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1、Safety基本概念简介及设计注意事項,Safety基本概念 简 介,主要是为降低人体受到下述危险的伤害: (一般而言是指二种类型的人, 即操作和服务人员) 一. 电击(Electric Shock) 二. 能量危险(Energy Related Hazards) 三. 火灾危险(Fire) 四. 热的危险(Heat Related Hazards) 五. 机械的危险(Mechanical Hazards) 六. 辐射危险(Radiation Hazards) 七. 化学危险(Chemical Hazards),安规:,一. 电击(Electric Shock),电击的发生情形是因为有电流通過
2、人体，只要有数毫安培的电流，即可对正常健康人造成影响。一般而言在干燥情形下小于42.4Vpeak, 30Vrms or 60Vdc的电压通常视为不具危险的电压。为避免操作人员产生电击危险，因此，设备须提供双重 (two levels) 的防护措施，如：基本绝缘加接地或补充性绝缘。,二. 能量危险(Energy Related Hazards),具大电流供应或高电容线路的相邻两端子间，如果在短路的情形下，有可能会造成电弧放电或是在燃烧中射出熔化之金属.因此，即使是属于低电压线路，也可能造成能量危险，能量危险的规定值是240VA or 20J以上。 一般降低能量危险的方式如：隔离、屏蔽或安全內锁之
3、防护。,三. 火灾危险(Fire),在过载，零件失误，绝缘击穿，高阻抗或是连接器松脱的情形下，其所造成的异常温度有可能形成火灾危险。然而，设备內起火后不可散布到起火点之邻近区域及对设备外的区域造成危险。,四. 热的危险(Heat Related Hazards),是因下列原因而产生: a. 在正常工作下，高温导致使用者因触碰到高温零件 而造成的伤害。 b. 该设备的绝缘等级及安全零件被破坏。 c. 设备內可燃液体燃烧起來。,五. 机械的危险(Mechanical Hazards),主要要求为: a. 设备的机构稳定度及结构稳固不足。 b. 避免结构上尖銳角。 c. 受危险可动零件所伤。 d.
4、受阴极射线管或高压灯泡爆裂的碎片所伤。,六. 辐射危险(Radiation Hazards),辐射的形式可能为音頻，无线电频率，红外线，高强度可见光及凝聚光，紫外线，离子化辐射等。如果设备內会释出某种形式的辐射，则将针对使用者及维修者所能接受之程度的辐射值，订定规定，若超过该限制值即对人体产生辐射危险。,七. 化学危险(Chemical Hazards),有毒化学物质本身及其蒸气，如果人体直接接触到，则会造成伤害。因此，设备的设计， 亦应避免在正常操作及不正常操作情況下，产生此类的化学危险。,绝缘类别,在安全标准中，对于绝缘形式的定义有:a. 操作绝缘(Operational):设备正常工作仅
5、需要的绝缘它并不起防电击的作用，但是它可以用来减小引燃和着火的危险的可能性b. 基本绝缘(Basic)：对防电击提供基本保护的绝缘 c. 补充绝缘 (Supplementary)：除基本绝缘以外施加的独立的绝缘，用以减小在基本绝缘一旦失效时仍然防止电击d. 双重绝缘 (Double):由基本绝缘和附加绝缘组成的绝缘f. 加强绝缘 (Reinforced)：加在带电部件上的一种单一绝缘系统,它提供相当于双重绝缘的防触电保护等级,a. 操作绝缘,i. 介于两种不同电压的零件之间。 ii. 介于超低压电路 Extra Low Voltage ( ELV ) 或安 全超低压电路 Safety Low
6、Voltage ( SELV ) 及接 地的导电零件之間。,b. 基本绝缘,i. 介于具危险电压零件及接地的导电零件之间。ii. 介于具危险电压零件及依赖接地的 SELV 电路 之间。iii. 介于一次側的电源导体及接地屏蔽物或主电源 变压器的铁心之間。iv. 作为双重绝缘的一部份。,c. 补充绝缘,i. 一般而言，介于可触及的导体零件及在基本绝缘损坏后 有可能带有危险电压的零件之间，例如： 1. 介于把手、旋鈕、提柄或类似物的外表及其未接地的軸心之間。 2. 介于第二类设备的金属外壳与穿过此外壳的电源线外皮之間。 3. 介于 ELV 电路及未接地的金属外壳之间。 ii. 作为双重绝缘的一部份
7、。,d. 双重或加强绝缘,一般而言，介于一次側电路及 a) 可触及的未接地导电零件之间. b) 浮接( floating )的SELV的电路之间。 c) 电信网路电压Telecommunication Network Voltage ( TNV ) 电路之间。凡是人体会触摸到的部分.,绝缘示意图,沿面距离(Creepage)和空间距离(Clearance)的定义,空间距离(Clearance) - 在两个导电零部件之间与导电零部件与设备介面之间测得的最短空间距离. 沿面距离(Creepage distance)- 沿绝缘表面测得两个导电部件之间或导电零部件与设备防护界面之间的最短路径.,空间距
8、离(clearance)的決定：已知工作电压及绝缘等级后，即可決定空间距离。 危险电压零件与外壳接地可触及的导体零件间的空气间距离，須至少2.5mm。在初级电路內clearance的规定须符合表2H(rms)及2J(peak)。最小的空气间距离，须从等于AC主电源值的栏位取得，如230Va.c.，则cl.为4.0mm。在次级电路內clearance的规定须符合表2K。决定是否符合要求前，內部零件应先施于10N力，外壳施以30N力，以减少其距离，使确认在最糟情況下，空间距离仍符合规定。,沿面距离(creepage distances)的决定： 由量测得知的工作电压，确定绝缘等级，并根据污染及材质
9、等级，查表2L決定所需最小之沿面距离. 加強绝缘的沿面距离是表2L规定的基本绝缘限值的两倍。 若是由表2L取得的沿面距离限值，小于表2H或2J或2K的空气间距离限值時，那么空气间距离限值须被当作最小的沿面距离限值。 针对玻璃，云母或类似的材质，可允许使用最小的沿面距离限值，等于空气间距离限值。 工作电压以真值或直流电压，若使用直流电压，任何涟波均不列入考量，短暂的信号，如TNV电路的振铃亦不列入考量。 若不知TNV电路的工作电压，则假设TNV-1电路是60Vd.c.，而TNV-2及TNV-3电路是120Vd.c.。,沿面距离(creepage distances)的决定 (continued)
10、材质等级是根据IEC 60112的测试后定义如下，若无法确认，则假设为material group IIIb:1.Material group I600 CTI(comparative tracking index)2.Material group II400 CTI 6003.Material group IIIa175 CTI 4004.Material group IIIb100 CTI 175测量沿面距离時，须参照Annex F。,沿面距离(Creepage)和空间距离(Clearance)的要求,沿面距离(Creepage)和空间距离(Clearance)的要求,I 类 器 具: 产
11、品通过基本绝缘加上保护接地实现触电防护。II 类 器 具: 产品通过基本绝缘加上附加绝缘, 或通过加强绝缘实现触电防护。III 类 器 具: - 产品通过安全低电压(SELV)实现触电防护。,按防触电类别分类,设备防电击分类实例,Class I and Class II,基本绝缘和双重绝缘,B/D insulation,工作电压 -正常工作情况下，某绝缘或者元器件需要承受的最高电压 包括：Vrms 和 Vpeak危险电压 -电压: 42.4Vac or 60Vdc (IEC/EN60950) 35Vpeak or 35Vdc (IEC/EN60065) -可产生触电危险安全低电压（SELV)电
12、压: 42.4Vac or 60Vdc (IEC/EN60065) 35Vpeak or 35Vdc (IEC/EN60065) - 通过双重绝缘或加强绝缘与网电源隔离,基本安规电学名词,交流电网电源(AC Mains Supply): 给设备供电的外部交流供电系统一次电路(Primary Circuit): 直接和交流电网电源相连的电路二次电路(Secondary Circuit): 不与一次电路直接连接，而是通过隔离装置或电池供电的电路,几类安规电路,安全隔离低电压电路(SELV)- 作了适当的设计和保护的二次电路, 使得在正常条件或单一故障条件下, 其输出电压小于42.4Vac和60Vd
13、c(IEC/EN60950)(或者35Vpeak和35Vdc(IEC/EN60065),且通过双重绝缘或加强绝缘与网电源隔离限流电路- 作了适当的设计和保护的电路, 使得在正常条件或单一故障条件下, 从该 电路流出的电流值是非危险的电流值- 一般对频率小于1kHz, 通过2000电阻的稳态电流小于0.7mA通讯网络电压电路(TNV)- 在正常条件下, 连接公用或专用通讯网络的电路, 通讯网络可能由于大气放电和电线故障而引起的过压,安規设计注意事項,在零件选用方面，要求掌握：安规零件有哪些？安规零件的要求：安规零件的要求就是取得安规机构的认证或是符合相关安规标准；安规零件的额定值任何零件均必必须
14、衣制造商规定的额定值；额定电压，额定电流和温度额定值,零件的選用 :,一般电子零件：依零件规格之额定温度值,决定其温度上限.线圈类:依其绝缘系统耐温决定Class A T 75Class ET 90Class BT 95Class FT 115Class HT 140人造橡胶或PVC被覆之线材及电源线类:有标示耐温值T者T (T-25)无标示耐温值T者T 50,零件的温升限制,_Bobbin类:无一定值,但须做125球压测试.端子类: T 60温升限值如果有规定待测物的耐温值(Tmax),则:T Tmax-Tmra如果有规定待测物的温升限值(Tmax),则:T Tmax+25-Tmra其中Tm
15、ra是制造商所规定的设备允许操作室温或者是25,零件的温升限制(CONT.),PCB: V-1 以上FBT,CRT,YOKE: V-2 以上WIRING HARNESS: V-2 以上CORD ANONORAGE: HB 以上其它所有零件: V-2 以上另外情形:下述零件与电子零件(在失误情况下,因温度过高而引燃的电子零件)若相隔13mm以上,或是相互间以至少V-1等级之障碍物隔开,则其耐燃等级要求若如下:小型的齿轮,凸轮,皮带,轮及其它小零件,不需防火证明;空气载液的导管,粉状物容器及发泡塑料零件,防火等级为HB以上或HBF以上.,使用耐燃零件,下述件不须防火证明:胶带;已获认证零件;密封于
16、无开孔并且体积小于0.06m金属壳内之零件仪表壳,仪表面,指示灯或宝石,置于至少V-1等级的PCB上的IC,晶体管,光藕合器及其他小零件的外壳.,工作电压的决定,工作电压的决定(CONT.),注意:测量时,输入地和输出地连接在一起;一次側与二次側间所测量出来的电压若低于电源输入电压,应以电源输入电压为准;测量DC电压时,任何重叠涟波之峰值应包括在内;非重复性的突波不予考虑.可触及的未接地导体零件应视为接地;若变压器之绕组或其它部分为浮接,应视为接地;,电路板设计,一次电路的路径与二次电路的路径相反时,PCB 厚度大于 1mmd2mm,3mm,1mmd2mm,一次电路,二次电路,一次电路与二次电
17、路的路径彼此互相面对时,mm,PCB,一次电路,二次电路,安规PCB设计的规则,结构设计,设备结构设计的规定一般皆针对两方面做要求: a. 稳定度 (Stability) b. 机构强度 (Mechanical Strength),a.穩定度,在下述情形中，设备不可失衡而导致使用者或维修者危险。 i. 针对任何设备：放置在水平面呈10度角的倾斜面上。 ii. 针对放在地板上的设备且超过25(含)公斤，以相等于设备之重量20%的任何方向力量，施于设备的最高点处。 iii. 针对放在地板上的设备。测试时以垂直向下的800N力量作用在产品上。,b.机械强度,是指內外壳的承受力i. 外壳须能承受以 3
18、0mm 直径的圆形平面压于其上，施 以持续5秒钟的250N10N 之稳定力。 ii. 內壳须能承受以 Test Finger压于其上，施以持续5秒钟的30N3N 之稳定力。 iii. 外壳须能通过铁球撞击试验（铁球直径约50mm，重量约500g25g，撞击距离为1300mm。,a.接地方式机械式固定:不可经由塑料连接,并且须有防止松动.防腐蚀指两种以上不同金属连接其电化学电位差不能0.6V接地线至少18AWG之绿滚黄线,如果LINE/NEUTRAL 18awg,则须使用与其同等号线之线材(AWG: America Wire Gauge),接地方法,a.接地方式(CONT.)IV.接地螺丝和螺栓
19、的要求: 至少NO.6或M3.5,接地方式(CONT.)接地螺丝/螺栓之金属固定物厚度要求:螺丝直接锁在金属板上,则金属必须有最小2倍的螺丝螺纹的厚度,若使用螺冒固定则没有厚度要求.接地螺丝/螺栓的固定扭力.最小1.3牛顿米接地确认测试40A接地电流测试,时间为2分钟.注:I.接地螺丝不能用自功螺丝 II. 若有其他的地线,要锁于同一螺柱上,则须用另一螺母分开固定之.,开孔方式,顶部(带有危险电压裸露组件上方),符合下列任一要求即可:I. 任何一方向测量,尺寸5mmII. 宽度在1mm,长度不限III. 尺寸大小不限,但须确保外物不会直接掉入孔內而碰触到危险电压零件.,b.侧面: 符合下列其中
20、任何一項要求即可。 a. 任何一方向测量，尺寸不超過5mm 。 b. 宽度在1mm內，長度则不限。 c. 开孔位置适当，并在其投影 5度角范围內，无具危险电压零件存在。投影 5度角范围的定义如附图所示。 d. Test pin & Test finger 由开孔插入测试不会碰到危险电压零件。,下方开孔: 符合下列其中任何一项要求即可。 a. 无任何开孔。 b. 开孔大小不限，但须在下列物品之下方 i. PVC，TFE，PTFE，TEP及 neoprene做成的绝缘导体及连接头。 ii. 具阻抗保护或过热保护的马达。 iii. 符合防火外壳要求的內部屏障或是细目金属往或是其他类似物。 c. 可有
21、40mm平方的开孔，但须在防火等级94V-1以上的零件之下 d. 孔大小不限但開孔上方须装设遮蔽板其构造如附图所示,e. 若为金属底壳时开孔大小及孔距应符合相关要求 f. 以细目金输网做屏蔽，但网目大小不超过2mm X 2mm ，且细网金属线之直径不小于0.45mm 。 注: 外壳开孔，固然千变万化，但是以test pin测试时，不可碰到具危险电压的裸露零件。,标示方式,设备外表应有额定电力标示，清楚告知设备的正确使用电压、频率及电流。标示內须包含相关资信如下： a. 额定电压或是额定电压范围，单位为 V。 b. 输入电压为交流，则需加上“ “的符号。 c. 输入电压为直流，则需加上“ ”的符
22、号。 d. 额定频率或额定频率范围，单位为 Hz。 e. 额定电流，单位为 mA 或 A 。 f. 制造商名称、商标符号或辨识符号. g. 设备的型号。 h. 如设备为 Class ，則需加入 “ ” 的符号。注:可以有额外的标示，但是先决条件是不可以造成误导活混淆。,电源输出端 : 设备內若含有标准型电源输出插座, 則插座旁須清楚标示其所能承受之最大负载.c.具可变换电压开关的设备：应在其使用手冊內详细说明其用途及使用方法，并在开关旁注明Voltage Selector 115V/230V的文字。,d.保险丝旁须有下述标示： i.额定电流 ii.额定电压 iii.熔断特性，例如：fast,
23、slow, time lag iv. 防爆特性，例如：Low-breaking, High- breaking， 标示范例为T2.5AL，250V 或 F3.15AH，250V,e.端子 :a.接地保护端子旁，应有“ ”的标示。b.水线(中性线)端子旁 (即 Neutral)，应有 “N” 的 标示。c.火线端子旁 (即 Line)，应有 “L” 的标示。,注: 标示要求:I.标示不可置于可取下的物品上.II. 上述标示种类只各种标识,经过酒精,汽油等有机溶剂及水测试后,须依然清晰可见,且为永久标识.,LED 颜色,RED: 危险或警告或+5VYELLOW: 注意或+3.3VGREEN: 安全
24、或-12VBLUE: 特别信息WHITE: 一般信息或-5VBLACK: 地ORANGE: 5VS,安规主要測试項目,Electric Strength Test 绝缘耐压试验(Hi-Pot)：判定产品內部绝缘与电路布局在高压测试下是否仍安全。Class I 测试方式:Line+Neutral To: Ground AC1500V or DC2121VLine+Neutral To: O/P AC3000V or DC4242VTest Time: 60 Seconds漏电流须低于10mA.。,Electric Strength Test 绝缘耐压试验(Hi-Pot)：,绝缘耐压试验,Eart
25、hing Test 接地连续性测试,可判定产品电路之设計是否足以通過大电流而不断裂及产生危险。测试方式: 输入电流 40A 時間: 60 Seconds 结果: 输入阻抗不得超过 0.1,接地连续性试验,Heating Test 温度试验：,判定产品在正常使用与异常使用下，其温度是否合乎标准，沒有过热现象，造成产品燃烧的危险。 測试方式: 量測正常或不正常環境下关键零件的溫度(如: X-CAP,Y-CAP, INLET,FUSE),Abnormal Operation Test 异常试验：,判定产品在不正常使用下是否仍安全无虑。 測试方式: 在”Heating Test”不正常模式下风扇锁死，
26、通风孔封住- HUB外层包一层纸张， 測试时间2-4Hrs or 温度稳定时，結束后再測试Hi-Pot 。,Leakage Current Test 漏电流试验:,判定产品之漏电流是否符合安全标准。 Class I 的产品測试方式: Input 254Vac a. 电流表的正端接Line，负端接GND。 b. 电流表的正端接Neutral，负端接GND， 以上漏电流皆须低于3.5mA 。 注: Class II 的产品漏电流须低0.25mA 。,Ball Pressure Test 球压试验,判定塑胶材料是否坚硬，不致长久接触电热而产生软化危险。 例如: 变压器，一次側连接器.等。 測试方式: 放在烤箱里， 温度维持125度， 时间: 一小时 其 Ball Pressure Apparatus 陷入的直径不得超过2mm。,球压试验,Cord anchorages and strain relief 拉力试验,判定产品电源线与产品之间的连接，确保使用之安全性， 其条件: 电源线須为不可分离。 測试方式: 使用压力表拉25次，每次停留 1 Second，位移的距离须小于 2mm 。 拉力请看以下资料: Mass (M) of the equipment (kg) Pull (N) M = 1 30 1M=4 60 4 M 100,拉力试验,谢谢!,
