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1、电动工具安全要求,Intertek ETL SEMKO Galen Chen,目 录,1、基本概念 2、结构要求 3、元器件要求 4、铭牌与说明书 5、主要测试项目,1、基本概念,基本概念,什么样的产品才是安全的? 基本理念: 消费者在正常使用中, 即便是由于不小心或误操作产品也不会对人体生命及财产造成伤害. 产品中使用的元器件的可靠程度将会直接影响到整个产品的安全性.,基本概念,安全性规范涉及的危害是什么? 触电危险 机械伤害 过热伤害 火灾危险(包括爆炸与自燃) 辐射伤害 化学腐蚀伤害,基本概念人体可触及,模拟人体（试验棒，试验弯指/直指，试验短指，试验銷等） 试验时可能施于模拟人体上的力

2、，大小和方向 器具状态：除去可拆卸部件（只能用工具的，用一定力的，或操作或维修状态） 为防止电击考虑（触及带电部件？基本绝缘？） 为防止接触灼伤考虑（温度？持续或偶然握持？接触到的材料） 为防止机械伤害考虑,基本概念电气的可触及,试验指可以碰到的部分。 器具内部与试验指可触及部件之间电气连通（conductive）的部件也属于可触部分。,可导电部件（如金属）,器具,可触及部分,带电件,基本概念防触电结构分类,I类器具：依靠基本绝缘+接地提供防触电保护 II类器具：依靠双重绝缘或者加强绝缘提供防触电保护 II类结构：器具的部分结构属于II类 III类器具：依靠安全特低电压提供防触电保护 安全特低

3、电压：特低电压回路安全隔离变压器供电,基本概念I类,带电件,基本绝缘,可触及部分,接地,基本概念II类,带电件,基本绝缘,可触及部分,附加绝缘,（可触及部分与带电件之间也可为加强绝缘）,基本概念混合防触电结构,这三种结构可以由低向高兼容，即II类器具可以有III类结构，I类器具可以有II类结构，等等。这时对于器具中的不同结构必须满足相应的要求。,基本概念绝缘分类,基本绝缘：提供对带电件的基本防触电保护 附加绝缘：独立于基本绝缘，在基本绝缘损坏时提供防触电保护。 双重绝缘：基本绝缘+附加绝缘 加强绝缘：等效于双重绝缘，仅在无法对带电体实施双重绝缘隔离的情况下使用。,基本概念绝缘via距离，间隙和

4、穿透,爬电距离：带电件与带电件或者带电件与可触及部分之间沿着绝缘材料表面的最短距离。 电气间隙：带电件与带电件或者带电件与可触及部分之间沿空气的最短距离。 绝缘穿透厚度：带电件与可触及部分之间透过阻隔其间的绝缘材料内部的最短穿透距离。,基本概念实例：电机转子,可触及部分,可导电部分,基本概念电源连接型式分类,X连接：用户可以很容易更换电源线，如所需更换的电源线是特殊制备的，需在说明书中注明由制造厂或者维修站代为更换。 Y连接：只能由制造厂或者维修站更换电源线，工具在使用中不可能损坏到电源线。,基本概念器具使用型式分类,手持式器具：正常使用时能手持并进行操作或移动 可移动式器具：由一个人可以搬动

5、，在安全及固定的位置上使用，由快速固定装置固定或无固定装置固定亦可安全使用。不适用于专业生产线上使用,2、结构的安全要求,结构要求,结构的安全要求 防触电 防机械损伤 防过热 防火,防触电（一）触指检查,防触电检查要点: 所有可拆卸部件都要拆下 标准试验指与标准试验销（10N推力）不得触及带电部件，功能绝缘，或仅用油漆，搪瓷，普通纸，纺织品或氧化层隔离的带电部件 II类器具标准试验指不能触及基本绝缘 对一些器具上的开口需要用无关节试验指以50N力考核，如可推入，则换用标准触指测试可触及性,防触电（一）触指检查,什么是可拆卸部件？ 不用工具即能拆下的部件。 可移动式工具中，如说明书明确指出使用及

6、维护中的拆卸部件，则无论是否使用工具，均视其为可拆卸部件拆卸后进行检查。,防触电（一）试验指,防触电（一）试验指,R2,80,60,防触电（一）试验销,防触电（一）试验销,Dia.3mm,Dia.4mm,防触电（一）触指检查实例,试验指用50N的力能推进出风口，试验指能碰到基本绝缘（电机金属外壳或者内部导线）,防触电（一）触指检查实例,试验指用50N的力推，试验指能碰到基本绝缘（电机金属外壳或者内部导线）,防触电（一）触指检查实例,试验销能碰到带电件,防触电（一）触指检查实例,试验指能够从进风口进去并碰到基本绝缘（电机金属外壳）,进风口正面,防触电（二）电气距离和间隙,爬电距离和电气间隙基本要

7、求（工作电压130V-250V，不防尘） 爬电距离mm电气间隙mm 不同极性之间带电体3.02.5 基本绝缘4.03.0 绕组2.02.0 加强绝缘8.08.0 绕组6.06.0 附加绝缘4.04.0,防触电（二）电气距离和间隙实例,开关端子（带电件）,可触及部分,必须满足加强绝缘的要求,防触电（二）绝缘穿透,绝缘穿通距离DTI： 附加绝缘厚度：1 mm， 加强绝缘 2 mm 例外：如果绝缘采用片状材料组成（云母和类似鳞状材料除外）而且符合下列条件： 附加绝缘至少两层，每层能承受附加绝缘的耐压要求2500V； 加强绝缘至少三层，每两层能承受附加绝缘的耐压要求4000V,转子绝缘穿通示意图,防触

8、电相关（三）外壳,外壳的要求 足够的强度 (耐冲击, 抗重压) 足够的防护等级（防触指进入，防灰，防水） 足够的耐腐蚀能力(防锈),防触电相关（三）外壳,外壳的强度要求 1/0.5焦耳冲锤试验：任何最薄弱部位要能经受3次1J的冲击，碳刷盖部位为3次0.5J的冲击。 钢板撞击试验：整个样品同样要经受4次（样品悬挂在一米的摆臂上升高到500mm处然后跌落至钢板上）。 1m跌落试验：1m高度跌落至水泥地面 冲击后不能有带电部件外露、绝缘损坏或者距离减小，通过视检实测及耐压测试。,防触电相关（四）绝缘材料,木料、棉花、丝绸、普通纸和类似的纤维材料和吸水材料，未经浸渍处理不能作为绝缘 一般的陶瓷（除非烧

9、结紧密） 及类似材料不能作为附加绝缘或者加强绝缘 橡胶作为附加绝缘必须考虑它的氧化及开裂,防触电相关（四）绝缘材料试验,耐潮 耐久试验 抗老化（橡胶用作安全绝缘时，必须考虑其老化） 耐热(球压） 耐漏电起痕 耐燃（热芯轴、灼热丝、针焰）,防触电（五）接地,接地必须永久可靠 应有防松措施（锯齿形垫圈最佳）。 耐腐蚀（至少58%的铜，钢必须有5m的涂层）。不同金属间的接触电位差0.6V，将加速金属腐蚀和变质。 接地线应在载流线之后拉紧。 接地不能借用，且在日常维护后处于不可能被漏装遗忘 接地电阻： 0.1欧的接地电阻。接地线且应足够粗。 标识：接线端子标识符号。黄绿双色线,防触电其他要求（ 六 ）

10、,II类器具中的III类结构，SELV与带电件之间的绝缘必须满足双重绝缘或者加强绝缘 附加绝缘和加强绝缘要作成不易被忽略, 不能被错误安放; 除非严重损坏,不能移动,防机械损伤防止触及危险部件,危险部位: 尖角, 锐边, 毛刺等 运动部件：轧压点、工具工作头、电机风叶等 安全措施 防护罩（固定罩、可自动关闭活动罩、可调活动罩等） 安全开关（双手动作、反自锁、无自锁等） 保护装置非自复位型 断电后恢复供电，不能自启动,防机械损伤稳定性,手持式器具除外, 最恶劣情况下产品于10倾斜都不能翻倒,防热灼伤,产品正常使用中，不应产生过热： 外壳（包括正常使用中偶尔触及） 60K 手柄（包括正常使用中持续

11、握持）塑料50K 金属30K,防火,电气连接接触不良 内部的故障 灰尘和残渣的聚集引起绝缘崩溃 碳刷火花 外部火源,3、元器件要求,元器件要求总则,元器件必须适用于整机使用条件，满足整机安全要求。 元器件必须符合相应的IEC/EN安全标准的要求 选用已取得认证的元器件，如SEMKO，KEMA， VDE，NEMKO，BSI，IMQ，ASTA等，或 随机测试,元器件要求元器件测试标准,开关 SwitchEN 61058-1 电容 CapacitorIEC 60384-14 插头 Power plugIEC 83 电源线 Power cordHD 21 马达热保护器 Thermal motor pr

12、otectorEN 60730-2-2 热断路器 Thermal cut-outEN 60730-2-9 充电器 ChargerEN 60335-2-29,元器件要求开关,工具开关寿命要求：正常工作条件，动作次数至少50,000次(电动机负载)。 开关额定参数的解读(EN61058)，例 250V，10(6)A，5E4，T85 (阻性电流10A，感性电流6A，环温85度) 如果没有T标志，则默认环温为0-50度。 T85/55：开关的环温限值为0-85度，开关操动元件的环温限值为0-55度。 25T85：开关的环温限值为 -25 -85度。,元器件要求开关,开关能承受50次电机堵转操作无危险后

13、果产生。 Full disconnection: 开关触点开合间距大于3毫米以上。,元器件要求开关,元器件要求电容,电容器的基本要求（IEC 60384-14） X电容：通常跨接电源两极间，损坏时无触电危险。通常X2,元器件要求电容,Y电容：通常跨接电源线对地端，损坏时会引起触电危险。通常Y2,元器件要求电容,元器件要求电容,X电容 残余电压：器具插头拔下以后，残余电压最大值不大于34V。 小于等于0.1 F容量的电容不考虑残余电压。 如果电容容量大于0.1 F：需进行放电测试。,元器件要求插头与电源线,工作在额定值下，插头与电源线必须相匹配，一个插头只能与一条电源线相连接。 对于不同的产品，

14、Part 2对电源线的规格可能会有不同的要求。对于工具产品，至少H05VV-F,H05RR-F,H05RN-F,元器件要求电机,电机必须满足爬电距离和电气间隙的要求： 爬电距离mm电气间隙mm 绕组与铁心2.02.0 绕组与轴(可触及)6.06.0 换向器与轴（不可触及）4.03.0 换向器与轴(可触及) 8.08.0,元器件要求电机,爬电距离必须2mm（漆包线到铁芯处）,元器件要求电机,元器件要求内部布线,内部导线需承受2000V，15min的耐压试验。 凡电线穿过金属孔洞处需提供护套或作成圆滑的表面(半径为1.5mm以上)。 内部导线防止触及锐边和运动部件。 内部导线外皮为基本绝缘，需要考

15、虑其被附加绝缘的所有要求。 可移动式工具使用中相对移动的内部导线，作弯折试验：10000次。,元器件要求塑料件,随机的测试： 1、球压：外壳 85 C 或者 支撑带电件 125 C （或者40 C该部位正常温升） 2、热芯轴测试300 C， IEC 标准中为灼热丝试验。 3、耐漏电起痕（175V）,元器件要求塑料件,聚合材料分为以下几种：热塑性材料、热固性材料 热塑性材料：通过反复加热，可以很容易被软化及再软化。通过球压测试判定。 热固性材料：在加热时可通过化学反应固化，一旦固化，不能重新加热再软化。其温度在温升中获得必须小于该材料允许温度。,4、铭牌与说明书,铭牌与说明书的安全要求,铭牌和说

16、明书作为产品安全的一部分， 必不可少。 铭牌与说明书必须保持 一致性：铭牌与说明书上的产品型号，制造商及其相关信息，插图等必须与申请表一致。各类强制性语句、警告条款必须与标准一致。 规范性：铭牌与说明书上涉及的各种单位，各种符号，必须符合标准要求,铭牌与说明书的安全要求,通常产品说明书包含: 安全警告说明, 产品部件说明与组装方法, 产品使用说明, 维护和保养这四个部分。,5、主要测试项目,试验的基本要求,1、试验顺序：试验必须按照标准规定的顺序进行。 2、试验时开关、器具的可移动部件都应该放在最不利位置。 3、试验环境：205C、空气流通。 4、试验电压：标准要求的范围内取得最不利试验结果的

17、电压值 器具只标有一个额定电压：试验电压为额定电压规定系数 器具标有额定电压范围：上限大于1的系数 下限小于1的系数,试验的基本要求,5、试验频率：标准要求的范围内取得最不利试验结果的频率值 如果器具只标有一个额定频率：在该额定频率下测试。 如果器具没有标频率：在50Hz在测试。 如果器具标有50-60Hz：在50或者60Hz下测试，视那个更不利。,工具的正常工作,正常工作条件Normal Operation（Normal Load） 电压：额定电压 频率：额定频率 功率或电流：额定值(或part2另又规定)。,启动试验,室温下0.85倍额定电压启动三次,输入功率,正常工作状态下的输入功率(参

18、照该产品特定标准，如无则按该产品操作说明书使用）,温升,试验电压：0.94至1.06倍额定电压范围 试验频率：额定频率 工作状态：正常工作条件 温度测量：除了电机使用电阻法，其余用热电偶法 试验周期：直到达到热平衡(除非part2指明) 测量位置：温升最高的地方,如不确定需均匀分布 试验室温：20 +/- 5,温升电阻法,绕组的温升,试验开始时的绕组阻值,试验结束时的绕组阻值,铜234.5；铝225,试验开始时的室温,试验结束时的室温,温升电阻法,测试结束时，应该在尽可能短的时间内开始测量电机的绕组阻值，并且应该以一定的间隔（如5秒）测量至少4个点。然后根据测量的数据作出电阻阻值与时间的关系曲

19、线，即可得出在t0时（即断开电源瞬间）的电阻值。,温升电阻法与热电偶法的区别,1、电阻法测量的是电机绕组内部的平均温升，而热电偶法只能测量绕组表面的温升。 2、一般电阻法测量的结果比热电偶法测量的结果高10K左右。 电阻法比热电偶法在测量绕组温升时更精确。,温升测量,测取最高温升的部位 内部导线： 如内部导线与电机金属外壳接触，以电机金属外壳的温升表示内部导线的温升。 PCB板： 与散热片接触的地方温升最高。,温升几个重要温度的测量,环境温度的测量： 当使用热电偶测量环境温度时，热电偶不应受到外界热辐射的影响。 解决方法： 可以将热电偶布在一个油罐中,温升几个重要温度的测量,电气绝缘的温升 测

20、量位置： 绝缘表面(非热源。如是需埋入，例电机绕组) 可能发生短路的地方（如电源线分叉处） 可能引起绝缘桥接的地方或者爬电距离与电气间隙减小的地方。 元器件的环温：指距该元器件5mm处环境的温度最高的地方。,温升判断,电机绝缘：例90KE级，95KB级 作附加绝缘的电线护套：35K 作安全功能（绝缘等）的热塑性材料：配合球压试验 作安全功能（绝缘等）的非热塑性材料：规定的温度限值。 元器件：电源线和导线(有T标志T-25，无则50K) 开关和温控器等(有T标志T-25，无则30K) 正常使用中偶尔触及的和持续握持的表面,泄漏电流,泄漏电流的分类： 流过基本绝缘的泄漏电流：带电件和基本绝缘之间

21、流过双重绝缘和加强绝缘的泄漏电流：带电件和可触及部件之间,泄漏电流测量,热态泄漏电流的测量 试验电压：1.06倍额定电压（额定电压范围的上限） 试验频率：额定频率 工作状态：依温升试验且温升最高时 其他：用一块1020mm的金属箔覆盖器具外壳 限值： II器具双重和加强绝缘0.25mA II器具基本绝缘5.0mA I器具0.75mA,泄漏电流欧标热态试验接线,模拟阻抗,耐久测试,主要模拟工具长期使用考核其寿命。在试验中及试验后，器具及其组成零部件应符合标准规定的安全要求： 各连接件需未松脱 耐压测试 试验方法一般为24hr 1.06x额定电压（上限），24 hr 0.94x额定电压（下限）。,

22、耐压,试验电压(手持工具)： 安全特低电压的基本绝缘500V 不同极性之间 1500V 基本绝缘1500V 附加绝缘2500V 加强绝缘4000V 额定频率，正常工作条件， 1分钟,潮态试验,普通产品 温度：20-30 湿度：93 试验周期：48小时 其他：样品在放进潮态箱以前，必须考虑发生冷凝的可能性，即：样品的温度应该比潮态箱的温度高一点（如4C），以防样品温度过低，放进潮态箱以后水汽凝结在样品上。,非正常试验,串激电机超速试验：1.3倍额定电压一分钟 感应电机：电机电容开/短路，转动部件堵转 电子元器件短开路非正常试验中，不能有产生火焰、熔化金属、产生有毒有害 气体。转速不能超过空载转速的150。 工具转向可通过开关在运行中调节的，则需进行25次的工具运行中开关正反转调节。,非正常试验电子线路,标准要求的需考虑的电子线路的故障 1）短路爬电距离或电气间隙小于标准要求 2）短路电容器（满足38414的电容除外） 3）短路电子元器件（三极管、可控硅等） 4）元器件开路 5）三极管故障为二极管 6）复杂集成电路故障模拟 每次只模拟一个故障,结构强度冲击试验,三次1J于最薄弱位置，三次0.5J于碳刷盖处。 整个样品同样要经受4次（样品悬挂在一米的摆臂上升高到5