技术概述
首位特征数字 1 对应直径 50mm 的球形试具,施加 50N 的力,考核外壳能否阻挡直径不小于 50mm 的固体异物完全进入。50mm 这个尺寸接近成人手背与拳头的通过尺度,因此 1 级在语义上常被概括为"防手背触及",适用于只需要挡住大件异物、不要求防手指的场合。
GB/T 4208-2017 对 1 级的判定有两条:球形试具不得完全进入外壳;试具不得触及内部危险部件。前一条是异物防护,后一条是防触及。两条依据同一支试具,但考核对象不同——球体整体进入内部即为前一条不合格,球体停在开口处但端部碰到带电件则为后一条不合格。仅做前一条的委托,报告不应出现"防触及合格"的表述。
1 级与附加字母 A 使用的是同一支试具(50mm 球体、50N),差别在于考核维度。IP1X 考核固体异物进入,IPXXA 只考核手背触及危险部件,不考核异物是否进入。两者常被混为一谈,实际在报告条款、判定依据与适用标准上都不是一回事。
检测样品
1 级试验的样品准备重点在"开孔的真实性":
- 格栅、百叶、护罩、防护网按量产状态安装,不得为便于试验临时拆除或加装挡板;
- 检修门、维护盖板处于正常闭合状态,门锁、卡扣按实际使用方式锁紧;
- 吊装孔、工艺孔、标签覆盖孔、备用敲落孔均保留原状,敲落孔未敲落时按未开孔处理,但应在报告中注明;
- 带可拆卸面板的产品,面板按交付状态装回,紧固件扭矩按工艺文件执行;
- 试验前拍摄六面照片,标注所有开孔位置与尺寸,便于复核时定位。
检测项目
1 级的试验与核查项目如下:
- 球体通过性:50mm 球体沿各开孔方向施加 50N,检查是否完全进入;
- 防触及核查:球体在通过开孔的路径上,检查是否触及带电件或运动部件;
- 开孔尺寸核查:用卡尺测量各开口的内切尺寸,与 50mm 比对,识别临界开孔;
- 挡板与格栅强度:施加 50N 时观察格栅是否变形、位移、脱扣;
- 边角与拼缝:检查两片壳体搭接形成的缝隙是否可容纳球体;
- 试验后功能检查:门锁、卡扣、铰链是否因施力受损,运动部件是否卡阻。
检测方法
- 球体推入法:将 50mm 球体对准开孔,沿孔轴线方向在约 5s 内平稳加力至 50N,保持 5s 以上,观察球体是否整体越过外壳内表面。施力方向偏离孔轴线时,球体易被孔壁卡住,得出偏乐观的结论。每个开孔至少测一次,面积较大的格栅按上、中、下三处分别施力。
- 完全进入判读法:判定"完全进入"的基准是球体整体越过开孔所在壳壁的内表面,而非球心越过。球体一半进入、卡在孔中,属于未完全进入,判合格。若球体进入后落在外壳内部的支架上、未脱离开孔,仍应按"已完全进入"处理,因为它已经不受外壳阻挡。
- 防触及判定法:球体端部接低压指示电路,内部危险部件接另一极,球体触及带电件时回路接通、指示灯亮。高压设备可用耐压仪或爬电距离核查替代。此步常在委托中被省略,但对含裸露端子、母排、散热器的产品,它是 1 级报告里真正关系安全的部分。
- 变形观察法:施加 50N 时格栅条、护罩、塑料卡扣会发生弹性变形,变形后开口增大,球体可能通过。规范做法是边施力边观察,记录变形量与是否脱扣,而不是先压再测。薄壁件在 50N 下位移数毫米很常见,这正是 1 级不合格的主要来源。
- 临界开孔识别法:圆孔以直径、矩形孔以对角线、异形孔以能容纳球体的内切圆为判据。接近 50mm 的开孔是风险点,须逐处实测。设计上把开口内切尺寸控制在 45mm 以下可留出余量,避免注塑收缩与装配偏差导致超限。
- 结构反推法:1 级不合格多集中在四类位置——大面积无格栅的散热开口、检修门的锁孔与拉手槽、百叶窗叶片间距过大、壳体搭接处的长条缝。整改方式分别是加装格栅、增加内衬挡板、缩小叶片间距、增加止口。加挡板时须注意不得影响散热风量,否则会把防护问题转成温升问题。
- 装配状态还原法:1 级的结论对装配状态高度敏感。现场常见的偏差包括面板少装螺钉、盖板未扣到底、线缆未接入导致出线孔敞开、运输保护件未拆。任何一种都会使实际开口大于图纸值。试验前应按装配工艺文件逐项核对,并把核对结果写入原始记录,否则复现性无从谈起。批量抽检时若发现个别样品不合格,应先核对装配状态,再判定结构问题。
检测仪器
试具 A 为直径 50mm 的金属球,配手柄与限位结构,球面粗糙度与圆度按标准图样,直径公差通常控制在 ±0.05mm。配套推拉力计(量程不小于 100N、精度不低于 1N)、低压指示电路或防触电探针电源箱、卡尺与塞尺、内窥镜、扭矩扳手。球体表面锈蚀或磕碰会造成尺寸偏差,须定期用千分尺复核。
应用领域
1 级适用于室内、干燥、仅需阻挡大件异物的设备:低压配电柜、干式变压器外壳、大型风机防护罩、机柜门体、工业控制柜的外部护板、储能集装箱的外壳。这类场合人体接触多为手背或手臂,且内部危险部件通常还有二级遮挡,因此 1 级配合附加字母 A 已能满足安规要求。若安装位置可能被手指探及,应直接按 2 级设计。
常见问题(FAQ)
问题一:IP1X 和 IPXXA 是一回事吗?
不是。两者都用 50mm 球体、50N,但 IP1X 考核球体是否完全进入外壳(异物防护),IPXXA 只考核球体是否触及危险部件(防触及),不关心异物是否进入。一支试具、两套判定,报告条款也不同。
问题二:球体一半卡在孔里,算合格吗?
算合格。1 级的判据是"不得完全进入",半进入仍在阻挡状态。但若球体进入后被内部支架托住、已脱离外壳开孔,则应视为完全进入,因为外壳已不再起阻挡作用。判定时以球体与开孔的相对位置为准,不看球心位置。
问题三:格栅在 50N 下变形通过,怎么判?
判不合格。标准考核的是施加规定力值时的状态,弹性变形导致开口增大、球体通过,同样属于未提供 1 级防护。整改方向是增加格栅厚度、加密支撑筋或改为一层挡板,仅提高材料硬度往往不足。
问题四:1 级产品还需要做防手指试验吗?
不需要,除非产品标准另有要求。1 级的防护对象是手背与不小于 50mm 的异物,手指(12.5mm)不在其列。若实际安装位置可能被手指探及,说明选型偏低,应按 2 级重新设计并试验。
问题五:敲落孔没敲落,要按开孔算吗?
交付状态未敲落时按封闭处理,但应在报告中注明该位置为预留敲落孔,并说明敲落后的防护等级会下降。若用户在现场敲落用于进线,原报告的 1 级结论对该开孔不再适用,这一点须在说明书里提示。
问题六:1 级和 2 级的结构差异大吗?
不大,多数情形只需把开口尺寸压下来。1 级允许 50mm 的开口,2 级要求 12.5mm 以下,把大孔改为格栅或加装冲孔板即可。真正的难点在于格栅后的防触及:孔变小后手指仍可能伸入,需要靠内部挡板或绝缘隔板解决,这部分改动比改开口更费工。
问题七:IP1X 能用于户外机柜吗?
技术上可以标,但工程上不合适。户外有雨、尘、虫,1 级只挡大件异物,雨水与粉尘可直接进入。户外机柜通常按 IP54 或更高设计,至少需要 5 级防尘与 4 级防水,仅标 1 级等于没有防护。


