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-
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
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
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
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。
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/1kHz0.7mAp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
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