产品安规测试.ppt

产品安规测试 培训老师 李海波 产品的设计和结构必须能够保证正常使用和可能的失败条件下 不会对使用者产生触电和其它危险 及不会对周围环境产生危害 如火灾等 注 产品在设计和生产时 对可能产生的危险 应提供双重的保护措施 产品在设计和生产中应避免以下危险的发生 触电和能量危险火灾热的危险机械危险辐射和化学危险 1 电击是由于电流通过人体而造成 其引起生理反应取决于电流值的大小和持续时间及其通过人体路径 电流值取决于施加的电压及电阻阻抗和体阻抗 人体阻抗依次取决于接触区域的湿度及施加的电太和频率 大约0 5mA的电流就能在健康的人体内产生反应 再大些 就会产生直接的影响 例如烧伤或心室的纤维性颤动 2 在干燥条件下 相当于人的一只手的接触面积上 峰值电压高达42 4V或直流电压高达60V的稳电位 或都对其采取适当的隔离 3 能量危险 大电流电源或大电容电路的相邻电极间短路时 可能导致引起下述危险 燃烧起弧溢出熔融金属注 减少上述危险方法 隔离 屏蔽 使用安全联锁装置 1 手指可通过产品上的孔接触到带危险电压的零部件2 外部的小导体 如手链 可通过小孔接触带有危险电压的导体3 带危险电压的元件与安全低电压之间的绝缘被击穿 使可接触的零部件带上危险电压4 电容的放电 虽然输出电压很低 但假设输出端的导体发生短路 有可能产生过量的能量释放 乃至发生爆炸 2J的能量相当于一个3300 F的电容 贮能35V 产品在以下非正常条件发生时 仍然能保持其安全性 每次只假设仅有一种非正常条件发生元件失效标准中假设电子元件并不可靠 有可能发生失效 错误使用使用者可能不正确使用设备或不按说明书使用 如 没有给设备足够的散热空间 或散热孔意外被挡住 造成温度过高短时工作制的设备 使用者忽略其工作时间 连续工作 造成温度过高变压器的输出端 短路和超载电机过载或发生堵转 可通过加温度保护装置提供保护 绝缘失败仅有单一绝缘保护被认为是不可靠 所以产品对触电的防护不能仅依赖单一绝缘必须提供附加的保护措施 如保护接地或附加绝缘当然 提供单独的有超强性能的加强绝缘保护可接受有关详细绝缘的知识 我们将在后面分析 连接失效焊锡连接有可能出现失效的情况 如 应在连接处 提供额外的固定保护 如捆线 滴胶 钩焊等 信息技术设备的标准主要分为两大体系 北美体系 UL CSA60950 1 03欧洲体系 EN60950 1 IEC60950 1世界大多数国家借用或采用IEC标准 例如 GB4943 2001等同于IEC60950 1999 设备防电击保护类别 五 1类设备用下列方法来获得防电击保护性能的设备 采用基本绝缘 而且还要装一种连接装置 使那些在基本绝缘一旦失效就会带危险电压的导电零部件与建筑物配线中的保护接地导体相连 II类设备防电击保护不仅依靠基本绝缘 而且还采取附加安全保护措施的设备 例如采用双重绝缘或加强绝缘的设备 这类设备既不依靠保护接地 也不依靠安装条件的保护措施 III类设备防电击保护是依靠安全特低电压 SELV 电路供电来实现 且不会产生危险电压的设备 电路和电路特性 六 1 交流电网电源 ACmainssupply 给设备供电的外部交流配电系统 还包括等效电源 如电动机驱动的发电机和UPS 2 一次电路直接与交流电网电源连接的电路 例如包括与交流电网电源连接的装置 变压器的初级绕组 电动机及其它负载装置 3 一次电路直接与交流电网电源连接的电路 例如包括与交流电网电源连接的装置 变压器的初级绕组 电动机及其它负载装置 4 危险电压存在即不符合限流电路全部要求也不符合TNV电路的全部要求的电路中 其交流峰值超过42 4V或直流超过60V的电压 一次电路不论电压均是危险电压电路 电路和电路特性 六 5 ELV 特低电压 电路在正常工作条件下 在电路的任意两个导体之间或任一导体与地之间电压的交流峰值不超过42 4V或直流不超过60V的二次电路 使用基本绝缘瑟危险电压隔离 但它既不符合SELV电路的全部要求 也不符合限流电路的全部要求 6 SELV 安全特低电压 电路作了适当的设计和保护的二次电路 使得在正常工作条件下和单一故障条件下 它的电压值均不会超过安全值 7 限流电路作了适当的设计和保护的电路 使得在正常工作条件下和单一故障条件下 能从该电路流出的电流是非危险的电流 8 TNV 通信网络电压 电路在设备正常工作和单一故障条件下 电压不超过规定限值 到可接触区的接触受限制 这样设计防护的电路 本标准含义范围内的电路可认为是二次电路 绝缘 七 功能绝缘 设备正常工作仅需要的绝缘 并不起防电击的作用 它可以用来减小引燃和着火的危险的可能性 基本绝缘 加在带电部件上提供防止触电基本保护的绝缘附加绝缘 当基本绝缘失效时为防止触电而提供保护的独立的绝缘双重绝缘 由基本绝缘和附加绝缘组成的绝缘加强绝缘 加在带电部件上的一种单一绝缘系统 它提供相当于双重绝缘的防触电保护等级 绝缘 七 绝缘示意图 试验分类 八 型式试验 TypeTest 对一个有代表性的样品按标准进行的测试目的 是确定所设计和制造的设备是否能符合本标准的要求 抽样试验 SamplingTest 从一批产品中随机抽取的一部分样品进行试验例行试验 RoutingTest 100 检测 主要生产线上 IP等级 九 防护型式为IPXX IPXX a 防止人接触或靠近带电部件以及接触可移动件 防止设备内进入固体杂质IPXX b 防止水进入的设备 IP等级 九 第一个特征数字所表示的防护程度0 无防护 即无特殊防护性能1 防止50毫米以上的固体物质进入2 防止12毫米以上的固体物质进入3 防止2 5毫米以上的固体物质进入4 防止1 0毫米以上的固体物质进入5 防尘 即不能完全防止尘土的进入 但进入的尘土的量不致会影响设备的正常工作 6 密封防尘 即无尘土进入一定水压中工作 不会产生有害影响 IP等级 九 第二个特征数字所表示的防护程度0 无防护 即无特殊防护性能1 防滴水 即水滴 垂直下落的水滴 无危害影响2 防淋雨 倾斜15 淋雨试验无危害影响3 防洒水 即水由与垂直方向成60的角洒下时无危害影响4 防溅水 即水由各个方向 360 溅在外壳上时无危害影响5 防喷水 即用喷管由各个方向对外壳喷水时应无危害影响6 防波涛涌的海水 7 密封 即当产品可浸没在水中工作 无危险8 压力密封 即该设备适合在生产厂规定的条件下连续浸没在水中 耐压测试 绝缘电阻测试 接触电阻测试 泄漏电流测试 接触电流和导体保护电流测试 耐压测试 定义 将一规定交流或直流高压施加在电器带电部分和非带电部分 一般为外壳 之间以检查电器的绝缘材料所能承受耐压能力的试验 测试技术指标 交流电压测试 1000VAC 线路的工作电压 2例 输入为110VAC机器 实验电压应该为1220VAC例 输入220VAC的机器 基本绝缘应该为1500VAC 而危险电压和SELV电路之间应该作加强绝缘 实验电压应该是基本绝缘的两倍 3000VAC 耐压测试 POWER开关 启动开关 复位开关 触发接口 漏电流设置微调 测试 预置开关 漏电流档位开关 测试时间 漏电流显示 耐压显示 电压调节旋扭 电压输出接口 测试指示 超漏指示 耐压测试 测试技术指标 可以使用直流电压来实验直流实验电压 交流实验电压 1 414如1500VAC的高压实验可以用220VDC 1500 1 414 的高压实验来替代 实验时 如果对地有滤波元件如 Y电容 MOV等时 可以a 使用直流电压并去掉MOV之接地点b 使用交流值 但必须去掉Y电容和MOV之接地点 耐压测试 1 UPS测试标准 依据YD T1095 2008通信用不间断电源 UPS UPS输入端 输出端对地或外壳施加2000Vac 50HZ 1min无击穿 无飞弧 漏电流小于10mA 或2820Vdc 1min无击穿 无飞弧 漏电流小于1mA 2 其它机型施加1500Vac 50HZ 1min无击穿 无飞弧 漏电流小于10mA 或2200Vdc 1min无击穿 无飞弧 漏电流小于1mA 耐压测试 使用注意事项 1 操作者脚下垫绝缘橡皮垫 戴绝缘手套 以防高压电击造成生命危险 2 仪器必须可靠接地 3 在连接被测体时 必须保证高压输出 0 及在 复位 状态 4 测试时 仪器接地端与被测体要可靠相接 严禁开路 5 切勿将输出地线与交流电源线短路 以免外壳带有高压 造成危险 6 尽可能避免高压输出端与地线短路 以防发生意外 7 测试灯 超漏灯 一旦损坏 必须立即更换 以防造成误判 8 排除故障时 必须切断电源 9 仪器空载调整高压时 漏电流指示表头有起始电流 均属正常 不影响测试精度 10 仪器避免阳光正面直射 不要在高温潮湿多尘的环境中使用或存放 耐压测试 操作步骤 操作者坐椅和脚下必须垫好橡胶绝缘垫 只有在测试灯熄灭状态下 无高压输出方可进行被测机型连接或拆卸操作 1 测试前对仪器进行校准 方法 漏电电流5mA状态下 用700K 陶瓷电阻跨接于地线夹同高压测试棒探头之间至仪器报警为准 2 将被测机器输入 输出端零火线并联在一起 并打开机器交流开关 连接被测机型时确定电压表指定为 0 测试灯灭状态下将仪器地线夹夹紧被测机地线端 3 设定仪器测试条件 A 电压 2820Vac B 漏电流 1mA C 测试时间定时为 1min 4 将测试棒探头紧贴输入 输出零火线端 5 按下启动键观察测试结果 在设定时间内 超漏灯不亮 测被测机型为合格 6 如果被测机型超过设定漏电流值 则仪器自动切断输出电压 同时锋鸣器报警 超漏灯亮 则被测机型为不合格 按下复位键即可清除报警声 再测试时应重新按启动键 绝缘电阻测试 定义 将一规定直流高压施加在电器带电部分和非带电部分 一般为外壳 之间以检查电器的绝缘阻抗 测试指标 UPS的输入端 输出端对外壳 施加500V直流电压 绝缘电阻应大于2M 绝缘电阻测试 测试工具 兆欧表也称绝缘摇表 绝缘电阻表 用于测量变压器 电机 电缆等电器设备以及电器线路的绝缘电阻 刻度标尺 发电机手柄 接线端按钮 兆欧表 发电机型 的基本结构 绝缘电阻测试 测试方法 1 表要放置在水平位置上 被测对象的输入和输出空开处于开启状态 2 测量前对表作开路检验 将 L 与 E 两表笔开路 摇动手柄的速度为额定值 120r min 表指针稳定在刻度表 处为正常 注意 此时两表笔之间的电压为500V以上的电压 3 测量前对表做短路检验将 L 和 E 两表笔短路 缓慢摇动手柄 指针指向 0 为正常 此时摇动停止 切勿加速 否则容易烧坏兆欧表 4 测量电器的相间绝缘将 L 和 E 端分别接电器输入 输出零火与地 机壳 测量时摇动手柄 应从慢到快加速至120r min 保持1min 指针稳定时读出数值 5 测量完毕后 被测设备必须充分放电 放电时间应尽可能长 完全放电后才可拆线 接触电阻测试 定义 外壳防护要求UPS保护接地装置与金属外壳的接地螺钉间应具有可靠的电气连接 其连接电阻应不大于0 1 测试指标 1 后备UPS 在输入地线与机壳间施加15A电流 测试阻抗不大于0 1 2 其它机型 在输入地线与机壳间施加25A电流 测试阻抗不大于0 1 接触电阻测试 操作步骤 1 测试前对仪器进行校准 同时检查测试线与仪器端子接触是否良好 2 设定仪器测试条件 A 电流 25A B 接触电阻0 1 C 测试时间定时为 1min 开路报警处于开启状态 3 将仪器的红线夹在测试机器的输入地线上 黑色线夹在测试机的机壳上 4 按下启动键观察测试结果和测试电流 若测度电流偏小 需旋转电流调节旋扭 使输出电流达到标准值 在设定时间内 有无开路报警 显示接触电阻是否在规定范围内 5 如果被测机型超过设定接触电阻值 测仪器会报警 则被测机型为不合格 按下复位键即可清除报警声 再测试时应重新按启动键 接触电阻测试 泄漏电流测试 定义 指在没有故障施加电压的情况下 电气中带相互绝缘的金属零件之间 或带电零件与接地零件之间 通过其周围介质或绝缘表面所形成的电流称为泄漏电流 说明 按照美国UL标准 泄漏电流是包括电容耦合电流在内的 能从家用电器可触及部分传导的电流 泄漏电流包括两部分 一部分是通过绝缘电阻的传导电流I1 另一部分是通过分布电容的位移电流I2 后者容抗为XC 1 2pfc与电源频率成反比 分布电容电流随频率升高而增加 所以泄漏电流随电源频率升高而增加 例如 用可控硅供电 其谐波分量使泄漏电流增大 测试指标 对地泄漏电流UPS机壳对地的漏电流应不大于3 5mA 施加1 06 1 1倍交流额定电压 输入阻抗模拟人体的阻抗 泄漏电流测试 测试仪器 JK2675E泄漏电流测试仪主要由阻抗变换 量程转换 交直流转换 指示装置 超限报警电路和实验电压调节装置组成 阻抗变换部分主要模拟人体对泄漏电流的感知特性 完成模拟人体阻抗 在1K 2K之间 量程变转部分可方便测试员根据实际负载大小选择合适的量程 交直流转换部分将交流电压和电流信号转换成直流电压和电流 指示装置部分显示测试电压和实际泄漏电流以及测试时间 超限报警电路完成对不合格品的报警和指示并自动切断高压 实验电压调节装置可以根据不同的标准确需要调节合适的电压 电源开关 定时开关 启动按钮 复位按钮 输出插座 测试指示 电压调节 超漏指示 电压指示 漏流指示 时间指示 漏流预置 L N 被测设备 PE 万用表毫安档 模拟人体阻抗 转换开关 泄漏电流测试 测试方法 1 插上电源 接通电源开关 电源指示灯亮 2 选择电源量程 按下所需电流按钮 3 选择泄漏电流报警值 4 选择测试时间 5 将被测物接入测量端 启动仪器 将试验电压升至被测物额定工作电压的1 06倍 或1 1倍 切换相位转换开关 分别读取二次读数 选取数值大的读数泄漏电流值 当转换开关K与零线接通时 测试仪所采样的是中线与外壳间的泄漏电流 当K与相线接通时 测试的是相线与外壳间的泄漏电流 必须注意的是 K与零线接通或K与相线接通 泄漏电流不一定相同 这是因为家用电器绝缘弱点的位置是随机的 因此 泄漏电流测试应通过K转换极性 取其中的较大值作为被测电热器具的泄漏电流值 泄漏电流测试 注意事项 1 操作者必须戴绝缘手套 脚下垫绝缘皮垫 以防电击造成生命危险 2 仪器必须可靠接地 并和被测体的地线可靠相接 3 在连接被测体时 必须保证电压输出为 O 及在 复位 状态 4 切勿将输出地线与交流电源线短路 以防发生意外 5 测试灯 超漏灯一旦损坏 必须立即更换 以防造成误判 6 仪器设备是否在校验周期内 超过一定要申报重新校验 接触电流和导体保护电流测试 定义 接触电流 当人体或动物接触一个或多个装置的或设备的可触及零部件时 流过他们身体的电流 导体保护电流 流过保护导体的电流 模拟人体阻抗网络 模拟人接触装置时的一个等效阻抗网络 测试指标 UPS的保护地 PE 对输入的中性线 N 的接触电流应不大于3 5mA 当接触电流大于3 5mA时 保护导体电流的有效值不应超过每相输入电流的5 如果负载不平衡 则应采用三个相电流的最大值来计算 在保护导体大电流通路上 保护导体