【认证法规】安规要求和安全设计

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前言

对消费类产物的安规要求的简朴总结。
安规——最佳的英文解释应当是Production Compliance。(产物符合性)
是指产物从设计到销售到终端用户，贯穿产物使用的整个寿命周期，相对于销售地的法律、法规及标准产物安全符合性。

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一、安规要求

安规也就是安全标准规格，安规对制造的装置与电组件有明确的陈述与指导，以提供具有安全与高品质的产物给终端使用者。一样平常地，每一个国家都可以建立自己本国的电气安全标准，但是大多数的电源供给器制造厂商都是使用IEC，VDE，UL，CSA安全标准作为解决安全之需求。UL与VDE的安全标准有本质上的差异，UL规格比较集中在防止失火的危险，而VDE规格则比较关于操作人员的安全，对于电源供给器而言，VDE乃是较严厉的电气安全标准。
常见的安规测试项目如下：
1. 高压测试

高压测试为一种国际安规认证机构所要求的必测项目，产物须于出厂前座百分比的测试，它对产物而言，为品质的保证及电气安全性的指标，其测试方式是将一高于正常工作电压的异常电压加在产物上测试，而且这个电压须持续一段时间，末了判定只要无绝缘崩溃情形，即可算是通过此测试。
仪器：耐压测试仪
过程：
1）将全部电源断掉，包括排插电源
2）将三相电源取下，火零线接到一起然后接到耐压测试仪上的高压输出线；地线接到耐压测试仪的地线
3）打开耐压测试仪，点击绿色按钮，通过旋转按钮，调节电压为1.5kV，观察耐压测试仪是否报警
4）将耐压测试仪地线接到火零线，高压输出线接到碳纤维板上，可以用铜箔连接，调节电压为4kV，观察是否报警（是否打火）
2.绝缘阻抗测试

绝缘阻抗于相干的两点施加直流电压，最高可达1000伏特，通常使用单元为欧姆，可判定良品及不良品。
3. 接地阻抗测试

接地阻抗测试为测试产物的接地点，对产物的外壳大概金属部门，施加一个恒流电源来测试两点间的阻抗巨细，一样平常产物规定测试25安培，阻抗不得大于0.1欧姆，而CSA则要求量测40安培检测，可检测出接地点螺丝未锁紧，接地线径太小，接地线路断路等题目。
仪器：接地电阻测试仪
1）打开仪器，点击绿色按钮，黑色接地线，红色接机器上金属部门
2）调节电流为25A，观察电阻是否小于0.1Ω（根据标准要求）
4. 泄露电流测试

是指当装备供应电流时，流经装备金属可打仗部门经人体至接地部门或可打仗部门的电流。
5. 输入测试

安规输入测试目的是观察产物设计时考虑输入是否满意产物在正常工作时，输入电路是否可以或许承受产物工作时需要的电流。在产物标准内里规定是：最大功耗的输入电流不能大于产物标称值的110%。这个标称值也是告诉用户该产物安全工作需要的最小电流，让用户在使用这个装备前要准备如许的电气环境。
6. 安全标识的稳定性测试

对用户使用安全的警告标识，必须是稳定可靠的，不能由于使用一段时间后，变得暗昧不清，而导致用户错误使用，而导致危险，或直接导致危险发生。以是需要测试这个稳定性。在安全标准内里规定是：用水测试15S，然后用汽油测试15S，标识不能暗昧不清。
7.电容放电测试

对一个电源线可以插拔的装备，其电源线经常会被拔出插座，拔出插座的电源插头，经常是被人玩，或恣意放置。如许导致一个题目，被拔出的电源插头时带电的，而这个电随时间而消失，假如这个时间太长，那么将会对玩插头的人造成电击，对恣意放置的电源插头会损坏别的装备或装备自己。因此各个整机安全标准对这个时间作出严格的规定。我们设计产物要考虑这个时间，产物作安全认证需要测量这个时间。
8. 电路稳定测试

SELV电路，就是安全地电压电路，这个电路对使哟个人员就是安全的，比方手机充电器的直流输出端，得手机，它们是安全的，可以恣意触摸不会有危险。
注：SELV电路在差别的标准内里有差别解释，比方在IEC60364内里解释与IEC60950-1是差别的，因此关于SELV需要注意在哪个标准下面，其危险也是差别的。SELV电路需要满意特殊的要求，才能是SELV电路，这些要求是，在单一故障是，仍然是满意SELV电路要求的。因此对每一个SELV电路都需要做单一故障下的测试，证明是SELV电路是稳定的。测试时是将单一故障逐一引入，监视SELV电路。
9.限功率源电路

由于限功率源电路输出的功率很小，在已经知道的经验中，它们不会导致着火危险，因此在安全标准中，对这类电路的外壳作了专门降低要求规定，它们阻燃品级是UL94V-2。因此有这类电路都需要测量，证明它们是限功率源电路。
10. 限流源电路

搞过电工的人知道，AC220V电路经过一定的电阻之后，对人就没有危险了。那么究竟是多大的电阻，和电阻有什么样的要求。可能大家就不知道了。在安全标准内里就有这个规定，这个规定就是限流源电路。限流源电流，要求在电路正常和单一故障下，流出的电流是在安全限值以下的，对人不会导致危险小于0.25mA。对于隔离一次和二次电路的电阻是要求满意专门标准的耐冲击电阻。
12. 接地一连测试/接地电阻测试

搞过电气安装的人知道，有些装备必须接地，否则将在其可以触摸的外貌有危险电压。这些危险电压必须通过接地释放。安规测试规定需要使用多大的电流，多久时间，测量的电阻必须小于0.1欧姆，或电压降小于2.5V(有条件使用这个值)。

• 湿润测试 :湿润测试没，是模拟装备在极度环紧下，装备的安全性能。装备在制造出后，是在任何湿度下都能安全运行的，不能由于是雨季，湿度大而告诉用户装备不能使用。因此在设计时必须考虑装备在可以预见的湿度下满意安全要求，因此湿度测试是必须的。测试要求根据标准差别，有少量的差异。
  
• 扭力测试 :扭力测试是装备外部导线在使用中，经常受到外力作用弯曲变形。这个测试就是测试导线可以或许承受的弯曲次数，在产物生命周期内不会由于外力作用发生断裂，AC220V电线外露等危。
  
• 稳定性测试:装备在正常使用中，经常会有差别的外力作用，比如：比较高的装备人会靠住它，或有人在维护时攀爬它;比较矮的装备，外形犹如凳子式的，有人可能会站在上面等。由于装备受到这些外力作用，装备在设计时没有考虑周全会导致装备倒塌，翻转等危险。因此装备设计完成后需要做这些测试。检查它们满意安全要求。
  
• 外壳受力测试:装备在使用过程中，会受到各种外力作用，这些外力可能会使装备外壳变形，这些变形可能导致装备内部的危险，或指标不能满意要求。因此在设计装备时必须考虑这些影响，安全认证时必须测试这些指标。
  
• 跌落测试:小的装备或台式装备，在正常使用中，可能会从手中或工作台跌落到地面。这些跌落可能会导致装备内部安全指标不能到达要求。因此在设计装备时必须考虑这种影响，在安全认证时需要测试这些指标。要求是装备跌落后，功能可以损失，但是不能对使用人员造成危险。
  
• 应力释放测试:装备内部假如有危险电路等，装备在正常使用中，假如外壳发生变形，导致危险外露，如许是不答应的。此在设计装备时必须考虑这些影响，安全认证时必须测试这些指标。
  
• 电池充放电测试:假如装备内部有可充电电池，则需要做充放电测试，和单一故障下的充电测试和过充电测试。这是由于装备在正常使用中，充电和放电，以及装备有故障，但是主要功能还没有损失，使用人员不会发现装备故障的，这种环境下，冲放电要求是安全的，不能因此而发生爆炸等危险。
  
• 装备升温测试正常工作下内部和外部外貌的温度)安全测试中，温升测试最为紧张，固然测试使用装备仪器与人工气候环境测试相同，但试观察项目和测试器件和目的有很大区别。人工气候环境主要观察装备的适应性和可靠性。而安规观察的是装备是否可以安全地工作。这里举一例来阐明它们区别：安规测试主要测试安规器件的温度，比如绝缘材料在正常环境下工作温度，这个温度在最高的装备答应工作温度下，要小于绝缘材料的最大答应温度。如在25℃环境下测试绝缘材料温度是100℃，而绝缘材料只能在130℃以下安全运行，这是定义装备答应的最高工作温度很关键，假如装备是50℃的环境温度，那么绝缘材料换算到50℃的环境温度测试温度应该是125℃，满意小于130℃要求，测试通过。假如装备时60℃环境温度，那么换算到60℃的环境温度测试温度应该是135℃，大于130℃要求，测试不通过。同样别的的安规器件也需要测试工作温度。以判定是否满意要求。
  
• 球压测试:作为支撑带危险电压的绝缘材料或塑料件，需要做球压测试，以保证在危险电压部件在高温工作时，塑料件有足够的支撑强度。测试温度是最高温度加上15℃，但是不小于125℃。球压时间是在要求温度下保持1H。
  

二、电路安全设计

爬电距离( Creepage Distance )
沿绝缘外貌测得的两个导电零部件之间或导电零部件与装备防护界面之间的最短距离。在差别使用环境下，由于导体四周的绝缘材料被电极化，导致绝缘材料呈现带电征象，此带电区的半径即为爬电距离。两个导电部件之间,或一个导电部件与装备及易打仗外貌之间沿绝缘材料外貌测量的最短空间距离.沿绝缘外貌放电的距离即泄漏距离也称爬电距离，简称爬距。
　　爬距=外貌距离/体系最高电压.根据污秽水平差别,
　　爬的意思，可以看做一个蚂蚁从一个带电体走到另一个带电体的必须经过最短的旅程，就是爬电距离。电气间隙，是一个带翅膀的蚂蚁，飞的最短距离。
　　国标里有详细规定，差别外形的绝缘，爬电距离的计算方法是不一样的。
　　在 GB/T 2900.18-1992 电工术语 低压电器 标准中对爬电距离有如许的定义：爬电距离 具有电位差的两导电部件之间沿绝缘材料外貌的最短距离。
爬电距离的决定
　　根据工作电压及绝缘品级，根据标准可决定其爬电距离 　　
在220V的体系里, 通常：
（1）、一次侧交流部门：保险丝前L—N≥2.5mm，L.N 大地≥2.5mm，保险丝之后可不做要求，但只管保持一定距离以避免短路损坏电源。
　　（2）、一次侧交流对直流部门≥2.0mm
　　（3）、一次侧直流地对地≥4.0mm如一次侧地对大地
　　（4）、一次侧对二次侧≥6.4mm，如光耦、Y电容等元器零件脚间距≤6.4mm要开槽。
　　（5）、二次侧部门之间≥0.5mm即可
　　（6）、二次侧地对大地≥2.0mm以上
　　（7）、变压器两级间≥8.0mm以上
　3、绝缘穿透距离：
　　应根据工作电压和绝缘应用场所符合下列规定：
　　——对工作电压不超过50V（71V交流峰值或直流值），无厚度要求；
　　——附加绝缘最小厚度应为0.4mm；
　　——当加强绝缘不承受在正常温度下可能会导致该绝缘材料变形或性能降低的任何机械应力时的，则该加强绝缘的最小厚度应为0.4mm。
　　假如提供的绝缘是用在装备掩护外壳内，而且在操作人员维护时不会受到磕碰或擦伤，而且属于如下任一种环境，则上述要求不适用于岂论其厚度怎样的薄层绝缘材料；
　　——对附加绝缘，至少使用两层材料，此中的每一层材料能通过对附加绝缘的抗电强度试验；大概：
　　——由三层材料构成的附加绝缘，此中恣意两层材料的组合都能通过附加绝缘的抗电强度试验；大概：
　　——对加强绝缘，至少使用两层材料，此中的每一层材料能通过对加强绝缘的抗电强度试验；大概：
　　——由三层绝缘材料构成的加强绝缘，此中恣意两层材料的组合都能通过加强绝缘的抗电强度试验。

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