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文档简介
中国电子技术标准化研究所王克勤副总工程师CQC检测技术委员会副主任E-
作者简介王克勤—1952年出生,1978年毕业于清华大学电子工程系无线电技术专业。现任中国电子技术标准化研究所总工程师,先后获得国家科技进步二等奖,电子工业部科技进步一等奖,国家科学技术委员会成果奖等多项奖,研究员职称,享受国务院特殊津贴。1987年受国家教委委派,赴日本国家机械电子检定协会〔JMI〕以及SONY公司平安电磁兼容中心进行为期半年的平安标准与检测的研修;1995年赴美国UL总部进行一个月的UL平安标准与检测技术的培训。王克勤曾任原中国电工产品认证委员会〔CCEE〕技术委员会常务副主任,中国电工产品认证委员会电子分技术委员会常务副秘书长;原中国进出口商品质量认证中心认证部参谋。王克勤现任中国认证认可标准化技术委员会委员;中国质量认证中心〔CQC〕技术委员会执行委员,检测技术分委员会副主任。中国试验室国家认可委员会电工技术委员会委员;创办并任平安与电磁兼容刊物主编。王克勤还代表中国出任两届国家平安认证相互认可组织—IECEE的仲裁委员会委员。IEC950讲课纲要目录1.产品质量特征2.什么是符合性评定〔合格评定〕3.什么是产品认证4.平安标准根本概念、适用范围及标准差异5.IEC平安标准之间的相互关系6.IEC950与IEC65的关系以及IEC112导那么7.电子、电气产品平安技术要求的根本概念8.防人身触电平安设计9.设备保护类别10.绝缘结构设计11.绝缘结构设计12.电路平安设计〔LEV,SELV,限流电路,受限制电源〕课程概述〔用时8小时〕企业认证工程师专业培训范围主要针对3C认证有关工厂质量保证能力要求中关于例行检验〔7个工程〕,确认检验,运行检查,设计一致性的技术要求;专业主要针对IT产品〔GB4943〕,根本概念可以与音、视频产品、家用电器产品通用。辅助介绍平安标准的根本概念,有利于企业在产品设计中自主符合平安标准前言本提纲不是全部介绍IEC950的要求,只是重点介绍了与CCC产品强制认证中与企业相关的内容,特别是防触电有关设计要求。本提纲主要为帮助企业平安工程师理解IEC950标准,并且在CCC产品强制认证中贯彻平安标准的要求。由于IEC65标准与IEC950内容的相近程度,本提纲也可供生产音频、视频电子产品的企业工程师参考。IEC950标准是CCC认证检测的依据,也是企业工程师设计产品的依据,但是,不是企业检验和控制合格品的依据,因为该标准规定的检测通常是破坏性的。产品质量特征产品质量可根本分为两类,即:合同要求〔也称技术要求〕表现为个性和自愿性,以产品的技术指标或功能为主,表达“高质高价〞并服从市场规律〔如采购合同中的技术指标〕;社会要求〔也称法规要求〕表现为共性和强制性,对不同产品,社会要求是唯一的并服从国家法律〔例如平安,电磁兼容,食品卫生,环境保护等〕。什么是符合性评定〔合格评定〕产品认证活动产品检测活动产品检查活动产品认证机构的资格认可活动校准和检测实验室的资格认可活动检查机构的资格认可活动管理体系认证或注册活动,包括:质量管理体系环境管理体系职业平安健康管理体系管理体系认证机构的资格认可活动管理体系审核员注册管理合格评定主要包括以下活动:认证的定义1983年:用合格证书或合格标志证明某一产品或效劳符合特定标准或其他技术标准的活动1986年:由可以充分信任的第三方证实某一鉴定的产品或效劳充分符合特定的标准或全部的技术标准的活动1996年:由第三方确认产品、过程或效劳符合特定要求并给与书面保证的程序国际通行的8种产品认证模式认证模式型式试验质量体系审核获认证后的监督市场监督工厂监督质量体系监督1●2●●3●●4●●●5●●●●●6●●7批量抽样8全数检测产品认证结果的表示方法合格标志〔Markofconformity〕合格证书〔Certificateofconformity〕合格标志按照第三方认证制度的程序,为符合特定标准或其他技术标准的产品或效劳而使用或颁发的、经过合法注册的认证标志。向消费者或用户公示产品质量。合格证书按照第三方认证制度的程序颁发的、证明某一产品或效劳符合特定的标准或其他技术标准的文件。见ISO/IEC指南7合格证书的内容认证机构的名称和地址制造商的名称和地址获认证产品的标识及认证所适用的批次号、系列号、型号或类别号认证所用的适用标准,当认证只适用于标准的某一局部时,应明确指出所适用的局部颁发证书的日期授权人员的签字和职务CB证书具体见ISO/IEC27导那么典型产品认证制度的主要阶段型式试验sli.14
首次工厂检查sli.15
获证后的监督
sli.16型式试验
typetesting为证明样品满足认证产品标准的全部要求所进行的试验。注1:型式试验是对样品的设计进行考核,试验结果只对样品有效。注2:型式试验通常是破坏性试验。
sli.15p73西方国家的产品认证实行质量认证最早的国家—英国。1903首创世界第一个用于符合标准的标志“BS〞标志或称“风筝标志〞1922年按英国商标法注册西方国家的产品认证西方国家的产品认证西方国家的产品认证电源适配器上使用平安认证标准的实例体系认证与产品认证的主要差异体系认证产品认证
目的证明供方建立了符合要求的质量管理体系证明特定产品特性符合特定的要求(有8种认证方式)认证对象证书发给企业证书发给产品标志管理标志不能用在产品上标志只能用在获认证产品上认证依据标准统一(ISO9000)不同产品不同标准认证性质自愿性强制性根底平安标准门类产品平安标准有平安要求的产品性能标准门类产品平安标准门类产品平安标准根底平安标准有平安要求的产品性能标准有平安要求的产品性能标准有平安要求的产品性能标准IEC平安标准体系图〔IEC104导那么〕IEC104导那么规定的标准分类根底平安标准IEC664,IEC1201,IEC950,IEC529,IEC990门类产品平安标准IEC65,IEC335-1及特殊要求,IEC1010有平安要求的产品性能标准IEC384-14,IEC252,IEC127 IEC与产品平安有关的技术委员会IEC/TC74信息技术设备效能及平安IEC/TC92音频、视频产品的平安IEC/TC108音频、视频、信息技术及通信领域电子设备平安〔为TC74与TC92合并后新成立的技术委员会〕IEC/TC66实验室设备、控制设备和电子测量仪器的平安IEC/TC61家用和类似用途的电器的平安IEC/TC76激光产品的辐射平安IEC/TC17开关和控制器IEC/TC23电气附件〔各类插头插座,耦合器,器具开关〕IEC/TC32熔断器IEC/TC33电容器IEC/TC37电涌保护器件IEC/TC64电气设施及电击防护IEC/TC70外壳防护等级IEC/TC89着火危险试验IEC/TC96小功率变压器、电抗器、供电单元及类似设备GB8898〔IEC65〕标准的适用范围
按IECEE-CB公报,IEC65标准适用于23类电子产品。其中主要为以下:家用(非专业用)音频设备如,音响,录音机,录象机;家用(非专业用)视频设备如,电视机,投影电视机;电子娱乐设备如电子钢琴,电子琴;激光视盘机如VCD,DVD,MD,CD;卫星接收机CATV部件。GB4943〔IEC950〕标准的适用范围GB4943-95?信息技术设备,包括电气事务设备的平安?适用范围:数据处理设备,如计算机,显示器,打印机,开关电源,网络效劳器等;办公自动化设备,如复印机,投影仪,幻灯机,文件粉碎机等;通信设备,机,机,交换机等;三金工程硬件产品,如POS机,ATM机,刷卡机,记税收款机等;IEC950与IEC65的关系以及IEC112导那么随着现代电子技术的开展,家用电子产品也大量使用了数字控制技术,并且有与通信网络连接的功能。如多媒体产品,机顶盒,数字电视等,数据投影仪等。因此,IEC65与IEC950两个标准的使用范围已经开始交叉。特别是IEC成立TC100-音频视频多媒体系统及设备技术委员会后,又将负责IEC65的TC92以及负责IEC950的TC74合并为新的TC108,该技术委员会负责制订新的、取代IEC65和IEC950的新的电子产品平安标准。在过渡期间,按IEC112导那么执行。IEC112导那么的主要原那么选用IEC65还是IEC950可由用户选择;产品有通信网络端子〔端口,网络端口〕而选择了IEC65时要按对通信端口按IEC950第6章补充进行TNV电路的试验;产品有天线端子而选择IEC950者要对天线端口按IEC65相关要求〔§10.1〕补充进行天线电涌试验。两个标准的技术内容等效,IEC950理论性好,系统性好,且IEC/TC108提出的新标准是来源于欧洲计算机协会〔ECMA〕的标准。电子产品平安技术要求的根本概念本教材所涉及的是产品物理平安,不包括信息平安、软件平安等,通常指对人身平安的防护,财产的防护。产品平安设计要求主要包括:防人身触电平安设计;着火防护设计;防过热设计;机械平安防护设计〔包括爆炸,重心,锋利边缘,动作部件伤人等〕;有害辐射设计〔包括电离辐射和非电离辐射〕;毒气泄放;故障状态下的平安警告标识。影响整机产品平安性的元件防触电平安设计逻辑树防人身触电可触及性使用人员可触及危险(§2.1.1)维修人员可触及危险(§2.1.2)绝缘级别及材料
F,B,D,S,R
(§1.2.9,§2.9)保护类别0,OI,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ(§1.2.4)结构设计爬电距离,间隙,穿透距离(§2.10)电路设计ELV(§2.1.1.3)SELV(§2.2,方法1,2,3)限流电路(§2.4)受限制电源(§2.5)接触电流和保护导体电流(§5.1)接地和连接保护措施(§2.6)TNV(§2.3,第6章)IEC标准规定的IP防护等级
internationalprotectionsystemIEC529-2001?外壳防护等级〔IP等级〕?GB4208-1993?外壳防护等级〔IP等级〕?IP等级表示了以外壳作为根本防护、各类电气产品对外部异物〔包括水〕进入的防护以及防止触及其内部危险部件的防护程度及要求。IP等级是平安设计的根本概念,在IEC各个涉及平安的标准中都引用该IP等级。IP等级表示方法IP23CH缩写字母第一特征数字(0-6或字母X)第二特征数字(0-6或字母X)附加字母A、B、C、D(任选)附加字母H、M、S、W(任选)以上第一、第二数字不需要规定时,可用字母X表示省略。IP等级表示方法第一特征数字表示对外部异物以及对触及危险带电件的防护,以0-6表示防护等级:0—对外部异物和触及危险带电件无防护1—防止直径≥50mm的外部异物进入或以手背触及危险带电件2—防止直径≥12.5mm〔长80mm〕的外部异物进入或以手指触及危险带电件3—防止直径≥2.5mm的外部异物进入或以细长工具触及危险带电件4—防止直径≥1.0mm的外部异物进入或以细金属丝触及带电件5—防止灰尘进入量造成危险或以直径≥1.0mm的细金属线触及带电件6—超级防止灰尘进入或以直径≥1.0mm的细金属线触及带电件IP等级表示方法第二特征数字表示对水危害的防护,以0-8表示防护等级:0—无防护;1—对水的垂直进入可防护;2—设备倾斜15°时对水的垂直进入可防护;3—对水的漫延可防护;4—对水的溅射可防护;5—对水的喷射可防护;6—对水的重喷射可防护;7—对短时浸泡水可防护;8—对长时浸泡水可防护。IP等级表示方法第一组附加字母表示对人员触及危险带电件的防护:A—直径≥50mm的试验杆与危险带电件有足够的距离;防止以手背触及危险带电件的防护;B—直径≥12mm(长度80mm)的铰接式试验杆与危险带电件有足够的距离〔旋转〕;防止以手指触及危险带电件的防护;C—直径≥2.5mm(长度100mm)的试验杆与危险带电件有足够的距离;防止使用工具时触及危险带电件的防护;D—直径≥1.0mm(长度100mm)的试验杆与危险带电件有足够的距离;防止通过细金属丝触及危险带电件的防护;只有在以下两种情况之一时,才使用附加字母:当实际的触及危险带电件的防护等级高于第一特征数字表示的等级时;当第一特征数字因只表示防止触及危险带电件而被X替代时。IP等级表示方法第二组附加字母表示对试验条件的说明:H—高压产品;M—表示对旋转部件(如电动机转子)进行转动的情况下将设备浸水后对危险性进行了试验;S—表示旋转部件不转动的情况下将设备浸水后对危险性进行了试验W—在规定的气候条件下使用附加保护性能〔位于IP之后IP等级表示方法IP23CS表示:2—该设备能防止直径≥12.5mm的外部异物进入以及防止人员以试验指触及危险带电件;3—该设备能对因水漫延造成的危害进行防护C—该设备能防止人员以直径≥2.5mm、长度≤100mm的细长工具触及危险带电件;S—该设备已在转动部件停止转动的条件下承受了浸水试验并符合要求。设备的防触电保护分类〔§〕0类设备:危险电压源与可触及件中只有根本绝缘。不允许!0Ⅰ类设备:危险电压源与可触及件中只有根本绝缘以及接地端子,要求用户在使用时自己接地。多数国家也不接受!Ⅰ类设备:危险电压源与可触及件中除有根本绝缘以外,还将用户可触及的金属局部可靠连接到电网电源的地上。符号:链接IEC950表3E〔229〕接保护地焊片防滑垫片金属外壳保护接地结构示意图电子线路保护地相线中线安装螺钉印制板铜箔RPS1S2D2C2由于以下原因之一,不认为次级绕组可靠接保护地:绕线过细;接地线串接电阻;通过印制线路板铜箔接地;通过安装螺钉接地。因此,应按II类保护结构设计。不可靠接保护地例如I类设备主要技术要求I类设备主要技术要求:用户可触及金属件与电网电源之间的保护为:根本绝缘+接保护地;设备电源线有保护接地插头,接地插头位于电源插头旁/地线中不得有熔断器绝缘结构:1500Vac/60s(2121Vdc/60s);3.0mm;2.5m;2绝缘层;接地电阻:25A/0.1Ω(或电流为1.5倍的额定保护电流);截面积与电源线同;黄绿色;开关/接地螺钉牢固/接地螺钉不与安装螺钉共用。保护接地符号:在接地螺钉附近压印或印制IEC417规定的接地符号〔如上图〕,但是,器具耦合器不要求。Ⅱ类设备:危险电压源与可触及件中除有根本绝缘以外,还有附加绝缘提供保护。也可以为双重绝缘或与双重绝缘等效的加强绝缘提供保护。符号为:
绝缘的技术要求为:—根本绝缘:1500Vac/60s(2121Vdc/60s)/2.5mm/2.0mm/2层;—附加绝缘:1500Vac/60s(2121Vdc/60s)/2.5mm/2.0mm/1层;—加强绝缘:3000Vac/60s(4242Vdc/60s)/5.0mm/4.0mm/3层。注意:按CTL决议,标有Ⅱ类设备符号的产品,不能使用带有接地导线的电源线和插座。
Ⅲ类设备:不以电网电源供电,设备内部也不产生危险高压。Ⅲ类设备推荐的符号为〔暂时未使用〕:设备的防触电保护分类〔§1.2.4〕Ⅲ220V
P
S
220V
P
S
绝缘分类例如操作人员可触及金属件与带电件之间仅为根本绝缘操作人员可触及金属件与带电件之间为双重绝缘BD操作人员可触及金属件与带电件之间为根本绝缘和接保护地的金属屏操作人员可触及金属件与带电件之间为等效双重绝缘的三层薄膜绝缘操作人员可触及金属件与带电件之间为等效双重绝缘的加强绝缘RR绝缘分类例如〔续〕电子线路总绝缘由根本绝缘B和附加绝缘S组成,绝缘水平与双重绝缘等效。注意设计上要使两个绝缘承受相同的电应力。BS所有绝缘由空气形成,主要技术要求为间隙距离,与大气压力、湿度、使用场所污染等级有关。见IEC950表12绝缘分类例如〔续〕绝缘的根本特性绝缘分为可引起触电危险和可短路电流引起失火危险两类。熔断器之前的根本绝缘必须满足要求,熔断器之后的根本绝缘可以以故障短路试验来代替。短路可引起触电危险的绝缘必须满足标准要求,没有让步条件。半导体器件,如二极管,三极管,包括高压半导体器件不能用做绝缘材料,也不能跨接在可引起触电危险的绝缘上,光电耦合器除外。压敏元件不能用做绝缘材料,也不能跨接在可引起触电危险的绝缘上;天然橡胶、云母不能作为根本绝缘及以上的绝缘使用;绝缘材料的技术要求
名称厚度介质耐压爬电距离间隙薄膜层数基本绝缘04mm1500Vac/60s或2121Vdc/60s2.5mm2.0mm1+1附加绝缘1500Vac/60s或2121Vdc/60s2.5mm2.0mm加强绝缘2.0mm3000Vac/60s或4242Vdc/60s5.0mm4.0mm2+1
薄膜形绝缘材料只要求绝缘层数,不要求厚度;1+1是指薄膜绝缘两层中的一层要符合耐压要求,另外一层不要求。2+1是指薄膜绝缘三层中的二层要符合耐压要求,另外一层不要求。
链接IEC950表5B
(313)
可用做绝缘材料的元件(可跨接在绝缘上的元件)
名称
绝缘级别
标准要求
是否单独认证
是否随机检测1电阻器(碳棒)B,S,R无NY2X类(薄膜)电容器B,SIEC384-14YN3Y类(陶瓷)电容器B,S,RIEC384-14YN4变压器B,S,RIEC742YY5电子变压器B,S,RIEC65/IEC1558NY6光电耦合器B,S,RVDE883YY7电工绝缘纸B,S,RNNY8塑料B,S,RNNY9空气B,S,RNNYN为否,Y为是绝缘结构设计
绝缘结构设计主要是防止绝缘电气击穿,主要设计要素是爬电距离、间隙和绝缘穿透距离定义
爬电距离:是指沿绝缘材料外表测得的、位于P-S两侧金属件间的距离;间隙:是指空气中测得的、位于P-S两侧金属件间的直线距离;绝缘穿透距离:是指绝缘厚度。爬电距离大于或等于间隙。爬电距离、间隙缺乏产生的影响爬电距离缺乏将在绝缘材料外表产生飞弧,而飞弧的高温又会将绝缘材料碳化而击穿。爬电距离造成的绝缘损伤是不可恢复的。间隙缺乏会使空气电离,而使P—S间击穿短路,但是,撤去电压后空气就恢复原状,因此间隙造成的击穿是可以恢复的。决定爬电距离、间隙的因素决定爬电距离的因素除电压外,还与材料的性质〔可比漏电起痕指数CTI〕有关,如果不知道某材料的CTI,按最差级;与工作环境粉尘污染程度有关。普通办公场所和家庭条件取污染等级2。间隙除与电压有关外,还与空气的压力和湿度有关。IEC950规定的所有爬电距离和间隙值是基于海拔不超过2000m的条件下规定的。就电压性质而言,爬电距离主要考虑有效值的电压,而间隙主要考虑峰值电压。带电件用户可触及金属件绝缘结构设计例如间隙爬电距离绝缘基板人体触电电流当沟缝宽度小于以下值时,计算爬电距离时可认为其不起作用:≤0.25mm,对于污染等级1≤1.0mm,对于污染等级2≤1.5mm,对于污染等级3
≤1.0mm污染等级2绝缘结构设计例如绝缘支撑件链接IEC950附录F(391)链接IEC9502.10(177)
未考虑平安性的散热片结构电源开关管〔带电〕与散热片〔用户可触及〕之间尽管垫衬足够大的绝缘硅胶片,但是其引出脚在印制线路板外表的间隙和爬电距离〔红线所示〕仍不能满足要求。考虑了平安性的散热片结构由于在散热片相应部位挖空一块,增加了开关管引出脚在印制线路板外表上与散热片的间隙和爬电距离〔红线所示〕,能满足平安标准的要求。注意:图中开关管上的安装孔仅为外形示意,实际上,由于过孔会破坏绝缘的完整性,很难进行爬电距离和间隙的平安设计。应采用其他紧固方式。考虑了爬电距离和间隙平安性设计的印制线路板图中手画线表示初级与次级的爬电距离和间隙未考虑爬电距离和间隙平安性设计的印制线路板变压器骨架线圈绕组防滑垫PSPPS≥3.0mm
注:
1.如图中红线所示,缝隙对爬电距离的间隙没有作用,除非用绝缘胶密封;
2.
防滑垫的作用:
防止上一层的导线滑脱到下一层,产生绝缘击穿;工艺上有效控制绕组之间的爬电距离和间隙。
金属屏蔽层图中:P—初级绕组;S—次级绕组。P—S之间用三层绝缘绝缘薄膜隔离,其中的两层要能耐3kV交流有效值或4240V直流电压的抗电强度试验。同心绕线结构变压器平安设计例如初级铁芯铁芯次级王字型变压器骨架结构不采用任何平安措施是很难保证初次级以及初级与铁芯间的平安距离的,除非减少绕组高度。利用骨架中的槽及槽上的盖板将变压器初次级以及初级与铁心之间的爬电距离和间隙大幅度提高,因而可将绕组绕满,在保证平安的前提下,最大限度利用铁芯窗口,提高变压器输出功率。绝缘盖板抽屉式骨架例如初级绕组采取全密封,因而结构上是平安的。未进行平安设计的变压器例如为最大利用铁芯窗口,提高功率和效率而绕组绕制过满,初级与次级、初级与铁心的爬电距离和间隙远小于标准要求。计算爬电距离时,首先要测量绝缘两侧的工作电压峰值,因此,必须将绝缘两侧电路的公共点连接在一起,形成测量参考点,如以下图所示。抗电强度试验
(§5.2)
绝缘击穿的概念随电压的增加,电流或绝缘电阻发生非线性变化,或由于试验仪器的内阻抗相对于绝缘击穿已经显著变大,因而电压到一定值后就不能在增加,此为击穿。通常至少200mA以上。因此,标准中从不规定试验中判定击穿的电流。判定电流不是绝缘中流过的实际电流,而是主观设定的判定电流选取适宜的设定值可剔除不合格品,也可控制工艺稳定性或产品一致性3000Vac
8±2mA
2200Vac击穿点
3mA
绝缘击穿示意图
表示未击穿绝缘表示已击穿绝缘产品工艺稳定性或一致性控制限抗电强度试验与绝缘寿命
绝缘的寿命与试验应力的关系:绝缘的寿命与承受的温度成反比,与施加的电压成反比。两个应力的影响量各占50%
美国UL关于绝缘寿命的计算公式n的取值与绝缘材料性质有关,通常在2-10之间。对于低压供电产品〔120V工作电压〕,取n=5,对于高压供电〔220V-240V〕产品,取n=6。以预期使用寿命20年,每天工作8小时计算,实际有效寿命应为6.67年,再考虑到温度应力的影响,实际有效寿命应设计为13.3年。按下式可求出该绝缘在多高的电压下寿命减为1分钟。
绝缘寿命与电压的关系计算例如此公式同样可估算生产线抗电强度试验对绝缘寿命的影响,如果生产线抗电强度试验电压过高或时间过长,那么还要在经受过生产线试验的成品中抽样,再进行60S的额定电压抗电强度试验,以验证生产线试验是否对绝缘寿命已造成破坏。ColourTVABCCorporation
CCC
3000Vac/2-5S10mAONAntennatoplugIT产品例行检验工位示意图TimeresultSign.08:00amOKM.white10:00amOKM.white12:00amOKM.white02:00pmOKM.white04:00pmOKM.white06:00pmNoFunctionM.whiteJan.15,2003ADep.
ABCCorporation
故障点:3000V,10mAR=3000V/10mA=300kΩ
IT产品例行检验设备运行检查示意图运行检查频度及记录ELV电路及SELV电路IEC609503rd〔2.2条〕ELV电路〔特低电压电路〕ELV电路的主要特征为:正常工作条件下开路电压≤42.4Vp或≤60Vdc;2.仅以根本绝缘与危险电压隔离,如TNV电路。3.
用户不可以触及ELV电路,只有维修人员或专业人员才可触及ELV电路。ELV电路示意图触摸ELV电路不平安仅根本绝缘SELV电路〔平安特低电压电路〕1.正常工作条件下开路电压≤42.4Vp或≤60Vdc;2.单次绝缘故障〔短路绝缘〕后电压仍符合≤42.4Vp或≤60Vdc;3.产生平安特低电压的隔离方法符合规定的三种〔方法1,2,3〕;4.因此,用户可以触及,或者说,用户能触及到的电路均应设计为SELV电路。SELV电路〔平安特低电压电路〕SELV电路示意图触摸SELV电路是平安的双重绝缘或加强绝缘或有接地金属屏0.7mAp70mAp1kHz100kHzfI人体感知电流及加权系数IEC479规定:人体感知电流为0.5mArms(交流〕〔2mA,直流〕。考虑到人体皮肤外表分布电容以及人体心脏对高频电流的耐受能力,标准规定的该可触及电流限值可按I=f/1kHz•0.7mAp随频率增高而放宽,但是最高不能超过70mAp。链接IEC9502.4〔127〕电路振荡稳压
电子线路C4×2
R1
OP-C
310Vdc
L
N
C1×2
C2
C3
D1×4
D2
D3
L1×2
220V
信号输出端子信号地端子SELVD2D3D1D4熔断器D1-根本绝缘;D2-根本绝缘;D3-根本绝缘;D4-加强绝缘〔I类设备,II类结构〕D1-加强绝缘;D2-加强绝缘;D3-根本绝缘,D4-加强绝缘〔如果去掉保护地〕金属外壳,接保护地PI类保护设备绝缘及结构设计示意图I类保护设计,II类局部结构各绝缘件的作用C1Y2类电容器,短路有触电危险〔根本绝缘〕;C2X类电容器,短路只引起过热和失火危险;C3Y1类电容器,短路有触电危险〔根本绝缘〕;C4Y2类电容器,短路有触电危险〔根本绝缘〕R1隔离电阻器,短路有触电危险〔加强绝缘〕;OP-C光电耦合器,短路有触电危险〔加强绝缘〕;T1隔离变压器,短路有触电危险,双重绝缘;D1短路有触电危险的爬电距离和间隙;D2短路有触电危险的爬电距离和间隙;D3短路只引起过热和失火危险的爬电距离和间隙;D4短路有触电危险的爬电距离和间隙。链接IEC950图2F〔167〕链接IEC950表2G(163)Ⅰ类设备,Ⅱ类结构很多产品平安防护设计为Ⅰ类设备,但是,为实现功能,局部结构或电路是不能接地的,例如,与计算机连接的信号端口,开关电源的直流输出端等。因此,这个用户能触及的、不能接地的局部电路就只能为Ⅱ类结构。如果电路设计是将变压器次级接保护地,次级导线有足够的截面积,接地符合IEC950第2.6条的全部要求,那么这个次级绕组所连接的电路理论上还是Ⅰ类保护结构。限流电路〔§2.4〕定义:不是依靠绝缘隔离,而是依靠危险源的高内阻保护限制输出电流从而到达平安的电路。特点:开路电压可能很高,电压的频率也很高,接上负载后电压跌为平安电压以下,因此,其电流不超过IEC479-1标准中人体电流危害程度的不感知阈值。要求:正常工作条件下〔电压≤450Vp,电流频率≤1kHz〕和单次故障条件下产生的电流≤0.7mAp和≤2mAdc;当电压〔电流〕频率≥1kHz时,允许电流限值按I=f/1kHz•0.7mAp放宽要求,关系见以下图:220V隔离电容器中的电流:IC1=2πfUC隔离电阻器中的电流:IR=U/R总对地泄漏电流〔人体电流〕:I=U(4πfC+1/R)人体电阻2kΩ及分布电容可忽略不计。人体触电电流回路星型低压供电系统,中点接地,IEC950中的TN系统I限流电路〔§2.4〕电流有三种:空穴〔电子〕在载体中定向流动产生的电流,服从欧姆定律;粒子电流,在正电压的作用下,电子〔负粒子〕定向向正电压极板流动,不需要电流载体,电流与阳极高压成正比,与阴极材料逸出功能力、发热状态有关,不服从欧姆定律;位移电流电荷在电容器极板中定向移动〔充放电过程〕产生的电流,不需要载体,不服从欧姆定律,服从I=dq/dt.限流电路放电量的要求1.当危险电压〔开路〕Vo≤450Vdc时,放电电容量应≤0.1μf;2.当危险电压〔开路〕450Vp≤Vo≤15000Vdc时,放电电荷量应≤45μQ;3.当危险电压〔开路〕Vo≥15000Vdc时,放电能量应≤350mJ。测量方法:C:直接测量;Q=CU;J=〔CU2〕/2振荡稳压电路
电子线路限流电阻限流电路SELV电路I类设备,II类结构12V限流电路例如图中笔记本电脑的液晶显示屏幕为用户可触及,且内部有3kV直流高压,为限流电路。≥3kV
2kΩ
接地螺钉撕开外壳,接触高压电极限流电路测量示意图模拟手掌的铜箔因可触及散热孔与内部高压元件之间的间隙不满足要求,按限流电路计算放电量Q或放电能量W。测量限流电路的电流和频率防火防护外壳
机械防护外壳
受限制电源对外壳的要求输出功率不受限制的电源由于会产生着火危险,因此要求防火外壳;本图中电阻R之后的电路因输出功率受限制而低于IEC950表2B或表2C的规定值,因此不要求防火外壳;只要求机械防护外壳。R链接IEC9502.5(131)链接IEC9504.6(269)
防火外壳的主要要求输出功率不受限制的电源由于会产生着火危险,因此要求防火外壳:外壳由阻燃等级至少为V-1的材料组成,或能通过IEC950A2的试验。如果为金属材料,不要忘记防触电设计。外壳上边开孔应小于5mm,长孔宽度不超过1mm.上开孔应能防止垂直掉入〔图4B〕。侧面开孔应能使外部掉落物向外偏离〔图4C〕防火外壳底部不开孔或开孔上方有V-1以上级别材料的档板,或金属底壳开孔尺寸符合IEC950表4B要求。着火防护设计主要考虑电路设计受限制电源(2.11条)着火防护设计结构设计 防火防护外壳开孔 材料使用
V1级以上(4.7.3.2)链接IEC9504.7(283)
接触电流和保护导体电流〔§5.1〕接触电流和保护导体电流均是指流过人体的电流。接触电流针对II类设备,保护导体电流针对I类设备。保护导体电流是指一旦保护地断开时,保护导体中的电流会通过人体进入大地。接触电流的要求包括馈入到通信网络中的接触电流测试中要将保护地断开,为了测量工作的平安,还应接1:1隔离变压器。链接IEC950附录D〔385〕链接IEC990〔27〕链接IEC9505.1图5A〔297〕链接IEC950表5A(303)关键平安件及认证信息元件名称IEC标准中国标准国际认证中国认证电源线组件IEC799GB15934欧洲、北美3C认证电线、电缆IEC227GB5013-96欧洲、北美3C认证IEC245GB5023-96欧洲、北美3C认证插头IEC884GB1002-96欧洲、北美3C认证器具耦合器IEC320GB17465.1欧洲、北美3C认证熔断器IEC127GB9364欧洲、北美3C认证热熔断体IEC691GB9816欧洲、北美3C认证开关,包括:电子继电器IEC1058
GB15092.1欧洲、北美部件自愿认证
X类电容器IEC384-14UL1414GB14472欧洲、北美部件自愿认证Y类电容器GB14472欧洲、北美关键平安件及认证信息元件名称IEC标准
中国标准国际认证中国认证EMC滤波器IEC60939-1IEC60939-2GB15287GB15288欧洲、北美部件自愿认证电动机电容器IEC252GB3667欧洲、北美内装电源IEC950
GB4943欧洲、北美3C认证电源适配器
IEC950IEC65欧洲、北美3C认证变压器,包括:电源变压器开关型电源变压器音频输出变压器消磁线圈TNV电路用变压器IEC742IEC1558UL1411
IECEE-CB报告和随机检测部件自愿认证和随机检测显象管(≥165mm)IEC65UL1418GB8898欧洲、北美CCC认证关键平安件及认证信息元件名称IEC标准
中国标准国际认证中国认证H.V.元件(≥4kV)包括:回扫变压器激光产品高压单元聚焦电位器H.V.导线和线缆IEC65UL1413GB8898-97
不独立认证,随机检测部件自愿认证印制线路板,包括:基材板UL94,UL796欧洲随整机标准部件自愿认证外壳UL94欧洲随整机标准随整机标准不独立认证,随机检测不独立认证,随机检测光电耦合器VDE883关键平安件及认证信息元件名称IEC标准
中国标准国际认证中国认证调制解调卡IEC950GB49433C认证A.C.电动机(伺扶电机)随整机标准随整机标准无独立认证随整机试验D.C电动机(电风扇)随整机标准随整机标准无独立认证随整机试验CD-ROMIEC825-1GB7247欧洲、北美部件自愿认证什么是TNV电路
TNV电路通常指设在计算机机等设备内部的调制解调卡,用来将计算机与公共网络连接,信号采用数字调制方式。TNV网络的信号特点为振铃信号和直流工作电压〔48Vdc〕混合叠加,工作状态通常为低功率和小电流,但是可能电压较高。现在的网络也可以传送电报信号和电传打字信号,但是考虑到这类信号已逐渐废用,因此,IEC950标准没有考虑这类信号及电路特性。TNV-1
正常工作条件下电路的空载电压〔开路电压〕不超过SELV的限值,即≤42.4Vp和≤60Vdc;故障条件下接一定负载后的可给出电流不超过限值,即:≤10mAac和≤60mAdc;且50Vac120Vdc;电路可能会承受来自通信网络的过电压。TNV-2
正常工作条件下电路的空载电压〔开路电压〕可能超过SELV的限值,但是不超过以下规定:在无振铃信号时,交流和直流电压合成的电压为Uac/70.7+Udc/120≤1;有振铃时,电压应符合M.2〔CCITT〕或M.3〔美国〕单次绝缘故障后的电流应符合图2D的要求,即,长时间的可触及泄漏电流≤10mAac或60mAdc。分别接5kΩ和2kΩ负载。电路不会承受来自通信网络的过电压。TNV-3
正常工作条件下电路的空载电压〔开路电压〕可能超过SELV的限值,但是,不超过以下规定:在无振铃信号时,交流和直流电压合成的电压为Uac/70.7+Udc/120≤1;有振铃时,电压应符合M.2〔CCITT〕或M.3〔美国〕。单次绝缘故障后的电流应符合图2D的要求,即,长时间的漏电流≤10mAac或60mAdc。〔分别接5kΩ和2kΩ负载〕电路也可能会承受来自通信网络的过电压。TNV三种电路与SELV电路的排列对照
正常工作条件开路电压是
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