工程师详细解读安规基础知识.docx

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工程师详细解读安规基础知识

一.安規簡介

1.定義

為了保證人身安全,財產,環境等不受傷害和損失,所做出的規定.

2.安規所涉及的要求:

a.電擊

b.火災

c.電磁輻射

d.環境污染

e.化學輻射

f.能量衝擊

g.化學腐蝕

h.機械傷害和熱傷害

3.世界主要安規體系

a.IEC體系----以歐盟為代表

b.UL體系----以美國為代表

儘管這兩個體系各自獨立,但現在有互相承認,走向一致的趨勢.

4.安規認證

安規認證其實是一種技術壁壘,世界各國為了限制別國的產品進入本國,都對安規有不同要求,而且是帶有強制性的.

常見的安規認證

a.UL—美國

b.TUV,VDE,GS—德國

c.CCC—中國

d.PSE—日本

e.CE—歐盟

f.KETI—韓國

g.丹麥

h.挪威

i.芬蘭

j.瑞典

另外,還有澳大利亞,新西蘭,新加坡等國.

二.安規認證的申請流程

1.向安規機構遞交申請資料.

2.安規認證機構會在承諾的時間內給予是否接受申請的答覆.

3.安規機構接受申請後,申請人開始送樣接受安規測試.

4.如果樣品通過安規測試,安規認證機構安排工廠檢查（UL叫IPI）,如果未通過測試,則退回申請人,申請人對未通過測試的項目進行改善,然後再重新送樣測試,如果第二次未通過,則需要重新申請.

5.工廠檢查通過,安規認證機構頒發認證證書或安規標誌使用授權書,申請人可以在獲得認證的產品使用認證機構的標誌.

如果工廠檢查未通過,認證機構會給申請人一段時間進行整改,整改結束後進行複查,複查若未通過,則須重新申請.

6.以後認證機構對獲得認證的產品轉入跟蹤檢查,UL一般是一年四次,CCC是每年一次,其他認證機構的週期也大都為1年1次.跟蹤檢查主要檢查產品的一致性,但象CCC,TUV等還對品質系統進行審查.

三.電子產品的安規基本要求

1.耐壓（抗電強度）—防止電擊傷害

2.絕緣電阻—防止電擊傷害

3.接地電阻—防止電擊傷害

4洩漏電流—防止電擊傷害

5.電磁兼容—抗電磁干擾能力和對其他電子產品的影響

6.耐火阻然—防止火災危險

7.機械結構—防止機械結構缺陷引起的損傷,灼傷等.

8.能源衝擊—防止因為大電流引起火災或電弧灼傷

四.電子產品在製程中的安規要求

1.耐壓—主要考量產品在異常高壓下,絕緣系統的承受能力.工作電壓低於50V,一般不進行耐壓測試.

a.耐壓一般與產品的工作電壓有關.

通常用的計算公式:

1）交流:

1000+2*額定工作電壓

2）直流（1000+2*額定工作電壓）*1.4

以上是普通絕緣用的試驗電壓,如果是雙重絕緣,則試驗電壓為普通的2倍.

如果計算出來的結果不是100的整數倍,則取大不取小.

例:

額定工作電壓為220V,普通絕緣的試驗電壓為:

交流:

1000+2*220=1440V,此時試驗電壓應當取1500V,而不是採用四捨五入.

b.洩漏電流的設定

一般設定為5~10mA,最大不超過100mA,根據不同的行業有不同的要求,如醫療器械的洩漏電流一般為1mA.

c.測試時間的設定

一般試驗設定為1分鐘,產線上可考慮縮短,但一般爬升時間不得低於1秒.縮短測試時間時,應採用更高的試驗電壓.根據UL的規定,可以有如下關係轉換:

交流（1000V+2*額定工作電壓）*1.2

直流（1000V+2*額定工作電壓）*1.4*1.2

2.絕緣電阻—主要考量產品的絕緣性能

絕緣電阻的試驗電壓一般採用直流電壓,通常採用500V,絕緣電阻不低於10MOhm,測試時間一般也為1分鐘.如需縮短測試時間,可參照耐壓測試進行調整.

3.洩漏電流—主要考量在最大工作電壓和最大工作電流的情況下,產品由於分布電容或絕緣特性引起的,向大地或可接觸介面洩漏的電流,這與產品的絕緣有關.

洩漏電流的最高限值一般為1mA.測試時間一般也為1分鐘.

4.接地電阻—主要考量產品發生絕緣崩潰,或正常工作情況下洩漏的電荷,能把這些電荷迅速導入大地的能力,這屬於一種保護措施,這在沒有接地的產品中不做考量.

接地電阻要求越小越好,一般的單體接地電阻不允許大與0.1Ohm,系統接地總電阻不允許4Ohm,系統中接地點之間的連續性電阻不允許大於0.01Ohm.根據經驗,如果耐壓試驗通過,那絕緣電阻測試一般也會通過,但絕緣電阻試驗通過,但不能代表耐壓試驗也會通過.在大規模生產的情況下,產線一般只要測試耐壓即可,絕緣電阻,洩漏電流和接地電阻只是在抽查時進行試驗.

5.安全距離

安全距離包括爬電距離和電氣間隙.

爬電距離—帶電導體之間沿絕緣表面的最短距離.

電氣間隙—帶電導體之間的空間最短距離.

安全距離是耐壓,絕緣電阻,洩漏電流的保證之一.

安全距離最低限值與產品的工作電壓有關,請參見下表.

6.電磁兼容

電磁兼容的要求測試項目比較多,一般要求為:

a.傳導干擾及抗干擾

b.輻射干擾及抗干擾

c.抗靜電

d.抗雷擊

e.抗浪湧或電壓突變等

因傳導干擾,輻射干擾需要專用而且龐大複雜的測試設備,一般採用定期抽查並委託有能力的測試機構進行.

電磁兼容現在已成為安規的一個極其重要的要求,許多國家以將其列為強制性項目,並且獨立開展電磁兼容認證—EMC認證.

7.耐火阻燃

要求產品本身不能起火燃燒,在外界存在火源時可以一起燃燒,但一旦外界火源消失,產品應立即停止燃燒.現在電子產品通行的防火等級是採用UL94中的V-0.

8.機械結構傷害和熱傷害

電子產品由於在結構上存在缺陷,如有鋒利的銳邊,尖角,毛刺容易造成人體的傷害,開孔過大或安全距離不夠容易觸及內部帶電的部件造成電擊傷害,防護措施不當造成動作部件傷害人體,散熱措施不當容易灼傷人體.一般來說,在大規模的生產中,除了耐壓和絕緣電阻可以在線測試外,其他項目均採取定期抽查或委外試驗.CCC認證規定,產品要進行定期確認檢驗,至少每年進行一次.

9.電子產品常見的安規零部件

a.保險絲

b.導線

c.X電容和Y電容

d.高壓電容

e.變壓器,電感

f.壓敏電阻

g.塑膠部件

h.絕緣隔離物

i.PCB板

j.Modellabel或銘牌

k.警示標誌

l.光電耦合器

m.外殼

n.散熱風扇

安規零部件是安規認證機構重點管控的部分之一,任一家安規認證機構都會對獲得認證的產品開出一份安全關鍵件清單,安規認證機構會根據這份清單進行一致性檢查.凡是在清單中註明規格型號和生產廠商的,都必須使用規定的廠商和規格型號,未註明廠商但註明規格型號的,還有可能指定要求獲得相應的認證的,必須使用規定的規格型號,並需獲得相應的認證.安全關鍵件發生變更,必須向安規認證機構申請報備,只有在獲得批准認可後,才可變更,有時還必須重新送樣試驗,試驗通過後,才能正式變更.

五.安規測試

因工廠生產一般只進行耐壓和絕緣電阻測試,現在就這兩個項目做一個簡單的介紹,測試儀器以常用的台灣華儀生產的EXTECH7440為主.

EXTECH7440是台灣華儀公司生產的,具有交直流耐壓測試,絕緣電阻測試,接地電阻測試四功能合一的安規分析儀,可以程控設置,並配有RS232和GPIB接口,可實現自動測試.

1.耐壓測試

a.在線測試因其使用頻率很高,所以在進行測試前要對儀器進行點檢.

點檢方法:

1）高壓點檢

用高壓點治具（可自製）對儀器的輸出電壓進行點檢,檢查儀器是否能正常輸出高壓和電壓的精度是否符合要求.一般設定點檢電壓為2000V,電流選擇5mA,10mA.然後觀察儀器顯示的電流是否符合目標值.

2）功能點檢

功能點檢主要檢查儀器的識別能力,也就是查驗儀器是否會誤判.

點檢方法:

分別用已確認為良品和不良品進行點檢,儀器要正確識別良品和不良品.

b.程式設定

EXTECH7440的耐壓測試可按照如下步驟設定:

1）設定測試電壓,可根據產品的規格書,測試標準設定.

2）設定洩漏電流,一般上限取5mA或10mA,下限設為0.01-0.05mA,設定下限主要是防止產品未真正的接入測試電路中,造成儀器誤判.

3）設定電壓爬升時間,根據有關安規標準的規定,電壓爬升有一定的速率,但從最低爬升到最高時間不得少於1秒.

4）定義測試通道,H表示高壓端,L表示低壓端,0表示該通道關閉.

5）電弧偵測設置,一般情況下,電弧偵測都應設置為開,但有些特產品電弧偵測需要設置為關.

6）頻率選擇,根據產品使用電壓的頻率選擇,如果是通用型,一般選擇60Hz.

7）偏差測試,因在高壓情況下,測試線路和測試治具的分布電容產生漏電流,造成漏電流的讀數誤差,因此要進行偏差測試,讓儀器自動扣除這部分誤差.

8）連續測試設置,如果耐壓測試結束後,還要繼續測試其他本儀器提供的測試項目,可設置為開,儀器會自動轉入下一個項目的測試.

c.測試前的準備

1）首先要確認儀器是否可靠接地.電源線,高壓線有無破損,工作場所的地面是否舖上絕緣膠皮,或穿戴好絕緣鞋,絕緣手套等防護裝置,取出佩戴的靜電環.

2）確認測試線路治具連接無誤.

3）確認選擇的測試程式於所測試的產品安規要求是否吻合.

d.測試

1）將待測品接入測試電路中,注意接線時高壓線要接產品的高壓端,饋線（地線或低壓線）接產品的低壓端.一般要將高壓端的所有引線都要短接在一起,低壓端也同樣如此.不要認為一次側縱是比二次側電壓高.

2）確認連接無誤,可以開始測試,測試剛開始時,由於電路中存在分布電容,此時電容充電漏電流會較高,也很不穩定,隨著時間的延長,漏電流會慢慢下降,應紀錄最後的漏電流數值.

3）在測試過程中,人體不要觸及帶電部分,以防受到電擊傷害.

2.絕緣電阻測試

絕緣電阻一般不作測試,根據經驗,如果耐壓測試通過,就意味著絕緣電阻測試也會通過.因為耐壓測試的試驗電壓比絕緣電阻的試驗電壓高很多.

絕緣電阻的測試方式與耐壓測試差不多,只不過絕緣電阻測試使用的是直流電壓,紀錄數值是絕緣電阻.

絕緣電阻測試程式的設定

a.進入絕緣電阻測試介面.

b.測試電壓的設定,一般取直流500V.

c.充電電流的設定,先測試被測物的充電電流（儀器自動進行測試）,取該數值的1/2作為測試的充電電流.

d.絕緣電阻的上限設定,一般將此項設定為0,表示對上限不做限定.

e.絕緣電阻的下限設定,一般設定為10MOhm,也可根據要求輸入相應的下限.

判定延遲時間的設定,一般設為1秒,也可根據產品的自身特性設定.

f.測試通道的設定與耐壓測試相同.