GB/T 24986.5-2017 家用和类似用途电器可靠性评价方法 第5部分：室内加热器的特殊要求

　　ICS 97 . 100 . 10 Y 63

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 24986 . 5—2017

　　家用和类似用途电器可靠性评价方法第 5 部分：室内加热器的特殊要求

　　Evaluationmethodsforreliabilityonhouseholdandsimilarelectricalappliances—

　　part5：particularrequirementsforroom heaters

　　2017-12-29 发布 2018-07-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 24986 . 5—20 17

　　GB/T 24986 . 5—20 17

　　前 言

　　GB/T 24986《家用和类似用途电器可靠性评价方法》分为以下部分：

　　— 第 1 部分：通用要求;

　　— 第 2 部分：电冰箱(电冰柜)的特殊要求;

　　— 第 3 部分：洗衣机的特殊要求;

　　— 第 4 部分：房间空气调节器的特殊要求;

　　— 第 5 部分：室内加热器的特殊要求; ……

　　本部分为 GB/T 24986 的第 5 部分。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本部分由中国轻工业联合会提出。

　　本部分由全国家用电器标准化技术委员会(SAC/TC 46)归口 。

　　本部分起草单位：宁波先锋电器制造有限公司、中国电器科学研究院有限公司、艾美特电器(深圳)有限公司、深圳市联创科技集团有限公司、广东美的环境电器制造有限公司、宁波市标准化研究院、中国家用电器研究院、浙江省质量检测科学研究院、威凯检测技术有限公司、宁波出入境检验检疫局、安徽中认倍佳科技有限公司、国家红外及工业电热产品质量监督检验中心、佛山市麦尔电器有限公司。

　　本部分主要起草人：方庆朕、朱永国、陈灿坤、王旨军、赖伴来、邓美华、鲍俊、陆伟、赵奇、李政勇、陈大果、刘杰、吴迪、龚金水。

　　GB/T 24986 . 5—20 17

　　引

　　言

　　目前，可靠性技术已广泛地应用到了各个领域，比如汽车行业，医疗行业，军事领域，航空领域。 长时间的实践已证明，可靠性技术在各领域的应用，有效地促进了产品质量的快速提升，从而更好地满足了消费者的需求。

　　中国家电业目前已是一个成熟产业，成为全球家电的生产、消费和出 口大国。 如今，中国已经是全球最大的室内加热器生产国和出口 国 。可靠性评价作为提高产品质量的重要手段，已经在产品的设计、生产和使用等阶段得到了广泛运用。 随着室内加热器的可靠性试验方法国家标准的出台，运用可靠性评价方法来对室内加热器的关键技术进行评价，进而有效保证产品质量的提高，保障产品使用者的利益显得非常必要。

　　本部分结合室内加热器行业的特点，并借鉴相关行业的可靠性标准范本，运用数理统计知识并综合室内加热器行业各企业意见，确定了科学、有效的评价方案。 本部分是 GB/T 24986 . 1《家用和类似用途电器可靠性评价方法 第 1 部分：通用要求》在室内加热器可靠性评价方面的应用，其中明确了标准适用的产品类型，规定了室内加热器可靠性评价方法为定量评价的统计分析法，确定了室内加热器可靠性评价所选用的参数、可靠性试验方法及方案等。

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　　家用和类似用途电器可靠性评价方法

　　第 5 部分：室内加热器的特殊要求

　　1 范围

　　GB/T 24986 的本部分规定了家用和类似用途室内加热器(以下简称“加热器”)可靠性定量评价的常用参数及其评价方法。

　　本部分适用于便携式和驻立式的各类加热器，单相器具额定电压不超过 250 V,其他器具额定电压不超过 480 V 的加热器。

　　本部分不适用于以下加热器：

　　— 装在建筑物结构内的加热器;

　　— 中央取暖系统;

　　— 连接导风道的加热器;

　　— 装有柔软电热元件的墙纸、毯子、帘子或管子;

　　— 家用贮热式室内加热器;

　　— 浴室电加热器(浴霸)。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 5080 . 7—1986 设备可靠性试验 恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案

　　GB/T 24986 . 1—2010 家用和类似用途电器可靠性评价方法 第 1 部分：通用要求

　　3 术语和定义

　　GB/T 24986 . 1—2010 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　耐久性 durability

　　在规定的使用与维修条件下，直到极限状态前完成规定功能的能力。

　　注：产品的极限状态可以由使用寿命的终止、经济和技术上已不适宜等来表征。

　　3.2

　　MTTFF的验证区间 demonstratedMTTFF interval

　　在试验条件下，真实 MTTFF 的可能范围。 即在规定的置信度下对 MTTFF 的区间估计。

　　注 ：(MTTFF) U 称为置信上限，(MTTFF) L 称为置信下限。

　　3.3

　　置信度 confidencelevel

　　随机的置信区间包括参数真值的概率。

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　　3.4

　　独立故障 independentfault

　　不是由于另一产品故障引起的故障。

　　4 可靠性评价的意义和目的

　　按照 GB/T 24986 . 1—2010 的第 4 章的要求进行。

　　5 可靠性评价的参数和指标

　　5 . 1 定性分析

　　按照 GB/T 24986 . 1—2010 中 5 . 1 的要求进行。

　　5 . 2 定量评价

　　按照 GB/T 24986 . 1—2010 中 5 . 2 的要求进行。

　　5 . 3 可靠性评价参数的选定

　　5 . 3 . 1 加热器选用的可靠性参数包括：平均首次故障前工作时间( MTTFF)、平均无故障工作时间(MTBF)、使用寿命。

　　5 . 3 . 2 选用 MTTFF作为监测和验证加热器较早出现的故障的评价参数。

　　5 . 3 . 3 选用 MTBF作为监测和验证加热器使用寿命期内的故障情况的评价参数。

　　5 . 3 . 4 选用使用寿命作为监测和验证加热器的耐久性的评价参数。

　　5 . 4 可靠性评价指标的选定

　　5 . 4 . 1 MTTFF值

　　加热器的 MTTFF值参见附录 A进行。

　　5 . 4 . 2 MTBF值

　　加热器的 MTBF值参见附录 B进行。

　　5 . 4 . 3 使用寿命

　　本部分中，加热器各类产品的使用寿命不作规定，但可参考加热器使用寿命的设计值或合同约定值。

　　6 分布假设

　　6 . 1 对于尚无充分数据验证和确定故障分布特性的加热器，应符合 GB/T 24986 . 1—2010 中 6 . 1 的假设规定。

　　6 . 2 评价加热器的 MTTFF 和 MTBF,假设故障时间的分布是服从指数分布的。

　　6 . 3 评价加热器的使用寿命时，假设故障时间的分布是服从威布尔分布的。

　　注：本部分中，推荐采用工程经验法进行使用寿命的定量评价，在附录 C 的数据处理过程中不需要使用分布假设，

　　但附录 C提供的理论修正系数是在假设故障时间的分布是服从威布尔分布的基础上通过数字仿真得到的。

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　　7 可靠性评价的方法

　　加热器采用定量统计分析法进行可靠性评价，按照 GB/T 24986 . 1—2010 中第 7 章的要求进行。

　　8 试验

　　8 . 1 MTTFF和 MTBF评价的试验

　　8 . 1 . 1 试验要求

　　8 . 1 . 1 . 1 试验样品

　　8 . 1 . 1 . 1 . 1 抽样方法

　　从合格的加热器中随机抽取试验样品。

　　8 . 1 . 1 . 1 . 2 样品数量

　　试验样品数量优选为：12 台 、16 台 、20 台 。

　　8 . 1 . 1 . 2 试验条件

　　加热器试验条件如下：

　　a) 环境温度：10 ℃ ~25 ℃ ;

　　b ) 相对湿度：小于 95% ;

　　c) 电压：额定电压 ±3% ;

　　d) 频率：额定频率 ±1 Hz。

　　8 . 1 . 1 . 3 测量仪器

　　电气测量仪器准确度应不低于 0 . 5 级 。

　　8 . 1 . 1 . 4 测量方案

　　本部分采用定时截尾试验方案。 具体试验方案按照 GB/T 5080 . 7—1986 表 12 中方案 5 ∶ 4 进行。

　　8 . 1 . 1 . 5 试验时间

　　8 . 1 . 1 . 5 . 1 累积相关试验时间

　　累积相关试验时间 T 由式(1)求得：

　　T=DDm θ1 …………………………( 1 )

　　式中：

　　T — 累积相关试验时间，单位为小时(h) ;

　　D —θ0 的倍数，取值 1 . 1 ;

　　Dm — 鉴别比，取值 5 ;

　　θ1 —MTBF试验下限值，单位为小时(h) 。

　　8 . 1 . 1 . 5 . 2 单台试验持续时间

　　在确定试样的样品数 n 之后，单台试验持续时间 t可从式(2)求得：

　　式中：

　　t —单台试验持续时间，单位为小时(h) ;

　　T — 累积相关试验时间，单位为小时(h) ;

　　n —确定试样的样品数量。

　　实际单台试验持续时间在保证试验总时间的前提下，可以作一定的调整，但应保证单台最短累积相关试验时间不得少于 t/2,且单台最长累计相关试验时间不应大于该产品的使用寿命，否则影响试验结果。

　　8 . 1 . 1 . 6 试验终止

　　当试验进行到截尾试验时间时，试验终止。

　　8 . 1 . 1 . 7 试验中断

　　本部分规定的试验为不可间断试验，但若因设备故障、样品重大故障或其他不可抗因素导致的试验中断，若消除故障后试验得以继续进行，则试验时间可以进行累计。

　　8 . 1 . 2 试验

　　8 . 1 . 2 . 1 试验前检查

　　在进行试验之前，为避免将从生产现场到试验室运输过程中造成损坏的试验样品投入试验，先对所有试验品外观进行检查，并按照产品说明书要求进行试运行，以确认投入试验的样品处于合格状态。

　　8 . 1 . 2 . 2 试验前准备

　　8 . 1 . 2 . 2 . 1 试验样品的安置

　　试验样品应按照制造厂的产品说明书要求进行放置。 同时样品的放置不应使得样品之间产生相互影响。

　　8 . 1 . 2 . 2 . 2 试验样品的附件及配件

　　试验开始时，试验样品的各种附件及配件应处于产品说明书中规定的位置。

　　8 . 1 . 2 . 2 . 3 控制装置设置

　　所有的控制装置应调整至最大的位置。 例如：

　　— 可设置温度的装置，应调整至最高温度位置;

　　— 可设置时间的装置，应调整至连续工作位置;

　　— 可设置加热档位的装置，应调整至最大加热档位;

　　— 可调节风速的装置，应调整至最大风速档位。

　　8 . 1 . 2 . 3 试验实施

　　准备完毕的试验样品放置在试验室内至少 2 h。 试验条件按 8 . 1 . 1 . 2 规定进行，以额定电压和额定频率通电，产品说明书中规定的可以同时使用的功能均应运行。

　　8 . 1 . 2 . 4 试验过程中检查

　　试验过程中按照表 1 要求，每 4 h进行一次巡检。

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　　表 1 试验过程中检查项目

　　8 . 1 . 2 . 5 试验过程中维护

　　试验开始后可以按产品说明书提示进行维护，正常维护不视作维修，不计入故障。

　　8 . 1 . 2 . 6 试验结束后检查

　　试验结束后，参见附录 C对产品规定的功能和主要性能进行检查。

　　8 . 2 使用寿命评价的试验

　　8 . 2 . 1 加热器耐久性评价

　　加热器的耐久性采用使用寿命参数来评价。

　　8 . 2 . 2 使用寿命指标的验证方法

　　加热器使用寿命指标的验证采取工程经验法。

　　8 . 2 . 3 试验条件

　　加热器耐久性试验条件按照 8 . 1 . 1 . 2 和 8 . 1 . 2 . 2 的要求进行。

　　8 . 2 . 4 试验时间

　　加热器耐久性试验的单台试验时间应为额定使用寿命或待验证值的 1 . 2 倍 ~1 . 5 倍 。

　　最少的试验总时间 TL 可从式(3)求得：

　　TL ≥ n × K × T0 …………………………( 3 )

　　式中：

　　TL —最少试验总时间，单位为小时(h) ;

　　n —受试样品的数量;

　　T0 —受试产品的寿命，单位为小时(h) ;

　　K — 工程经验系数，具体数值可由承制方和订购方视产品的重要度及相似产品的经验等因素共同商定。

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　　8 . 2 . 5 受试样品的数量

　　加热器耐久性试验样本数量规定为 3 台 。

　　8 . 2 . 6 受试样品的选择

　　根据实际情况，样品的选择方式可以是下述方式中的任意一种：

　　— 待验证产品同时需要进行可靠性指标评价时，在加热器 MTBF 评价试验开始前，随机指定其中的 3 台作为耐久性试验样品;

　　— 其他情况，从合格的产品中随机抽取。

　　9 故障的判据和统计

　　9 . 1 故障的判断

　　9 . 1 . 1 关联故障

　　关联故障的确定应符合 GB/T 24986 . 1—2010 中 9 . 1 . 1 的规定。

　　9 . 1 . 2 非关联故障

　　以下故障应计为非关联故障：

　　a) 试验过程中，由于安装不当造成的故障;

　　b) 超过设计要求的过应力造成的故障;

　　c) 由于使用、维修不当或其他外界因素引起的故障。

　　9 . 2 故障的统计

　　按照下列原则对关联故障进行统计：

　　a) 同一部件或电器的间歇故障只计为一次故障;

　　b) 当可证实多个故障模式是由同一故障引起的时候，整个事件计为一次故障;

　　c) 在有多个零件或单元同时发生故障的情况下，当不能证明是一个故障引起了另一些故障时，每个元器件的故障均计为一次独立故障;

　　d) 已经报告过的故障由于未能真正修复而又再次出现的，应和原来报告过的故障合计为一次故障;

　　e) 由于独立故障引起的从属故障不计入故障次数;

　　f) 已确认为非关联故障不计入故障次数;

　　g) 对试验中出现的故障，如果不能证明是试验过程中施加的应力不当或试验设备等非产品本身问题时，不应对产品进行更换或修理，否则，每更换或修理一次就计为一次关联故障;

　　h) 同时发生两个或两个以上的独立故障，应记录两个或两个以上关联故障;

　　i) 反复故障，故障模式相同、多次发生的故障，若属于关联故障，每次故障都应计入故障数中。注：对试验中出现的故障，如果不能确定是非关联故障，则认为是关联故障。

　　9 . 3 各评价参数对应关联故障的判据说明

　　9 . 3 . 1 平均首次故障前工作时间 MTTFF 的评价时对应的关联故障：凡符合 9 . 2 且发生在使用寿命期内，加热器出现的第一个故障。

　　9 . 3 . 2 平均无故障工作时间 MTBF 的评价时对应的关联故障：凡符合 9 . 2 且发生在使用寿命期内的

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　　故障。

　　9 . 3 . 3 使用寿命的评价时对应的关联故障：加热器测试过程中出现的第一个耗损性故障。

　　10 数据处理

　　10 . 1 数据处理方法

　　加热器采用区间估计数据处理方法，应符合 GB/T 24986 . 1—2010 中第 10 章的规定。

　　10 . 2 平均首次故障前工作时间(MTTFF)

　　MTTFF 的验证区间估计置信下限值按式(4)计算：

　　…………………………( 4 )

　　式中：

　　(MTTFF) L —平均首次故障前工作时间(单侧置信区间下限)，单位为小时(h) ;

　　Σ 狋s —各受试加热器首次出现故障的工作时间之和，单位为小时(h) ;

　　Σ 狋0 —未出现故障的加热器工作时间之和，单位为小时(h) ;

　　α —生产方风险;

　　1 - α —置信度，除非另有规定，推荐的置信度为 90% ;

　　狉s —试验期间，发生首次故障的受试加热器台数。

　　10 . 3 平均无故障工作时间(MTBF)

　　MTBF 区间估计置信下限值按式(5)计算：

　　…………………………( 5 )

　　式中：

　　θL —平均无故障工作时间(单侧置信区间下限)，单位为小时(h) ;

　　犜1 —各受试加热器工作时间之和，单位为小时(h) ;

　　α —生产方风险;

　　1-α—置信度，除非另有规定，推荐的置信度为 90% ;

　　狉 —各受试加热器的故障总数。

　　10 . 4 使用寿命

　　使用寿命数据处理参见附录 D。

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　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　加热器推荐的 MTTFF值

　　加热器推荐的 MTTFF值见表 A. 1 。

　　表 A. 1 中数值为加热器 7 d 的可靠度等于 0 . 99 时对应的 MTTFF值的近似值，其中假设可见灼热辐射式加热器、复合式加热器平均每年使用 630 h,其他产品平均每年使用 840 h。

　　注：平均每年使用时间的计算依据是：各类加热器平均每年使用 105 d,可见灼热辐射式加热器和复合式加热器平均每天使用 6 h,其他产品平均每天使用 8 h。 本部分以 7 d为计算依据，考虑到加热器在较冷的时段会有可能连续使用 7 d 以上，同时考虑到了产品的“退货、更换、维修”等售后问题。

　　表 A.1 加热器推荐的 MTTFF值 单位为时

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　　附 录 B

　　(资料性附录)

　　加热器推荐的 MTBF值

　　加热器推荐的 MTBF值见表 B. 1 。

　　表 B. 1 中数值为加热器 1 年的可靠度等于 0 . 90 时对应 MTBF值的近似值，其中假设可见灼热辐射式加热器、复合式加热器平均每年使用 630 h,其他产品平均每年使用 840 h。

　　注：平均每年使用时间的计算依据是：各类加热器平均每年使用 105 d,可见灼热辐射式加热器和复合式加热器平均每天使用 6 h,其他产品平均每天使用 8 h。

　　表 B.1 加热器推荐的 MTBF值 单位为时

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　　附 录 C

　　(资料性附录)加热器典型故障

　　加热器典型故障见表 C. 1 。

　　表 C.1 加热器典型故障

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　　附 录 D

　　(资料性附录)

　　使用寿命评价的数据处理

　　D.1 故障判据

　　被指定的试验样品整个试验过程中，凡符合 9 . 3 . 3 的故障，均作为关联故障。

　　D.2 加热器使用寿命的评估公式

　　D.2 . 1 无关联故障时

　　如果受试加热器寿命试验到 T 截止时，全部产品均未发生关联故障时，按式(D. 1) 评估加热器的使用寿命 T0 。

　　T …………………………( D.1 )

　　式中：

　　T0 —无关联故障时使用寿命，单位为小时(h) ;

　　T —各受试加热器工作时间之和，单位为小时(h) ;

　　n —受试加热器数量;

　　K —经验修正系数，具体数值可由承制方和订购方共同商定;或用理论修正系数，例如：n= 3 时可参考表 D. 1~表 D. 3 。

　　D.2 . 2 部分样品出现关联故障时

　　如果受试加热器寿命试验到 t0 截止时，有 r 个关联故障发生，则按式(D. 2) 评估加热器的使用寿命 T0r。

　　r

　　T0r …………………………( D.2 )

　　式中：

　　T0r—部分样品出现关联故障时使用寿命，单位为小时(h) ;

　　t0 —未发生关联故障的加热器单台试验持续时间，单位为小时(h) ;

　　ti —第 i个受试加热器发生关联故障的时间，单位为小时(h) ;

　　n —受试加热器数量;

　　r —发生的关联故障总数;

　　K0 —经验修正系数，具体数值可由承制方和订购方共同商定;或用理论修正系数，例如：n= 3 时可参考表 D. 1~表 D. 3 。

　　D.2 . 3 所有样品均出现关联故障时

　　如果受试加热器寿命试验到 tn 截止时，全部受试样品先后发生关联故障，则按式(D. 3) 评估加热器的使用寿命 T0n 。

　　n

　　T0n …………………………( D.3 )

　　GB/T 24986 . 5—20 17

　　式中：

　　T0n —所有样品均出现关联故障时使用寿命，单位为小时(h) ;

　　ti —第 i个受试加热器发生关联故障的时间，单位为小时(h) ;

　　K1 —经验修正系数，具体数值可由承制方和订购方共同商定;或用理论修正系数，例如：n= 3 时可参考表 D. 1~表 D. 3 。

　　表 D.1 理论修正系数 K，K0 , K1(n= 3 , m =2.5)

　　表 D.2 理论修正系数 K，K0 , K1(n= 3 , m =3)

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　　表 D.3 理论修正系数 K，K0 , K1(n= 3 , m =4)

　　注：使用表 D. 1~表 D. 3 时，已知受试产品的威布尔分布形状参数 m，则按规定的受试产品数量n，显著水平a和可靠度R(t)从表 D. 1~表 D. 3 中选取 K，K0 , K1 的数值。

　　考虑试验时间、费用等方面的限制，建议按下列情况选取 a 和R(t)值 ：

　　— 关键类产品(A类)：R(t)=80% a=0.2

　　— 重要类产品(B类)：R(t)=70% a=0.2

　　— 一般类产品(C类)：R(t)=70% a=0.3

　　GB/T 24986 . 5—20 17

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 4086 . 2—1983 统计分布数值表 χ2 分布

　　[2] GB 4706 . 23—2007 家用和类似用途电器的安全 第 2 部分：室内加热器的特殊要求

　　[3] GB/T 24986 . 3—2010 家用和类似用途电器可靠性评价方法 第 3 部分：洗衣机的特殊要求

　　[4] GJB 451-90 可靠性维修性术语

　　[5] JB/T 7518—1994 机电产品可靠性评定导则

　　[6] QB/T 4096—2010 家用和类似用途室内加热器的性能 第 1 部分：通用要求

　　[7] 杨为民等，对工程经验法的理论分析，航空学报第 9 卷第 8 期，1988

　　[8] 杨瑞刚，机械可靠性设计与应用，北京：冶金工业出版社，2008