安規(guī)基本知識和設(shè)計課件

1、術(shù)語（一）標準標準 標準是對一定范圍內(nèi)的重復(fù)性事物和概念所作的統(tǒng)一規(guī)定。它以科學(xué)、技術(shù)和實踐經(jīng)驗的綜合成果為基礎(chǔ)，以獲得最佳秩序，促進最佳社會效益為目的，經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致，由主管機構(gòu)批準，以特定形式發(fā)布，作為共同遵守的準則和依據(jù)。其中，為保護人和物安全制定的標準，稱為安全標準 制定標準的過程，就是將已有的科學(xué)研究成就、技術(shù)進步的新成果以及實踐中積累的先進經(jīng)驗加以消化、融會貫通、提煉和概括的過程。 標準的功能：將截至某一時間為止，社會所積累的科學(xué)技術(shù)和實踐的經(jīng)驗成果予以法規(guī)化 標準可以分為4個等級，分別是： 基礎(chǔ)標準，通用標準，產(chǎn)品類標準，專門產(chǎn)品標準 我們在選擇標準時的優(yōu)先次序是： 產(chǎn)品專用

2、標準 產(chǎn)品類標準 通用標準 基礎(chǔ)標準 安規(guī)認證： 人們對產(chǎn)品的安全性因國別、地域而有所不同，為了保障產(chǎn)品的安全性，各國根據(jù)自己的需要制定了各自的強制性法規(guī)。目前，比較有代表性的是： 美洲體系：以UL/CSA為代表，采用UL/CSA標準 歐洲體系：以TUV/VDE/NEMKO等為代表，采用EN標準 亞洲體系：以日本PES/中國CCC/韓國K-mark等為代表，采用各國自己的標準 CB 認 證：采用IEC標準。第1頁，共71頁。UPS安規(guī)標準介紹（產(chǎn)品類標準）安規(guī)標準： 早期，被歸為信息技術(shù)設(shè)備類產(chǎn)品，采用產(chǎn)品類標準如下： 美系： UL1950 Safety of Information Tech

3、nology Equipment Including Electrical Business Equipment 歐系： EN60950 Safety of Information Technology Equipment 亞系： 中國：GB4943 信息技術(shù)設(shè)備的安全 IEC： IEC60950 Safety of Information Technology Equipment 以上標準內(nèi)容基本等同第2頁，共71頁。 （產(chǎn)品專用標準）安規(guī)標準： 隨著技術(shù)進步，功能特性越來越多，信息技術(shù)產(chǎn)品類標準越來越不適應(yīng)產(chǎn)品的安全需要，各國或各地區(qū)制定了專用標準 如下： 美系： UL1778 Unint

4、erruptible Power Supply Equipment 歐系： EN50091-1-1 General and safety requirements for UPS in operator access areas EN50091-1-2 General and safety requirements for UPS in restricted access areas 亞系： 中國：GB7206.1-2003 不間斷電源設(shè)備的安全 IEC： IEC62040-1-1 General and safety requirements for UPS in operator acce

5、ss areas IEC62040-1-2 General and safety requirements for UPS in restricted access areas 以上標準：EN/IEC/GB內(nèi)容等同，UL1778與其他三份標準差別較大第3頁，共71頁。國際電工委員會IEC *認證歐盟EN*中國大陸GB*美國UL*CBCE/TUV等CCCUL第4頁，共71頁。各國認證標志第5頁，共71頁。第6頁，共71頁。術(shù)語（二）安全 我們所說的安全并非只有人身安全，應(yīng)該包含人身安全和財產(chǎn)損失。例如著火導(dǎo)致房屋被毀，高壓串入電腦主機導(dǎo)致電腦受損等等！ 我們需要考慮的有以下幾個方面： 電擊危險，

6、高壓使人身受傷或?qū)е仑敭a(chǎn)損失 能量危險，高容量的電容器觸腳裸露，手中偶然的橋接釋放巨大能量 導(dǎo)致人體熱傷 著火的危險，選用材料規(guī)格夠、防火等級不滿足要求導(dǎo)致著火危險 熱的危險，元件溫升超標，設(shè)計不合理導(dǎo)致高溫傳到操作人員接觸區(qū) 致使熱傷 機械危險，過線孔尖銳，設(shè)計產(chǎn)品重心偏失厲害都可能導(dǎo)致運輸使用 過程中電擊或傷人 化學(xué)危險和輻射危險 具體的了解請參看后續(xù)設(shè)計原則第7頁，共71頁。術(shù)語（三） （絕緣）電擊、漏電、絕緣擊穿： 電擊是由于電流流過人體而造成的：30mA的電流足以使人窒息；75mA電流可使人心臟抽搐而死。在絕緣的兩端加上一定電壓時，必定會有電流流過，稱之為漏電。當漏電以不可控制的方式

7、增大時，稱為絕緣擊穿。絕緣的分類： 工作絕緣(Operational Insulation)設(shè)備正常工作所需要的絕緣 如輸入線的 L TO N 基本絕緣(Basic Insulation)對防電擊提供基本保護的絕緣 如輸入線的 L&N to G 附加絕緣(Supplementary Insulation)除基本絕緣以外另施加的獨立絕緣 用以保證在基本絕緣一旦失效時仍能防止電擊 如輸入線的CABLE 雙重絕緣(Double Insulation)由基本絕緣加上附加絕緣構(gòu)成的絕緣 如 + 加強絕緣(Reinforced Insulation)一種單一的絕緣結(jié)構(gòu)，其所提供的防 電擊的保 護相當于雙重

8、絕緣 如：充電器外殼 RS232接口線路：爬電距離和電氣間隙、隔離變壓器、光耦第8頁，共71頁。術(shù)語（四）絕緣隔離元件作為隔離的元件可以有很多種選擇： A 給定足夠的電氣間隙、爬電距離隔離（見原則六） B 變壓器 C Y電容也可以作為隔離元件 D 光耦 E 使用足夠厚度能承受相應(yīng)高壓的絕緣體 以下就以上隔離元件作簡要介紹D 光耦是一種隔離元件。我們選用光耦作為隔離元件只需要作以下考慮： a) 該光耦元件是否有相應(yīng)的安規(guī)認證，因為認證中會對元件 的殼體材料的絕 緣性能及整件的零件可靠性進行測試。 b) 元件初次及間是否滿足使用場合的絕緣距離、電氣間隙的要求 c）能否承受使用場合的絕緣所要求的電壓

9、第9頁，共71頁。B、變壓器TYPE Coil 變壓器也可以作為隔離元件，根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，絕緣距離不同可以制作成基本絕緣隔離元件和加強絕緣隔離元件，當其內(nèi)部的絕緣距離滿足基本絕緣要求時，其隔離作用等同于基本絕緣，加強絕緣同樣 補充：變壓器以下材料需要有耐溫要求： Bobbin、Wire、Varnish、Tape、Margin tape 耐溫根據(jù)實際需要選用： A(105)、E(130)、B(130)、F(155)、H(180)第10頁，共71頁。、Y電容首先，地線是需要與帶電體作隔離的，但為了吸收共模騷擾，我們需要提供一條對地的泄放途徑，為了解決濾波和隔離問題，引入了Y電容，請看Y電容定義： Y

10、電容指在失效時會導(dǎo)致電擊危險的場合所使用的電容器或RC單元， 其作用為吸收共模干擾 X電容指在失效時不會導(dǎo)致電擊危險的場合所使用的電容器或RC單元， 其作用為吸收差模干擾 一個Y1電容可以作為加強絕緣或雙重絕緣，一個Y2-4電容可以作為基本絕緣，兩個Y2-4電容可以等同于一個Y1電容，用作加強絕緣第11頁，共71頁。SELV電路 圖中的C5和C6用兩個Y2串聯(lián)與C9（Y1）與隔離變壓器將一次電路與SELV電路隔開，C9/隔離變壓器是加強絕緣、C5和C6是雙重絕緣 C3用X電容濾波，作工作絕緣；C4用一個Y2對地作基本絕緣第12頁，共71頁。E、絕緣體 對絕緣體材料的選擇我們需要考慮電氣、溫度、

11、機械強度、工作頻率和濕度的要求 a) 天然橡膠、吸濕性材料和含石棉的材料不應(yīng)該作為絕緣材料！ 我們經(jīng)常犯的錯誤在于：我們使用材料作為其他作用使用時，不小心橋接在 絕緣之間，無意之中把吸濕性材料用在了絕緣場合。 例如：ARRAY UPS使用一種防火牛皮紙作為風(fēng)道紙，結(jié)果搭接在元件腳和 箱體之間，相當于一次線路到地，實際上這時風(fēng)道紙已經(jīng)用作了 基本絕緣。后果可想而知。 b) 絕緣材料應(yīng)該用可靠的方式固定，不能因為運輸震動等原因脫落 c) 絕緣材料需要適合使用場合的溫度，一般而言，用作絕緣的材料需要有認證， 從證書上查看其耐溫，然后比對材料的耐溫和使用場合的溫度，需要材料的 耐溫高于使用場合的溫度

12、d) 應(yīng)該考慮使用場合的電壓，使用場合的絕緣，根據(jù)高壓實驗的要求查出需要 實施的高壓實驗值，絕緣需要滿足高壓實驗第13頁，共71頁。術(shù)語（五）設(shè)備類別類設(shè)備（class equipment) 用下列方法來獲得防電擊保護功能的設(shè)備： a)采用基本絕緣，而且 b)還有一種裝置，使基本絕緣一旦失效就將帶危險電壓的導(dǎo)電零部件與建筑配線中的保護地導(dǎo)體相連 如：公司所有機種/外蓋與內(nèi)部線路作基本絕緣，需要接地保護提供兩級保護類設(shè)備（class equipment) 防電擊保護不僅依靠基本絕緣，而且還采用附加安全保護措施（例如雙重絕緣或加強絕緣）的設(shè)備，這類設(shè)備無保護接地的保護措施。 如：手機充電器、兩PI

13、N電源線的電器/靠厚厚的塑膠外殼起加強絕緣，沒有接地保護類設(shè)備（class equipment) 防電擊保護使依靠安全特低電壓（SELV）電路供電來實現(xiàn)的，是不會產(chǎn)生危險電壓的設(shè)備 如：單放機/其內(nèi)部產(chǎn)生的電壓遠小于42.4VDC永久性連接式設(shè)備 預(yù)定要用螺釘接線端子或其他可靠方法與建筑物安裝配線連接的設(shè)備可插式設(shè)備 預(yù)定通過插頭插座或通過器具耦合器，或者通過兩者與建筑物安裝 配線的設(shè)備提醒：我們需要清楚永久性連接式設(shè)備和可插式設(shè)備的區(qū)別，因為在很多標準中對這兩種設(shè)備的要求都會不一樣，如輸入反饋放電時間/反饋保護等第14頁，共71頁。 術(shù)語（六） （爬電距離、電氣間隙、漏電起痕）爬電距離（Cr

14、eepage Distance） 沿絕緣表面測得的兩個導(dǎo)電零部件之間或?qū)щ娏悴考c設(shè)備界面之間的最短距離電氣間隙（Clearance） 在兩個導(dǎo)電零部件之間或?qū)щ娏悴考c設(shè)備界面之間測得的最短空間距離漏電起痕(tracking) 固體絕緣材料表面由于受到電應(yīng)力和電解質(zhì)污染物聯(lián)合作用而在該表面逐漸形成導(dǎo)電通路的最高電壓 組材料 600CTI 組材料 400CTI600 a 組材料 175CTI400 b組材料 100CTI175 第15頁，共71頁。爬電距離和電氣間隙圖解第16頁，共71頁。第17頁，共71頁。術(shù)語（七） 一次電路和二次電路標準中下的定義： 一次電路（primary circui

15、t) 直接與交流電網(wǎng)電源連接的電路。例如包括與交流電網(wǎng)電源連接的裝置，變壓器的初級繞組，電動機及其他負載裝置 二次電路（secondary circuit) 不與一次電路直接連接，而是由位于設(shè)備內(nèi)的變壓器、變換器或等效的隔離裝置供電或由電池供電的一種電路 我們曾有一些錯誤的理解，認為二次電路就時安全的，這是完全錯誤的。其實這時，我們已經(jīng)將二次電路和SELV電路混淆了。 根據(jù)定義，當市電斷開或故障時，UPS工作在battery mode，這時UPS應(yīng)該定義為二次電路，但是否這時UPS內(nèi)部線路就是安全的呢？肯定不是，我們應(yīng)該理解：二次電路并不一定安全，它包含SELV電路，但不等同于SELV電路 一

16、次電路和二次電路區(qū)別在于是否直接與能產(chǎn)生瞬態(tài)高壓的設(shè)備或作基本絕緣的隔離，并不在于它是否安全。 我們來看看以下幾種電路第18頁，共71頁。SELV（安全特低電壓）電路 在正常工作條件下和在設(shè)備內(nèi)出現(xiàn)單一故障時,SELV電路所呈現(xiàn)的電壓應(yīng)該仍然是可以接觸的安全電壓（交流峰值不超過42.4V或直流值不超過60V），如下： a） 在正常工作條件下，任何兩個導(dǎo)體間和任何一個導(dǎo)體與地 間的電壓不超過安全電壓 b） 在設(shè)備出現(xiàn)單一故障時，任何兩個導(dǎo)體間和任何一個導(dǎo)體 與地間的電壓在經(jīng)過0.2s后不應(yīng)超過安全電壓。 c） 隔離辦法：雙重絕緣或加強絕緣/基本絕緣+接地 d) 與其他線路的絕緣 與危險電壓電路作

17、加強絕緣 與SELV線路作工作絕緣 與地作工作絕緣 第19頁，共71頁。舉例第20頁，共71頁。TNV電路（Telecommunication Network Voltage circuit） 該電路作了適當?shù)脑O(shè)計和保護，使得在正常工作條件下和單一故障條件下，他的電壓均不會超過規(guī)定的限值。可以認為TNV電路為二次電路。 a） TNV-1電路 在正常工作條件下，其電壓不超過SELV電路的限值 單一故障條件下，跨接在5000（12%）電阻器上的電壓 不能超過圖中的限值 在其電路上可能承受來自通信網(wǎng)絡(luò)的過電壓 如：TVSS線路 第21頁，共71頁。TNV電路（Telecommunication Ne

18、twork Voltage circuit） b） TNV-2電路 在正常工作條件下，其電壓超過SELV電路的限值但不超過 如果為話振鈴信號：信號電壓符合第M2章或第M3章的判據(jù)要求 如果沒有電話振鈴信號： 在正常條件下，Uac/70.7+Udc/1201 在單一故障條件下，跨接在5000（12%）電阻器上的 電壓不能超過圖中的限值 在其電路上不承受來自通信網(wǎng)絡(luò)的過電壓 c） TNV-3電路 同TNV-2電路，不同之處： 在其電路上承受來自通信網(wǎng)絡(luò)的過電壓 第22頁，共71頁。ELV電路（Telecommunication Network Voltage circuit）ELV電路 正常工作條

19、件下, 任何兩個導(dǎo)體間和任何一個導(dǎo)體與地間的電壓不 超過安全電壓（交流峰值不超過42.4V或直流值不超過60V）； 使用基本絕緣與危險電壓隔離 他既不符合SELV電路的全部要求，也不符合限流電路的全部要求。 ELV電路與SELV電路的區(qū)別在于： a) SELV用加強絕緣與危險電壓電路隔離； b) ELV電路用基本絕緣與危險電壓電路隔離 ELV電路與限流電路的區(qū)別在于： a) 限流電路在單一故障和正常條件下，輸出電流是安全的 b) ELV電路在正常條件下，電壓是安全的，但輸出電流不一定 安全同時在單一故障條件下，電壓可能是危險的第23頁，共71頁。術(shù)語（八） 斷接裝置和過流保護裝置 設(shè)備應(yīng)提供一

20、個或多個斷接裝置，以便維修時能將設(shè)備與交流電網(wǎng)電源斷開 斷接裝置接觸件的分開距離至少為3mm 允許使用的斷接裝置的例子有： 電源軟線的插頭 作為直插式設(shè)備部件的電源插頭 器具耦合器 隔離開關(guān) 電路斷路器 任何等效裝置 對單相設(shè)備，斷接裝置應(yīng)能同時斷開兩個極，但當可以借助標識辨認電網(wǎng)電源中線時，也可以使用單極斷接裝置來斷開相線。但在說明書中說明 對三相設(shè)備，斷接裝置應(yīng)該能斷開電源電網(wǎng)的所有相線，如果設(shè)備中未提供，則安裝說明書中應(yīng)規(guī)定在建筑設(shè)施中提供這種裝置 業(yè)界的做法： 3KVA以下UPS用電源軟線的插頭作為斷接裝置，說明書中說明 單相6-20K UPS使用兩極斷路器 三相UPS 沒有設(shè)置斷接裝

21、置，預(yù)計由建筑設(shè)施中提供. 第24頁，共71頁。過流保護裝置過流保護極數(shù)第25頁，共71頁。元件需要有過流保護/元件需要按規(guī)格使用第26頁，共71頁。 原則（一） （設(shè)計原則）GB4943 在確定采用何種設(shè)計方案時，應(yīng)該遵守以下優(yōu)先次序 如果可能的話，規(guī)定能消除、減小危險或?qū)ξｋU進行防護的設(shè)計原則 如果實行以上原則將削弱設(shè)備的功能，那么應(yīng)使用獨立于設(shè)備的保護措施， 如人身保護設(shè)備 如果上述方案和其他的措施均不切實際，那么應(yīng)對殘留的危險采取標識和 說 明的措施EN60950 The following priorities should be observed in determining wh

22、at design measures to adopt: where possible, specify design criteria that eliminate, reduce or guard against hazards where the above is not practicable because the functioning of the equipment would be impaired, specify the use of protective means independent of the equipment, such as personal prote

23、ctive equipment where neither of the above measure is practicable, or in addition to those measure, specify the provision of markings and instructions regarding the residual risks第27頁，共71頁。 結(jié)合實際： 對第一種設(shè)計： 直流電源收錄機 對第二種設(shè)計： a) 風(fēng)扇加防護網(wǎng)：風(fēng)扇屬轉(zhuǎn)動部件，易危及人身安全，但作為通風(fēng)散熱元件，UPS設(shè)計必不可少。為此，設(shè)計防護網(wǎng)防止人手、衣物免受傷害。 b) 6-20K（S）并機

24、卡加蓋板 對第三種設(shè)計： a) UPS內(nèi)接電池是危險的，我們需要在產(chǎn)品說明書或產(chǎn)品上標注以下或等同的內(nèi)：“維修前，需要將危險電池組斷開” b) 儲能電容需要有放電通路，而且時間有限制 (1s)，但對于BUS電容這種超大電容，如果在1s內(nèi)放電完畢需要的放電通路將在正常條件下 耗費大量的能量，這是不切實際的，所以標準規(guī)定了一種補充條款：放電時間可以達到5分鐘，但必須在說明書或產(chǎn)品上有相關(guān)說明第28頁，共71頁。原則（二）（實驗原則）GB4943 安全保護要求是假定使用人員未經(jīng)過任何識別危險的培訓(xùn)，但不會故意制造危險狀況而提出來的EN60950 Requirements for protection

25、 should assume that users are not trained to identify hazards, but will not intentionally create a hazardous situation.GB4943 為了防止使用人員遭到電擊，通常要具有兩級保護，因此，設(shè)備在正常條件下和單一故障條件下運行都不會引起電擊危險，然而，附加的保護措施（如保護接地或附加絕緣）不能用來取代設(shè)計完好的基本絕緣，或降低對基本絕緣的要求。EN60950 Ii is normal to provide two levels of protection for uses to p

26、revent electric shock. Therefore,the operation of equipment under conditions and after a single fault, including any consequential faults, should not create a shock hazard, however, provision of additional protective measure, such as protective earthing or supplementary insulation, is not considered

27、 a substitute for, or a relief from, properly designed basic insulation第29頁，共71頁。結(jié)合實際說明兩點： 1）一方面我們設(shè)想使用者對安全一無所知，另一方面我們要認為使 用者不會故意制造危險，看到警告他們會按指示去使用。我們不 必受到太多的約束 2）正常條件下，設(shè)備需要提供兩級保護。對金屬機箱：機箱與 內(nèi)部 線路通過足夠的電氣間隙、爬電距離和Y電容作絕緣起到第一級 保護，接地作為第二級保護 在單一故障條件下，設(shè)備能提供保護，我們只考慮單一故障如電 解電容開短路、電阻器開短路、變壓器繞組開短路、晶體管開短 路等，當然如果某

28、個元件的故障引起了其他元件的故障需要考慮 在內(nèi)。第30頁，共71頁。 原則（三）（防電擊原則）防電擊保護應(yīng)該考慮兩個方面：高壓電擊和儲能設(shè)備對人身的傷害。危險電壓（hazardous voltage) 存在于既不符合限流電路要求也不符合TNV電路要求的電路中，其交流峰值超過42.4V或直流超過60V的電壓危險能量等級（hazardous energy level) 儲存的能量等級等于或大于20J，或者在電壓等于或大于2V時，可給出的持續(xù)功率等級等于或大于240VA 應(yīng)該說帶電體的危害存在于兩個方面： a) 電擊，這來自于危險電壓 b) 能量危害，如短路時可以釋放出大量的能量使人燒傷、使外物著

29、火等，這來自危險能量 所以我們的對帶電體的防護也應(yīng)該從兩方面考慮，而并不是僅僅考慮高壓的危害。 對UPS，我們應(yīng)該考慮： a) 輸入反饋保護 b) 外殼的防護 c)大電容的放電 d) 電池的操作第31頁，共71頁。Test fingerTest pinTest probe首先，我們應(yīng)該認識一下Test finger and test pin，對危險的防護做得如何，我們經(jīng)常借助一下工具來判斷第32頁，共71頁。反饋保護 看一下EN50091-1-1得描述和1K的LAYOUT圖，我們需要注意兩點，對PLUG A設(shè)備，當工作在電池模式時，UPS內(nèi)部會有高壓，而輸入插頭的L N是裸露在外，我們需要提防

30、內(nèi)部的高壓回饋出來到輸入插座，這就是所謂的反饋保護 只要外露的元件必須考慮反饋保護，與內(nèi)部危險電壓電路作基本絕緣 同時，輸入L N之間接有X電容，當電容大于1uF時，應(yīng)該考慮能量危險，在法規(guī)中要求設(shè)計泄放回路，時間常數(shù)T=RC對PLUGA設(shè)備應(yīng)該小于一秒第33頁，共71頁。第34頁，共71頁。儲能電擊保護原則 內(nèi)部 儲能電容 (大于1.0uF) 也需要提供放電通路，而且時間有限制 (PLUG設(shè)備1s；永久性連接設(shè)備10s)，但對于BUS電容等這種超大電容，如果在1s內(nèi)放電完畢需要的放電通路將在正常條件下耗費大量的能量，這是不切實際的，所以標準規(guī)定了可以采用原則（一）中的第三條：放電時間可以達到

31、5分鐘，但必須提供泄放途徑并在說明書或產(chǎn)品上有相關(guān)警告標識來提醒維修人員。 這是保護維修人員免受危險電壓電擊危險或大能量危害外殼的防護 即使外露部件電壓低于危險電壓，也可能帶來危害，這時我們需要考慮能量危險，我們需要使用測試指來短接可以短接的帶安全電壓的部件或地，按能量危險等級來判斷是否有危險，如果用測試指根本不可能短接，還需要考慮是否會有可以預(yù)見的誤操作能導(dǎo)致危險發(fā)生。(具體見原則四）電池維護 電池是能量危險的元件，但設(shè)計原則無法避免，我們只能使用原則一的第三條：在說明書中詳細描述電池的使用說明和操作方法,應(yīng)該注意以下幾點： a) 如果電池是用戶自己更換，因為用戶對危險的無知，在更換時按照說

32、明打開更換 電池的外殼后，不可以接觸到危險電壓，同時電池電壓應(yīng)該設(shè)計為不大于危險電壓 b) 因為能量危險，說明書中必須告戒用戶或維修人員：使用絕緣手柄的工具，不可以 將金屬物放在電池上等能防護能量危險的語句 c) 電池端子引出處，其他元件接入前必須加過流保護器，防止元件短路造成電池短接第35頁，共71頁。第36頁，共71頁。原則（四）（防火原則）上方開孔主要考慮防電擊，滿足以下的條件之一都會滿足： a、任何一方向測，尺寸不超過5mm b、寬度不超過1 mm，長度不限 c、尺寸大小不限，但須確保外物不會直接掉入孔內(nèi)并觸碰到具危險電壓電路 如下形狀的孔 以上開孔需要test pin and tes

33、t finger測試時無電擊危險,不可觸碰到具危險電壓零件 經(jīng)常有同事為開孔的問題煩惱，開大了有可能不能滿足安全的要求；開得太小溫升又過不去，其實我們在考慮開孔時只要注意以下兩點：充分考慮防電擊和防火得要求，而且防火的原則只是為防止設(shè)備內(nèi)部的著火導(dǎo)致外部的火災(zāi)，而不需要考慮阻止外部的著火，防電擊基本上考慮用test finger and test pin驗證。我們可以按以下原則來進行考察： （防火防護外殼用來使設(shè)備內(nèi)發(fā)生的著火或火焰的蔓延減小到最低限度的設(shè)備部件）第37頁，共71頁。第38頁，共71頁。側(cè)面開孔防電擊 a、任何一方向測，尺寸不超過5mm b、寬度不超過1 mm，長度不限 c、尺

34、寸大小不限，但須確保外物不會直接掉入孔內(nèi)并觸碰到具危險電壓電路 如下形狀的孔 d、須以test pin and test finger測試時,不可觸碰到具危險電壓零件底面開孔防電擊 a、須以test pin and test finger測試時,不可觸碰到具危險電壓零件 b、對質(zhì)量大于40kg、豎立在地板上的設(shè)備不應(yīng)使其傾斜第39頁，共71頁。第40頁，共71頁。側(cè)面、底面開孔防火 下列結(jié)構(gòu)認為滿足要求，不需要試驗： a）無任何開孔 b）孔大小不限，但須在下列物品之下方 PVC等做成的絕緣體及連接頭 具阻抗保護或過熱保護的馬達 符合防火外殼要求的內(nèi)部屏障或是細目金屬網(wǎng)或其類似物 c）可有40m

35、m平方以下的開孔，但須在防火等級V-1的零件下 c）孔大小不限，但開孔上方須裝設(shè)遮蔽板，其構(gòu)造如下圖： d）若為金屬底殼時，開孔大小及孔距應(yīng)符合下表要求 第41頁，共71頁。第42頁，共71頁。如果不符合以上，以下模式也符合要求第43頁，共71頁。防火材料等級確定 經(jīng)常聽到這樣的言論：“我使用的是防火材料，為什么還是燒起來了”，其實這是一個大家容易犯的錯誤，防火材料并非不能燃燒，只是它具有一定的阻燃特性。我們知道，金屬和陶瓷是不可燃的，除此之外，所有的材料基本上的是可燃的。對硬質(zhì)材料，根據(jù)它們的可燃性我們將它們分為如下幾級： UL 94-5V材料 按A9實驗時，可燃燒或灼熱，但在規(guī)定的時間內(nèi)就

36、會熄滅的材料，在燃燒時所釋放的灼熱微?；蛉紵温湮锊粫姑撝奕紵?UL 94V-0材料 按A6實驗時，可燃燒或灼熱，但其持續(xù)時間平均值不超過5s就會熄滅的材料，在燃燒時所釋放的灼熱微?；蛉紵温湮锊粫姑撝奕紵?。UL 94V-1材料 按A6實驗時，可燃燒或灼熱，但其持續(xù)時間平均值不超過25s就會熄滅的材料，在燃燒時所釋放的灼熱微?；蛉紵温湮锊粫姑撝奕紵?。 UL 94V-2材料 按A6實驗時，可燃燒或灼熱，但其持續(xù)時間平均值不超過25s就會熄滅的材料，在燃燒時所釋放的灼熱微?；蛉紵温湮飼姑撝奕紵?。 UL 94HB材料 按A8實驗時，其燃燒速度不超過規(guī)定的最大燃燒速度的材料 說明：

37、5V優(yōu)于V-0優(yōu)于V-1優(yōu)于V-2優(yōu)于HB，實驗原理見下頁第44頁，共71頁。防火等級試驗圖第45頁，共71頁。防火材料的選擇以上介紹了防火外殼的要求，同時對于內(nèi)部元件的防火上應(yīng)該遵循以下原則： 線套線束線扣（YOKE/Wiring harness）：V-2以上 PCB：V-1以上；若不符合，所有元器件的失效、故障試驗必須完成且無引燃 危險 電氣防火保護外殼：V-1以上；裝飾外殼（不起電氣防火保護作用）：HB級 其他所有的零件：V-2以上或HF-2以上 例外情形： 下述零件與電子零件若相隔13mm以上，或是相互間以至少V-1等級之障礙物隔開， 則其耐燃等級要求如下： 小型的齒輪、凸輪、皮帶、軸

38、承及其他小零件，不須防火要求。 空氣或液體的導(dǎo)管、粉狀物容器及發(fā)泡塑膠零件防火等級為 HB或HBF以上 下述零件不須防火證明： 膠帶（但需要耐溫要求） 已獲認證的零件（該零件認證規(guī)章中，有防火等級規(guī)定方可） 密封于無開孔且體積小于0.06m3金屬殼內(nèi)之零件 儀表盤、儀表殼、指示燈或貴重物，置于至少V-1的PCB上的IC， 電晶體、光耦合器及其他小零件的外殼。 第46頁，共71頁。 原則（五） （機械危險保護）走線原則機械損傷的防護 導(dǎo)線槽應(yīng)該光滑，無鋒利棱角，導(dǎo)線應(yīng)有適當保護，不會觸及毛刺、散熱片、活動零部件等內(nèi)部布線的固定 內(nèi)部布線應(yīng)該有適當方式連線、支撐、夾持或固定，以防止： 在導(dǎo)線上和端

39、接處產(chǎn)生應(yīng)力 端接處松動 導(dǎo)線絕緣受損連接 采用勾焊、端子連接布線上的套管 如果在內(nèi)部布線上使用套管作為附加絕緣，應(yīng)該使套管固定在位，檢驗原則 只有將套管弄破才能取下 套管的兩端均被夾緊 與導(dǎo)線絕緣緊密接觸的熱縮性套管 套管的長度選擇不會使套管滑脫第47頁，共71頁。（設(shè)備的穩(wěn)定性）設(shè)備不穩(wěn)定之危險測試應(yīng)該包含以下四方面： 試驗一 當使設(shè)備相對于其正常垂直位置傾斜10時，該設(shè)備不應(yīng)翻倒。在進行 本試驗時，箱門、插箱等應(yīng)關(guān)緊。 試驗二 對落地設(shè)備，在距離地面不超過2m的最不利的高度上，沿任意方向（向 上除外）對設(shè)備施加一大小等于設(shè)備重量的20%的力（但不大于250N）同時 在支撐件 在位以及在操

40、作人員預(yù)定要打開的所有的箱門、插箱等處于最不 利位置的情況下，該落地設(shè)備不應(yīng)翻倒。 試驗三 對高度等于或大于1m，質(zhì)量等于或大于25kg的設(shè)備，在距離地面不超過2m的 最不利的高度上，沿任意方向（向上除外）對設(shè)備施加一大小等于設(shè)備重量 的20%的力（但不大于250N），同時在支撐件在位以及在進行任何維修時可 能會被移動的所有的箱門、插箱等處于最不利位置的情況下，該落地設(shè)備 不應(yīng)翻倒。 試驗四 對落地設(shè)備，當將一800N恒定向下的力在最大力矩點處，施加到任何水平 工作表面上，或施加到距離地面的高度不超過1m。該落地設(shè)備不應(yīng)翻倒。 第48頁，共71頁。（撞擊實驗）原理圖參考：見上圖 實驗的目的：考

41、察箱體的耐撞擊性 實驗要求：在以上實驗后，不可以造成爬電距離和電氣間隙的不足說明：實驗鋼球D=50mm,M=500g,H=1300mm第49頁，共71頁。原則（六）（爬電距離、電氣間隙的確定） 爬電距離、電氣間隙的確定步驟： a) 工作電壓的確定： b) 絕緣類別：基本絕緣、工作絕緣、附加絕緣、雙重絕緣、 加強絕緣 c) 設(shè)備預(yù)定的使用環(huán)境的污染等級： 見 GB4943之2.9.1 (UPS選用級) d) PCB之CTI（漏電起痕指數(shù)）：見 漏電起痕指數(shù)實驗 e) 確定以上參數(shù)后在 國標4943之2.9.doc 中的相應(yīng)表格中 查得對應(yīng)數(shù)值 爬電距離和電氣間隙的確定是設(shè)計中經(jīng)常碰到的問題，如果

42、處理偏頗可能導(dǎo)致浪費和絕緣擊穿，其實我們只要遵循以下幾步就不會有問題。其中第一步（工作電壓的確定）和第二步（絕緣的類別）是容易弄錯的：第50頁，共71頁。 工作電壓 當設(shè)備在正常使用的條件下工作時，所考慮的絕緣或元氣件上所承受到的或 能夠承受的最高電壓峰值工作電壓 工作電壓的最高峰值或直流值，包括設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生的重復(fù)性峰值脈沖電壓， 但不包括來自外部的瞬態(tài)值電源瞬態(tài)電壓 由交流電網(wǎng)電源上的外部瞬態(tài)值產(chǎn)生的、預(yù)計在設(shè)備的電源輸入端出現(xiàn)的 最高峰值電壓工作電壓的確定 額定電壓值或額定電壓范圍上限值 用作一次電路和地之間的工作電壓；和 在確定一次電路和二次電路之間的工作電壓時應(yīng)給予考慮；和 未接地的可觸

43、及導(dǎo)電零部件應(yīng)假定是接地的；和 如果變壓器繞組或其他零部件是浮地的，則應(yīng)假定該變壓器繞組或該 零件有一點接地，由于有一點接地而產(chǎn)生最高工作電壓；和 對變壓器兩繞組間的絕緣，在考慮外部電壓后，應(yīng)取兩個繞組上任意 兩點之間的最高電壓；和 對于變壓器繞組與另一個零件的絕緣，應(yīng)取繞組上任意一點與該零件之 間的最高電壓第51頁，共71頁。絕緣類別的確定： 基本絕緣、工作絕緣、附加絕緣、雙重絕緣、加強絕緣 設(shè)備預(yù)定的使用環(huán)境的污染等級： 見 GB4943之2.9.1 (UPS選用級) 污染等級 污染等級1的數(shù)值，適用于被密封成能隔絕灰塵和潮氣的元件和組件。 污染等級2的數(shù)值，適用于一般電氣設(shè)備。 污染等級

44、3的數(shù)值，適用于設(shè)備內(nèi)局部環(huán)境受導(dǎo)電污染物污染的地方。材料的漏電起痕指數(shù)等級： 第52頁，共71頁。爬電距離工作電壓污染等級漏電起痕指數(shù)等級絕緣類別第53頁，共71頁。電氣間隙第54頁，共71頁。特例對于功能絕緣，小于2.10規(guī)定的電氣間隙和爬電距離是允許的，但必須符合5.3.4 b)或5.3.4 c)的要求（GB4943） 5.3.4 b) 承受5.2.2規(guī)定的功能絕緣的抗電試驗；或 5.3.4 c) 爬電距離和電氣間隙由于短路而引起如下情況時可被短路 可能使材料過熱而引起著火的危險，但材料的可燃性等級為V-1級者除外 可能使基本絕緣，附加絕緣或加強絕緣受到熱破壞而引起電擊 我們在設(shè)計時，在

45、實驗通過的條件下，可以考慮對功能絕緣采用較標準中的爬電距離、電氣間隙。第55頁，共71頁。原則（七）（耐溫）耐溫（溫升）是所有安全法規(guī)中重點要求的部分，我們應(yīng)該從以下幾方面考慮： a) 正常工作條件下，元氣件應(yīng)該在耐溫范圍內(nèi)工作 滿足元件的耐溫要求 b) 操作人員、來訪人員、維修人員不應(yīng)該接觸到危險溫度的物體 對UPS，還需要測試電池外殼的溫升 c) 故障條件下，設(shè)備內(nèi)部不應(yīng)該產(chǎn)生熔融金屬或甚至導(dǎo)致著火引然外物 故障條件如：變壓器初次級短路、開路；風(fēng)扇堵轉(zhuǎn)等第56頁，共71頁。 原則（八）（接地原則）保護接地導(dǎo)體和保護連接導(dǎo)體 用來把設(shè)備中的電源保護接地端子同建筑物安裝接地點連接起來的建筑物安

46、裝布線中或電源線中的導(dǎo)體，稱之為保護接地導(dǎo)體 用來把設(shè)備中的電源保護接地端子同設(shè)備中為安全目的而需要接地的部分連接起來的設(shè)備中的導(dǎo)線或設(shè)備中導(dǎo)電零部件的組合，稱之為保護連接導(dǎo)體接地的要求 a）保護連接導(dǎo)體的電阻不應(yīng)該超過 0.1 Ohm b）保護接地導(dǎo)體（如電源線）應(yīng)該是綠黃雙色 保護連接導(dǎo)體，如果是接地編織線可以是黃綠雙色線或透明線；如果是組 建中保護連接導(dǎo)體，可以使用不會引起誤解的任何一種顏色 c）保護接地導(dǎo)體和保護連接導(dǎo)體應(yīng)該分別提供接線端子，使用了多根保護接 地導(dǎo)體，則應(yīng)對每根接地導(dǎo)體提供一個接線端子，對多根保護連接導(dǎo)體， 應(yīng)該提供一個或多個接線端子 如果保護連接導(dǎo)體和保護接地導(dǎo)體僅靠

47、一個螺母來分開，容許使用一個螺 柱型或螺釘性接線端子，對次序沒有規(guī)定 d）保護接地導(dǎo)體和保護連接導(dǎo)體中不應(yīng)串接開關(guān)或過流保護裝置 第57頁，共71頁。第58頁，共71頁。實驗（一）（漏電流實驗）對地漏電流的測量和國標要求 理論計算對地漏電流一般由： Y電容對地的漏電流IY 非地線路對地雜散電容的泄漏電流I雜兩部分組成 (一般很?。電容而言： R阻抗=1/jwc I=V/R=V*C*W=2*f*C*V 對連接在220Vac，50Hz工作的Y電容而言，其自身漏電流為 I=220*50*2*C=69115C例如在上述條件下,下列幾種Y電容的對地漏電流為:472P I=47*102*10-12*6

48、9115A=0.3284mA103P I=10*103*10-12*69115A=0.6912mA 第59頁，共71頁。原理圖第60頁，共71頁。計算對地漏電流： LG：IY= 2*I472+I103+R =2*0.3284+0.52=1.18mA NG：IY=3* I472=3*0.3284=0.98mA 以1K機器為例，其Y電容分布如下：第61頁，共71頁。 實驗（二）（高壓實驗）實驗的目的：考察絕緣是否可靠實驗電壓的確定： UL：1000VAC+2線路的工作電壓 例：輸入為110VAC機器，實驗電壓應(yīng)該為1220VAC 歐標：按絕緣來進行 例：輸入220VAC的機器，基本絕緣應(yīng)該為150

49、0VAC， 而危險電壓和SELV電路之間應(yīng)該作加強絕緣，實驗電壓應(yīng)該是基本絕緣的兩倍：3000VAC 實驗方法：將輸入輸出零、火線短接，在零、火線到地線之間加入高壓實驗 電壓，實驗電壓從零逐漸升高到確定值，并在該電壓下保持1分鐘 Note: 1、可以使用直流電壓來實驗 直流實驗電壓=交流實驗電壓1.414 如1500VAC的高壓實驗可以用220VDC（1500*1.414）的高壓實驗來替代 2、實驗時，如果對地有濾波元件如：Y電容、MOV等時，可以 a)使用直流電壓并去掉MOV之接地點使用直流電壓或去掉Y電容、MOV等 實驗可以接受,或者 b)使用交流值，但必須去掉Y電容和MOV之接地點第62

50、頁，共71頁。高壓試驗原理圖高壓試驗原理圖如下 高壓儀器的延時繼電器的電流值為mA級，當高壓加在Y電容或MOV兩端時，會誤報警絕緣擊穿，第63頁，共71頁。MOV是吸收突波的元件，其特性為： 當電壓超過一定值時，MOV會將其吸收直到電壓回落到該電壓 例如：MOV271為270VAC，當電壓超過270VAC，MOV通過的電流急劇增加，電壓將被拉低。需要強調(diào)的是： A 在歐洲，對PLUGA設(shè)備，澳大利亞、比利時、丹麥、芬蘭、挪威、瑞典、英國不允許MOV跨接在 L N TO G之間，其他歐洲國家可以接受 對永久性連接的設(shè)備或PLUG B設(shè)備可以連接在L N TO G之間 在美標，MOV可以接在 L

51、TO N，L TO G，N TO G B 如果在MOV之前加電氣間隙2mm/爬電距離2.5mm的放電管（如右圖），那么除了英國和丹麥不可以接在PLUGA設(shè)備的L N TO G間外，其他國家可以接受 Note:1、在美標機種高壓實驗：L&N TO G時，是無法通過實驗的 此時，需要將MOV去除,高壓實驗后接上。 2、MOV為吸收能量的元件，在故障條件下，會因為吸收太多能量而燃燒，所以PCB LAYOUT時盡量與可燃性元件電源線隔開MOV的使用第64頁，共71頁。第65頁，共71頁。實驗(三)（故障實驗）實驗的原則： 設(shè)備在出現(xiàn)可以預(yù)見的異常工作或單一故障后，對操作人員安全的影響、對財 產(chǎn)的損失應(yīng)

52、該在安全范圍內(nèi) 但不要求設(shè)備處于完好的工作狀態(tài) 可以使用熔斷器、熱短路器、過流保護裝置和類似裝置來提供保護 對UPS故障實驗，應(yīng)該 a) 故障實驗每次選擇一個元件實驗，如果同時能導(dǎo)致其他元件失效， 應(yīng)該在考慮之列 b) 一次電路中的任何元件的失效實驗，例如開關(guān)管短路、開路 同時 測試輸入電流，看是否有較大的增加，對輸入線是否有危害 測試輸出電壓，是否有大的波動，對負載設(shè)備是否有危害 測試充電電壓，是否有大的波動，對電池是否有危害 c) 風(fēng)扇應(yīng)該堵轉(zhuǎn) 同時測試各元件的溫升，是否導(dǎo)致危害 d) 模擬過載實驗 接90%負載，測試溫升，待溫度穩(wěn)定后加大負載10%,重復(fù)實驗，直到機器保護或停機，測試過程

53、中不應(yīng)該有危害第66頁，共71頁。材料安規(guī)認證的選用 對于安規(guī)物料，IEC （國際電工委員會）都會有相關(guān)認證、檢測標準（IEC*-*），而各國、各大洲或者各經(jīng)濟聯(lián)盟會根據(jù)實際需要制定相應(yīng)等同標準。中國大陸會有（GB*-*）；歐洲會有（EN*-*）；美洲會有UL*；而美洲和歐洲各成員國又有與之等同的標準或者推薦的檢測標準：如：對安規(guī)電容來說 IEC有標準IEC384-14 美國有標準UL1414 加拿大有標準C22.2 NO.1 以上UL1414、C22.2 NO.1與IEC384-14是等同的，其他安規(guī)物料一樣。就認證來說： 申請TUV（德國技術(shù)監(jiān)督協(xié)會）時，他們比較相信有VDE（德國認證機構(gòu)

54、）或者TUV（德國認證機構(gòu)）認證的物料，不需再做相關(guān)物料測試。如果物料無VDE或者TUV認證，也可以接受，但他們會審查相關(guān)認證機關(guān)所采用的標準與VDE或者TUV認證所采用的標準有哪些不同，會對他們的安全規(guī)定有多大影響，之后決定是否對這些項目做測試。這可能會影響申證進度和增加申證成本。 “元器件的評定和試驗應(yīng)按下列規(guī)定進行： 當元器件已由公認的試驗機構(gòu)認證，符合與有關(guān)的IEC元器件標準相協(xié)調(diào)的某一標準時，應(yīng)檢查該元器件是否按額定值正確應(yīng)用和使用?！?第67頁，共71頁。第68頁，共71頁。各國插頭插座介插座國別分類：IEC、國標（CHINA）、NEMA（美標）、BS（英標）、德標等： 國標插頭、

55、插座 IEC插頭、插座 NEMA插頭、插座（美標） 德標插頭、插座英標插頭第69頁，共71頁。各國電壓頻率介紹國家電壓/周波率插座種類臺灣 TaiwanAC 110V,60HzA中國大陸 ChinaAC 220V,50HzC香港 Hong KongAC 220V,50HzD澳門 MacaoAC 220V,50HzF,D日本 JapanAC 100V,50HzA南韓 South KoreaAC 220V,60HzC新加坡 SingaporeAC 230V,50HzD泰國 ThailandAC 220V,50HzC,A馬來西亞 MalaysiaAC 220240V,50HzF菲律賓 PhilippinesAC 220V,50HzA,F印尼 IndonesiaAC 220V,50HzB,C越南 VietnamAC 220V,50HzA,C蒙古 MongoliaAC 220V,50HzA,C印度 IndiaAC 240V,50HzC緬甸 BurmaAC 220V,50HzC,F尼泊爾 NepalAC 220V,50HzC斯里蘭卡Sri LankaAC 220V,50HzC汶萊 BruneiAC 220240V,50HzC,F孟加拉 Bangla