工厂安规知识.ppt

1 安規培訓教材 2006年1月 工廠安規管理 2 內容大綱 一 基本常識二 安規標志及符號三 安規零件及測試四 工廠安規管理要求 3 消費者 User 除了維修人員 所有產品使用人均稱之為消費者 防護的要求必須考量消費者並未接受過辨別危險的訓練 但也不會蓄意製造危險狀況 通常亦將提供給清潔人員及臨時的訪客與特定的消費者相同的防護需求 一般而言 消費者並不被允許接觸產品危險部位 因此這些部位應該僅有維修人員可接觸 或位於產品上的不可接觸範圍 RestrictedAccessLocation 當消費者被允許不可觸碰接範圍時 必須有適當的指示說明 4 維修人員 ServicePersonnel1 維修人員經由觀察來發現存在於維修人員可接觸範圍 ServiceAccessArea 或消費者不可接觸範圍 RestrictedAccessLocation 之危險 並運用他們的訓練及技巧以避免自己及其他人受到傷害 然而維修人員應該防範部預期的危險 這可藉由以下方法達成 例如標明必須先去除電器及機械危害 才可進行維修的區域 提供防護器具以避免接觸危險區域之意外 以及提供標誌或警示其他的危險 5 維修人員 ServicePersonnel2 可能性的危害資訊 應該依據傷害可能的嚴重性或對維修人員的影響 標明於懺聘上或由廠商提供之說明書 消費者通常不應該暴露可能造成的危險 同時提供給消費者的資訊 事先應能幫助消費者不要誤用及產生危險的狀況 例如接錯電源 已不正確的保險絲使用 6 二 基本概念及常識 一般安全原則設計者不僅必須注意正常的使用狀況 還需考慮可能的故障狀況 常發生的故障 預期會產生的誤用狀況 及外在如溫度 高度 污染 溼度 主要線路及及電信線路過電壓等狀況之影響 在決定應使用何種設計方法前 下列必須優先考量 可列入標準設計規範中以排除 降低或防護危險之方法 因為會導致產品之功能降低 造成上述方法不可行時 指定使用產品外的防護措施 例如個人的防護器具 未列入標準 若上述兩種方法均不可行 或除了這些方法外 可將其他之危險事項以標記或說明書規定詳細列出 7 危險 Hazards 使用安全標準希望能減少下列狀況可能造成的影響 電擊 ElectricShock 能量 EnergyRelated 火災 Fire 熱 HeatRelated 機械 MechanicalRelated I e motor fanCellPhone CRTMonitor 化學 ChemicalRelated 8 電擊 ElectricShock 電擊是因電流流經人體而產生 對生理機能的影響依電流量 時間 及流經人體的路徑而定 電流量則依電壓 電源組抗 人體組抗而定 人體組抗則依序依接觸面 接觸地區溼度 加諸於人體的電壓及頻率而定 大約0 5微安 0 5mA 的電流就能對健康有影響 更高的電流會有更直接的影響 如灼傷或造成心室顫動 ITE定義 42 4伏特峰值 或60伏特穩定值流電壓 在與人手相同的乾燥環境狀況下一般並不視為危險 將會手被觸碰或處理到帶電的裸露部位 應接地或適當絕緣 UL1310的定義是30VDCOrpeak 9 電擊 ElectricShock 10 能量 EnergyRelated 1 危險可能經由高電流供應器或高電容線路之相鄰端短路而引起 燃燒 Burns 電弧 Arcing 因融化的金屬噴出 EjectionofMoltenMetal 在這種狀況下 即使線路上是可觸摸的安全電壓仍可能造成危險 11 減少能量危險的方法 例如 隔離 Separation 防護罩 Shielding 提供安全內斷開關 ProvisionofSafetyInterlocks I e Fuse circuitbreaker 能量 EnergyRelated 2 12 過溫現象不論是在正常操作狀況下或由於過負載 零件失效 絕緣失效 接觸鬆脫等均會導致危險發生 裝備內的火源不應該擴散至鄰近地方 亦不應造成週邊裝備的損壞 減少危險的方法 例如 提供過電流保護 I e fuse 依用途使用適當的防火材料來組合裝備 I e caseV 1orbetter有防火功能 選擇適當的零附件及物質以避免因高溫造成起火 限制燃燒性物質的使用數量 防護燃燒性物質或將之與起火員隔離 使用適當防火外殼或阻絕以避免裝備內部起火的擴散 使用適當的材料以降低裝備火災擴散的可能 13 熱 HeatRelated 正常狀況下操作產生的高溫造成危險 將會導致 接觸高熱部位造成的灼傷 降低絕緣及關鍵的安全性 點燃毅然性液體 減少危險的方法 例如 在可接觸地區採取措施以避免高溫產生 避免溫度超過液體的燃點 若無法避免接觸熱地區必須提供標示警告使用者 14 機械 MechanicalRelated 1 導致危險的可能原因 尖銳的邊緣及角 移動具有淺在危險的物品 不穩定的裝備 由破裂的陰極射線管 CRT 或高鴨燈泡 HID 飛出之物體 15 機械 MechanicalRelated 2 減少機械危險的方法 例如 尖銳的邊緣及角磨圓 遮蔽措施 提供安全內斷開關 提供無支撐的產品充分的穩定性 選擇能防止破裂的陰極射線管或高壓燈泡 若無法避免接觸 必須提供標示警告使用者 16 輻射 Radiation 產品散射出的某些形式輻射 對使用者及維修人員造成危險 例如音波 無線電頻率 紅外線 紫外線 游離輻射以及高密度的可見光悍雷射光 減少危險的方法 例如 限制輻射源的能量位準 遮蔽輻射源 提供安全安全內斷開關 若無法避免暴露於輻射區 必須提供標示警告使用者 17 化學 ChemicalRelated 接觸某些化學物質或吸入化學氣體將會造成化學危害 減少危險的方法 例如 在一般使用狀況下 避免使用接觸或吸入會造成傷害的化學物質來組合裝備或當承銷皓品 避免可能造成洩漏或蒸發的狀況 提供標示警告使用者相關的危害 18 產品分類1 依操作狀況 正常操作 連續操作 在正常負載下之不限時操作 短時間操作 在正常負載下之特定時間操作 由冷機開始 於每一特定時間之間隔 允許設備操作後 冷卻至室溫 再進行下一操作 間歇操作 依其使用特性 或係指其在正常負載下 藉以設備開關之開啟或切斷 使其設備能結合具有持續性的固定循環之操作方式 影響 測試時 模擬負載不同 19 依使用狀態 移動式 重量等於或小於18公斤之非固定式 或 設備附有滑輪 角輪或其他可讓使用者使用時易於移動 手握式 移動式設備之一種 其使用時以手握之 條碼機 電話 PDA Cellphone 攜行式 慣於被使用者經常攜帶之移動設備 Notebook CDROM外接式 固定式 重量大於18公斤之不可移動式設備 冰箱 TV 崁入式 安裝於牆上 壁龕或相似狀況之設備 注意一般來說 崁入式設備在側面並無外殼 部分側面係於安裝後 受其固定物之保護 同時也不提供電源線 插牆式 不須使用電源線之設備 其插入插座部分成為設備外殼的一部份 以致其重量由牆壁插座所支撐 影響 對外殼要求不同 測試時 模擬其使用也不同 產品分類2 20 依防止電擊之保護 IEC 第一級 Class 設備係靠基本絕緣達到電擊的保護 以及提供連結到建築物接地保護的方式 本體能在基本絕緣失效後仍具有承受危險電壓之能力 第二級 Class 設備靠雙重絕緣保護 來防止電擊的防護 惟其不靠接地之裝設來防止 第三級 Class 設備靠安全電壓之提供來防止電擊之保護 而且不會有危險電壓發生 影響 對漏電流 間距 絕緣保護及外殼等要求不同 產品分類3 21 產品分類4 依使用環境之污染等級 IEC 第一級 PollutionDegree 設備之零件完全與環境隔 不受塵染 溼度之影響 第二級 PollutionDegree 正常環境下的使用 第三級 PollutionDegree 高污染性環境含有乾 濕式導體塵 I e 在室外或工廠裏使用 影響 對間距 絕緣材料的選擇等要求不同 22 電源 3 電源之導線之UL術語 1 火線 HotSideofLine Line Ungrounded 2 中性線 Neutral Grounded 3 地線 Grounding Earthing 注意 1 火線和中性線為帶電體 CurrentCarryParts 2 地線則與大地同電位 為非帶電體 Non CurrentCarryParts 3 火線通常為黑色 中性線通常為白色 地線通常為綠色 OR綠滾黃 隨著使用IEC的標準 UL有彈性接受其他顏色 23 UL要求電源火線需接到產品主開關 MainSwitch 主保險絲 MainProtectingDevice 及NEMA1 15P插頭細邊葉片 電源中性線需接到產品NEMA1 15P插頭寬邊葉片 NEMA 15P的頭型 接地端子有先進後出的設計 FirstInandLastOut 電源 4 24 UL8171 Non DetachablePowerSupplyCord 單頭電源線 2 DetachablePowerSupplyCord 雙頭電源線 3 CordSet 延長線 注意 CSA視2 3項均為延長線 電源線 1 25 UL817 電源線與延長線使用時需注意 1 最低線號18AWG 2 電源線的額定電壓電流 同時3 產品的額定電流不得超過所接電源80 電流 Ex Irated 15A 0 8 ForNEMA1 15P插座的電流rating4 居家使用時的方便性 5 成品標準的長度限制 ACCord 4 5m DCCord 3 05m 電源線 2 26 二 基本概念及常識 安全電壓 穩態電壓小於42 4V峰值 或60Vdc 在乾燥的情況下 接觸面積在手掌之大小時 通常不具有危險性 初級電路 直接連到AC主電源之電路 包括AC主電源連接裝置 變壓器之初級繞組 馬達等 次級電路 不與初級電源作直接連接之電路 而是從變壓器 轉換器或類似之隔離裝置上獲得電力 27 二 基本概念及常識 SELV SafetyExraLowVoltage 電路 次級電路之一種 其設計與保護 使其在正常及單一故障情況下 其電壓不超過安全數值 L P S LimitedPowerSource 限功率電源 28 二 基本概念及常識 絕緣類別 功能絕緣 Ex初級到初級電路 基本絕緣 Ex初級到次級電路 附加絕緣 功能同基本絕緣 雙重絕緣 Ex初級到次級電路 加強絕緣 功能同雙重絕緣 塑膠材料防火等級 5V或V 0 V 1 V 2 HB FromBestofWorst 5V B 5V A V 0 V 1 V 2 H B國際法規 國際 IEC 歐洲 EN 美國 UL 加拿大 CSAPowerSupply Adapter之標準 一般用途 IEC EN61558 UL1310資訊類 ITE IEC EN60950 UL60950音響視訊類 Audio Video IEC EN60065 UL60065醫療儀器專用 IEC EN60601 UL2601 1 29 三 安規標誌及符號 30 三 安規標誌及符號 31 四 安規零件及測試 SPS安規零件 初級電路中的主要元器件 如X電容 Y電容 儲能電解電容 突波吸收器 抗流電感 泄放電阻 MOSFET 整流橋和AC座 2 不同種類電路之間一些基本的 輔助的和增強型的絕緣隔離元件 如變壓器 光耦合器 繼電器等 3 起保護作用的元件 如保險絲等 4 符合安規阻燃等級的絕緣材料 如PCB CASE Mylarsheet等 5 限制設備溫度的裝置 如風扇 散熱片等 6 其他如電源開關 連接器 電子 電源線等 32 四 安規零件及測試 SPS安規測試 接地連續性 Grounding UL30A 2min TUV25A 1min CSA40A 2minVoltage 12V Impedance 0 1 2 耐壓測試 Dielectricstrength 測試電壓由絕緣類型及工作電壓決定 原則上測試時間60sec 常規性測試可降至1s 接觸電流 Touchcurrent ClassIequipment 3 5mAClassIIequipment 0 25mA4 儀器校驗 至少每年外校一次 校驗系統可追溯至國家 國際級標準 儀器點檢 至少開機或每一次換班后須做功能點檢 並記錄之 內校 33 五 工廠安規管理要求 R儀器校驗點檢 34 常識人体的安全限值電壓為AC42 4Vpeak DC60V 超過此值稱為危險電壓 專用于連接電源中性線 零線 的端子應用大寫字母N標明 三芯電源線的白色線為零線 N 黑色線為火線 L 綠黃線為地線 FG 在不引起誤解時可用棕色線接L 藍色線接N 非金屬和陶瓷材料依引燃特性及阻燃特性分級為 5V V 0 V 1 V 2 HB HF 1 HF 2 HBF 對于泡沫材料 HF 1級优于HF 2級 HF 2級优于HBF級 對于其它材料 5V級或V 0級优于V 1級 V 1級优于V 2級 V 2級优于HB級 35 設備依防電擊保護性能可分為 I類設備 采用基本絕緣和接地 II類設備 采用雙重 加強絕緣 III類設備 依靠安全特低電壓電路供電 絕緣類別 工作絕緣 基本絕緣 附加絕緣 雙重絕緣 加強絕緣 一次電路 直接與外部電網電源連接或與其他能供給電力的等效電源連接的內部電路 包括變壓器 電動机的初級繞組以及與電網電源連接的各种裝置 二次電路 不與一次電源直接連接 由位于設備內的變壓器 變換器或等效的隔離裝置供電的一种電路 36 熔斷器 保險絲 座或其就近處應標注額定電流與電壓 設備上的電源插座是操作人員可觸及的 則在該插座的就近處應有標記說明可連接的最大允許負載 預定要與和電源配線在一起保護接地線相連的接線端子應有規定的符號 這些標記不應標在螺釘或是接線時可能要拆卸的其他零部件上 控制裝置應在其上或附近用符號來指示 通 斷 狀態 通狀態用豎線 l 斷狀態用圓圈 推推式幵關有 與安全有關的說明書和設備標記應使用要安裝該設備的國家所能接受的語种 且標記應是耐久和醒目的 登錄証持有者生產廠多于一間時須有特殊代碼區分不同生產廠 37 接地保護保護接地線不應串接幵關或熔斷器 保護接地線可以是祼露 絕緣的 如是絕緣的 顏色應是綠黃雙色 如零部件具有保護接地端 則安裝時應先接通保護接地連接端 再接通載流端 拆卸時應能先斷幵載流連接端再斷幵保護接地端 INLET上接保護接地端點的E FG Pin最長 金屬外殼的作用 在絕緣失效時危險電壓與系統配線中的保護接地導相連 使設備發生的著火或火焰的蔓延減速小到最低限度 1防止由机械危險和其它物理危險而引起的傷害 防止與與危險電壓或達到危險能量等級的零部件接觸 38 X 電容X電容是跨接在L N之間兩端 與DMChoke搭配可構成DMNoise的高階濾波器 因為X電容是加在AC電源的兩側 所以須考慮到在AC電源側有可能會受到電擊 而破壞X電容 故X電容須採用有安規認證許可的電容 通常為金屬皮膜材質 洩放電阻當X電容大於0 1uF時 在AC電源TurnOff之1秒內 X電容上的電壓必須降到原來的37 洩放電阻值大約為數百Kohm到數Mohm之間 X 電容大約為0 1uF到1uF之間 39 Y電容Y電容是跨接在L G與N G上 通常是成對出現 其除了須經安規認證外 在容值大小亦有安規的限制 說明如下 當GroundBroken時 跨接在金屬機殼與大地之間的人體 將直接承受流經Y電容的電流 故Y電容的大小取決於所允許的漏電流大小 通常為1000PF到4700PF 40 安規對產品空間距離的要求安規對于任何兩點存在電壓差 規定其有一定安全距離 目的在于防止瞬間過電壓發生 導致跳火危險 不同的標準有不同的安全距離要求 Clearance 電氣間隙 兩個導電零部件之間或導電零部件與設備界面之間測得的最短空間距離 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界面之間的最短距離 41 空間 沿面距離 42 43 44 45 46 用下表說明POWERPCB設計安規距離的要求 A 表示整流電橋后至變壓器繞組間電位點 表示數字1 2 3 9L 表示Line電位 範圍從輸入端 L 到整流電橋端電位點 N 表示Neutral電位 範圍從輸入端 N 到整流電橋端電位點 F 表示安全大地 與輸入端 FG 直接相連處 Y 表示界于L N端 及一次側地與安全大地間的中間電位點 S 表示二次側 SecondaryCircuit 電位 47 PCB板安規距離的要求 電位點絕緣強度距離要求強制性OPBR距離L1 L2X根據輸入電壓判定一般根要求2 5mm L N XXFUSE前為2 5mm FUSE后沒有要求 L N F XClearance 2 0mmCreepage 2 5mm L N A XX一般要求為2 0mmL N S X一般要求Clearance 4 0mmCreepage 5 0mm F A X一般要求Clearance 4 0mmCreepage 5 0mm F S N AA A XN AA Y Y Y X一般要求Clearance 4 0mmCreepage 5 0mm Y F A Y Y Y 一般要求Clearance 4 0mmCreepage 5 0mm Y S XA S X一般要求Clearance 4 0mmCreepage 5 0mm 48 注意 1 凡是屬於絕緣強度B Basic 或R Reinforce 時 其中SPACE必須確實保持規定距離 不可改用其它方法來取代縮短安全距離 2 凡是屬於絕緣強度OP Operation 時 其space可小于規定距離并用加瞬時電壓 耐壓測試來驗証 3 若要增加PCB上的Creepage 可在金道之間加上溝槽 1mm 4 以上為一般POWERSUPPLY的安規距離判定方式 不含特殊情形 49 5 零件安規距離要求 一次側線材與二次側元件之間的空間距離必須大于2 5mm 或者有雙層絕緣防護措施 二次側線材與一次側元件之間的空間距離必須大于2 5mm 或者有雙層絕緣防護措施 一次側或二次側元件到變壓器本体間的空間距離和沿面距離都必須大于變壓器的最小MarginTape寬度 50 安規對作業工法的要求在設計完成后的生產過程中必須采用适當的作業方法以保証確定了的安全距離和絕緣強度 絞線材綁束線帶點膠保証兩元件間電氣間隙 爬電距離割PCB裝隔離物套套管貼絕緣片 51 安全規格測試在生產的适當階段 必須針對產品執行必要的測試 以發現不可接受的作業和原材料缺陷 確認產品符合安全法規要求 保証使用者或服務人員的人身及財產安全 接地阻抗測試 是在產品的接地點對產品的外殼或金屬部份加上一個恆定電流來測試兩端點間的阻抗大小 可用一不過12V的25A電流通過安全大地和机殼 電流至少須保持3秒鐘 其間量得的電阻值不可大于100m 測試回路的電阻值須被去除 不包括在量測結果內 接地連續性測試可發現 接地端點螺絲未鎖緊 接地線斷路或線徑太小 52 53 介電 耐高壓測試 是將一高于正常工作電壓的異常電壓加在產品上測試并持續一段規定的時間 是一种具有破坏性的測試 耐壓測試所加的電壓須依GB4943表18要求 基本規定是以兩倍的待測物工作電壓 再加上一千伏特 如 工作電壓為230V 則測試電壓為2x230 1000 1500V 通常測試時間驗証時要求60s 但生產作業允許將測試時間縮短到1s 耐壓測試可檢測到 零組件間的距離不夠 絕緣材料的絕緣強度不夠 被破坏 元件特性不符合要求 被測物加工不良 54 Whenthevoltageisappliedforshortertimeperiod thetestvoltageshouldbeincreased Example inUL935 theProduction linetestconditions ConditionTime S Voltage V A601000 2 VB11200 2 4 VV maximumratedvoltage 55 Whenthevoltageisappliedforshortertimeperiod thetestvoltageshouldbeincreased Example inUL935 theProduction linetestconditions ConditionTime S Voltage V A601000 2 VB11200 2 4 VV maximumratedvoltage 56 57 介電 耐壓測試用直流和交流的區別 ACDC正負极性測試 合乎實施單一极性測試 不需要電壓緩升時間 加速作業需要電壓緩升時間 測試完畢后不必對待測物放電測試完畢后需對待測物放電才可繼續雜散電容產生的電流遠大于實雜散電容可被充滿 際電流無法得知實際電流清楚顯示待測物實際電流測試電流大 mA級 增加操作人員供應電流非常小 uA級 机危險器容量小電壓波峰值是顯示值的1 4倍需提高測試電壓 58 儀器校驗測試儀器至少每年校驗一次或在意外損傷時校驗 無論校驗由外部或內部完成 用以比對的標準件必須可追溯至國家 國際標准 校驗合格儀器須貼附合格標簽 校驗報告保存到儀器報廢為止 日常點檢各安全規格測試站必須在每日上班前用治具和樣机進行點檢 以確保所用儀器設定參數 測試回路無誤及可正確的顯示PASS FAIL I Grounding Hi potPassII GroundingFa