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安規檢測

什么是安規?

簡單地說,安規就是產品認證中對產品安全的要求,包含產品零件的安全的要求、組成成品后的安全要求。安規其實是中國人自己的產物,國外一般會叫成regulatory。

安規——最佳的英文解釋應當是Production Compliance。是指產品從設計到銷售到終端用戶,貫穿產品使用的整個壽命周期,相對于銷售地的法律、法規及標準產品安全符合性。這種產品安全符合性不僅僅包含了普通意義上的產品安全,同時還包括產品的電磁兼容與輻射、節能環保、食品衛生等等方面的要求。她應當不僅僅是一種要求、一本標準、一張證書、一份測試報告所能取代或能說明的,更應該是貫穿了產品生命周期的一種產品安全責任和活動。

單純地把安規理解為認證應當是片面的。認證只是評估產品符合性的一種手段或過程,但是它不是必需的手段或過程。這種符合性應當在產品設計之初予以考核,經過但不一定經過第三方通過測試,考察產品對相關法律、法規及標準的符合性,對可預見或不可預見的風險進行評估,確保使用者在使用過程中盡可能地避免出現預見或不可預見的人身傷害或財產損失。

安規通過模擬終端客戶可能的使用方法,經過一系列的測試,考核產品在正常或非正常使用的情況下可能出現的電擊、火災、機械傷害、熱傷害、化學傷害、輻射傷害、食品衛生等等危害,在產品出廠前通過相應的設計,予以預防。

關于很多人把安規理解成安全規范,其意思似乎變成了單純的法律法規及標準了(安全的規范?),如果理解成安全+規范,似乎已經足以表達安規的大部分意思了。

關于有的人認為她是一種技術壁壘和浪費,從經濟上來說,她確實是一種技術壁壘,一根經濟杠桿;但從人文角度來說,她關乎人的生命和財產,是安全的有力保障! 以我們國家目前的現狀,不應當一味抱怨這是一種技術壁壘,關鍵是如何去突破這種壁壘,更重要的是也要為自己國門設置適當的技術壁壘,一方面保護國人使用進口產品的安全,另一方面也有能力突破其他國家的技術壁壘,讓出口通暢,讓進口安全!這可能也是我們安規人所肩負的長遠責任!

安規其實分為很多部分,如產品相對于人的安全要求,產品相對于環境的安全要求,有的可能包含兩大部分的安全要求。安規包含了美系和IEC系兩大產品認證方向。美系以UL和CSA為代表,IEC系以CB為總方向,最有名的又數歐盟的CE認證最具影響力。

安規知識

UL與 VDE的安全標準有本質上的差異,UL規格比較集中在防止失火的危險,而 VDE規安規安規格則比較關于操作人員的安全,對于電源供給器而言,VDE乃是最嚴厲的電氣安全標準.

下面的安全件均需要有VDE and UL證書(如果到美國的機型還外加CUL證書):

1. 變壓器(骨架、絕緣膠帶、聚酯絕緣膠帶)

2. 濾波器(骨架、絕緣膠帶、聚酯絕緣膠帶)

3. 光耦

4. Y電容

5. X電容

6. PCB材質(并包括制板黃卡)

7. 可燃性塑膠材質(包括前面板、電源板支撐膠柱、電源板絕緣PVC、保險管座、電源線插座VH-3等)

8. 保險管

9. 熱縮套管

10.大容量的電解電容.

11.各類線材

空間距離(clearance) / 電器間隙:

在兩個導電零部件之間或導電零部件與設備防護界面之間測得的最短空間距離。

沿面距離(Creepage ) / 爬電距離:

沿絕緣表面測得的兩個導電零部件之間或導電零部件與設備防護界面之間的最短路徑。

抗電強度

又叫電介質強度測試, 英文為hipot test, 大概是最多人知道的和經常執行的生產線安全測試。實際上,表明它的重要性是每個標準的一部分。 hipot 測試是確定電子絕緣材料足以抵抗瞬間高電壓的一個非破壞性的測試。 這是適用于所有設備為保證絕緣材料是足夠的的一個高壓測試。 進行hipot 測試的其它原因是, 它可以查出可能的瑕疵譬如在制造過程期間造成的漏電距離和電氣間隙不夠。

測試方法就是在交流輸入線之間或交流輸入與機殼之間將零電壓增加到3000V交流或4200V直流時,不擊穿或拉電弧就合格。

溫度:安全標準對電子電器的求很嚴,并要求材料有阻燃性,開關電源的內部溫升不應超過65℃,比如環境溫度是25℃,電源元器件的溫度應小于90℃。但一般來說,不管是UL或CE認證的測試中,都是按照元器件(特別是安全器件)的安全證書所標識的耐溫限值為標準。 安規測試中表示溫度單位為K(熱力學溫標又稱開爾文溫標,或稱絕對溫標,它規定分子運動停止時的溫度為絕對零度,記符號為K。),它是減去室溫的才得出的結果。

接地測試

亦稱接地連續性測試, 接地測試必須對所有一類產品(Class I)進行。測試的目的是保證產品上的所有在單一絕緣失效的情形下會變成帶電體,并且可以被使用者接觸到的導電性部件被可靠連接到電源輸入的接地點。 換句話說, 一個接地測試使用大電流的低電壓源加到接地回路來核實接地路徑的完整性。

通過測量連接在保護接地連接端子或接地觸點和零件之間的阻抗來判斷是否符合標準要求, 阻抗不超出產品安全標準確定的某個值則認為是符合要求的。 一定要記住, 從結構和設計觀點來看, 用做保護接地的導體不應該包含任何的開關或保險絲。

漏電流測量(leakage current measurement)

UL與 CSA標準規格中需要所有露出的固定金屬組件必須予以接到大地端,而且經由連接至地端的 1500Ω電阻器來測量漏電流; VDE標準規格則規定在 1.06倍額定電壓下, 由 1500Ω電阻器與 150nF電容器并聯來測量漏電流.

通過隔離變壓器在電源的火線或零線與易觸及的金屬之間串接電流表,開關電源的漏電流在260V交流輸入下不應超過3.5mA。

絕緣電阻( insulation resistance)

在 VDE標準規格中,輸入端與 SELV輸出電路之間需要有 7.0MΩ的最小電阻值,而輸入端與較容易受變動的金屬組件之間,則需要有 2.0MΩ的最小電阻值,而其外施電壓則為 1分鐘 500Vac.

SELV:安全特低電壓電路(safety extra-low voltage circuit)其定義為具有適當保護設計之次級電路,即在任意兩個可能碰觸組件之間或人體可能碰觸到任意組件和產品的接地保護端子之間電壓不會超過 42.4Vacpeak或 60Vdc的次級電路;

ELV:特低電壓電路(extra-low voltage circuit)其定義為在導體與導體之間或導體對地之間的交流電壓峰值不超過 42.4Vac或直流電壓不超過 60Vdc的次級電路;

危險電壓(hazardous voltage):交流峰值超過 42.4Vac或直流超過 60Vdc的電壓.

對于PCB

1. 正常狀態下,若某點可得功率超過15W或工作電壓超過50V,則阻燃等級需V-1以上;若某點在工作電壓超過400V的情況下可得功率超過15W,則阻燃等級需V-0,且廠家需要有射出過程的認證(UL6500標準);

正常狀態下,若某點在工作電壓超過50V,小于等于400V時,可得功率超過15W,則阻燃等級需V-1以上;若某點在工作電壓超過400V的情況下可得功率超過15W,則阻燃等級需V-0(EN60065標準)。

2.保險絲額定值需標注在保險絲座旁邊,格式例如“T315mA L125V”

3.板子上的變壓器和濾波器,應貼有標注廠家名稱(或商標)和型號的標簽

4.電路圖中安全器件旁邊要加上 標志

5.對于class I產品,初次級間用一個Y2電容即可;對于class II產品,要用兩個Y2電容串連或一個Y1電容

6.a.初次級間絕緣要為加強絕緣,與周圍外殼間距離亦要達到加強絕緣的要求;L,N之間,保險絲兩腳位間要有基本絕緣。具體數值需根據工作電壓來定.(UL6500標準);

對于EN60065標準,大體與UL6500標準一樣,不過由于電壓一般為230V左右,因此對于加強絕緣一般要求為6mm的距離,對于基本絕緣一般為3mm。具體數值仍然要根據工作電壓來確定(EN60065標準)。

電源板上初次級間的距離在設計時需考慮到最少要有6mm的安全距離

b.對低壓區的所有線材加以固定,以保證其距離高壓電路(包括元件及布線)的爬電距離及電氣空隙必須保證大于6mm , 例如:我司機型中給解碼板供電的排線就屬于基本絕緣線體,因此其與電源板上的初級區域的安全距離必須保證在外加2N的力施加在此排線上時,能有最少6mm的距離。同樣,在屬于低壓區域的所有器件在施加2N的外力時能使其與高壓區域的安全距離在最少6mm。

c.對于需要絕緣墊片(PVC)的機型,其絕緣墊片的位置須保證高壓區電路(包括元件、布線及電源線尾部基本絕緣段)至上蓋(或底板)的電氣間隙大于6mm,例如:在給機殼上蓋施加20N的力的情況下,插在電源板上的電源線(及開關電源線)尾端裸露的基本絕緣線體到機殼上蓋的最短距離不能小于6mm,如果此最短距離可能會小于6mm,則需加絕緣墊片PVC,并在加貼絕緣墊片PVC的情況下,必須保證此裸露的基本絕緣線體距離到最近的機殼上蓋導體(即PVC的邊緣)不能小于6mm;

7.保險絲若為listed的,則可隨意報備;若為recognized的,則報備前需做測試

8.UL與 CSA規格也提供可燃性標準,也就是所有 PC板必被 UL認可為 94V-2或是更好的材料,而 VDE規格亦接受這些標準,可燃材料包括面殼,電源板等板卡支撐膠柱,各種固定膠帶等。.

安規附注

防火等級優劣

發泡塑料材料類:HF-1等級較 HF-2優,HF-2等級較 HBF優;

一般材料:5V優于 V-0,V-0優于 V-1,V-1優于 V-2,V-2優于 HB.

對于外殼

主體部分阻燃等級需為V-0,且廠家需有射出過程的認證(UL6500);

外殼阻燃等級的要求一般要根據起火源對外殼距離的多少來確定(EN60065)。

外殼的開孔在設計時應保證時懸掛的外來物在進入通風孔或其他孔洞時不會變成危險帶電體,其中EN60065標準中要求用一個直徑為4mm、長度為100mm的金屬試驗針插到孔內來檢驗是否合格,其中以試驗針一端懸空自由地插入,插入深度不超過其長度。

對于變壓器

在 VDE標準規格中,對于變壓器的設計,制造與利用都有較嚴格的規定,以滿足大多數其它國家的安全需求,在 UL標準規格中,要求用在變壓器結構中的所有材料,必須有 94V-2或是更好的額定值.

(1).變壓器的絕緣( transformer insulation)

變壓器的繞組依照需求,必須以絕緣做物理上的分隔,在繞組線上的亮漆,瓷漆或洋漆涂料,以及其它的金屬組件,石綿與吸收水分的材料,在此需求的目的之內則不考慮絕緣.

(2).變壓器的電介質強度(transformer dielectric strength)

當使用復合層的絕緣厚度時,任何兩層之間必須能夠承受電介質強度,測試時絕緣層接觸在一起且測試電位加于外部表面.

(3)變壓器的絕緣電阻(transformer insulation resistance)

絕緣用于變壓器的結構中必須在繞組之間,以及在繞組與鐵心和框架金屬板之間,必須有 10MΩ的最小電阻值,并在 1分鐘內提供 500Vac電壓.

(4).在設計變壓器時,請保證變壓器的次級繞組與初級管腳、初級繞組與次級管腳的爬電距離須有6mm的安全距離(可以通過增加白色的絕緣膠帶Margintape寬度或全部管腳加上套管Tube來實現),并同一極性的繞組間應有兩層絕緣膠帶Tape。

變壓器的標簽上需要標上商標(trade mark)或生產商的廠名(manufacturer name)。

對于絕緣材料

要保證開關的防觸電保護,就必須有可靠的絕緣結構,而絕緣材料的安全性又是保證絕緣結構可靠性的基礎,因此,絕緣材料的選用應考慮:

1. 支承、覆蓋或包裹帶電部分的部件,不得由于受熱而危及其安全性,必須選用有足夠耐熱能力的材料;

2.a.對雙重絕緣,其基本絕緣或附加絕緣的厚度應至少為0.4mm。

b.當加強絕緣不承受在正常工作條件和故障條件的溫度下可能會導致絕緣材料變形或劣變的任何機械應力時,則該加強絕緣的最小厚度應為0.4mm。

c.電線或電纜中的危險帶電導體與可觸及零部件之間,或者危險帶電零部件與電線或電纜中和可觸及導電零部件連接的導體之間的內部導線絕緣,如果是由聚氯乙烯材料制成,則厚度至少應為0.4mm。

d.在DVD中,下列零部件之間應具有雙重絕緣:

—— 可觸及零部件與電線或電纜中和電網電源導電連接的電線或電纜的導體之間;

—— 電線或電纜中和可觸及導電零部件連接的導體和與電網電源導電連接的零部件之間。

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