(续5),具有防水性能的灯具，在进行防水试验后，不能直接进行潮湿试验。因为防水试验后，灯腔内水份过于充足，直接进行潮湿试验，就会形成凝露，影响试验的结果。应在潮湿试验前，插入灯具的热试验，使灯具内水份蒸发、干燥。 样品在潮湿试验前，在t （t+4）的房间内至少放置4h，可以达到规定的温度。样品在冷状态下放入潮湿箱内，接触湿热空气时会出现凝露。会阻挡试品表面对潮气的吸收。 灯具在潮湿箱内，应置于正常使用中最不利的位置。注意样品相互之间以及样品与箱壁之间的距离至少为10mm，试验箱内壁和顶部的凝结水不能滴落到试验样品上。,9.3潮湿试验(续6),试验后的检查 潮湿处理完成后立即进行第10章的试验来检验。对湿度变化最敏感的参数应先测量，所有的参数应在30min内测量完毕。 潮湿试验后，应无影响符合本标准要求的损坏。如材料明显腐蚀、发胀、密封圈老化。,9.4本章内容新、老标准的 主要差异,与本章内容有关的新标准（GB7000.1-2002）与老标准（GB7000.1-1996）主要差异的比较见表9.2。,谢 谢,
