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1. 安規(guī)簡(jiǎn)介:
安規(guī)也就是安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格,安規(guī)對(duì)制造的裝置與電組件有明確的陳述與指導(dǎo),以提供具有安全與高品質(zhì)的產(chǎn)品給終端使用者；其目的主要是用來(lái)防止electric shock, energy hazards, fire, mechanical and heat hazards, radiation hazards，chemical hazards等對(duì)人體造成的傷害.
一般地,每一個(gè)國(guó)家都可以建立自己本國(guó)的電氣安全標(biāo)準(zhǔn),但是大多數(shù)的電源供給器制造廠商都是使用IEC,VDE,UL,CSA安全標(biāo)準(zhǔn)作為解決安全之需求.UL與VDE的安全標(biāo)準(zhǔn)有本質(zhì)上的差異,UL規(guī)格比較集中在防止失火的危險(xiǎn),而VDE規(guī)格則比較關(guān)于操作人員的安全,對(duì)于電源供給器而言,VDE乃是最嚴(yán)厲的電氣安全標(biāo)準(zhǔn).
安規(guī)政策:高壓測(cè)試和接地測(cè)試零缺點(diǎn).
2. 電源供給器結(jié)構(gòu)安全需求
(1) 空間需求(spacing requirements)
UL, CSA與VDE安全規(guī)格在活性組件之間,以及活性組件與固定金屬組件之間,強(qiáng)制規(guī)定特定的空間需求,空間需求包括空間距離和沿面距離,空間距離在VDE中又叫間隙距離, 而在UL中則叫分離距離, VDE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格中的沿面距離在UL標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格中則稱為分隔距離.
空間距離(Creepage distance):在兩個(gè)導(dǎo)電組件之間或是導(dǎo)電組件與物體界面之間經(jīng)由空氣分離測(cè)得最短直線距離;
沿面距離(clearance):沿絕緣表面測(cè)得兩個(gè)導(dǎo)電組件之間或是導(dǎo)電組件與物體界面之間的最短距離.
(2).電介質(zhì)測(cè)試承受度(dielectric test withstand)
當(dāng)裝置上的額定電壓為250Vac或是更小時(shí)，在UL與CSA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格中需要做輸入至輸出與輸入至地端的高電位隔離測(cè)試(HI-POT isolation test).
(3).漏電流測(cè)量(leakage current measurement)
UL與CSA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(jīng)由連接至地端的1500Ω電阻器來(lái)測(cè)量漏電流;
VDE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格則規(guī)定在1.06倍額定電壓下, 由1500Ω電阻器與150nF電容器并聯(lián)來(lái)測(cè)量漏電流.
具體測(cè)量方法見(jiàn)五. SAFETY TEST & EVALUATION.
(4).絕緣電阻( insulation resistance)
在VDE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(dòng)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(dāng)保護(hù)設(shè)計(jì)之二次電路,即在任意兩個(gè)可能碰觸組件之間或人體可能碰觸到任意組件和產(chǎn)品的接地保護(hù)端子之間電壓不會(huì)超過(guò)42.4Vacpeak或60Vdc的二次電路;
ELV:特低電壓電路(extra-low voltage circuit)其定義為在導(dǎo)體與導(dǎo)體之間或?qū)w對(duì)地之間的交流電壓峰值不超過(guò)42.4Vac或直流電壓不超過(guò)60Vdc的二次電路;
危險(xiǎn)電壓(hazardous voltage):交流峰值超過(guò)42.4Vac或直流超過(guò)60Vdc的電壓.
一次側(cè):內(nèi)部線路直接連接到主要電源或相關(guān)電源部分;
二次側(cè):電源輸出部分主要不是經(jīng)由一次側(cè),而是透過(guò)變壓器和其它隔離器具轉(zhuǎn)換而來(lái)者稱為二次側(cè).
(5).PC板需求(PC board requirements)
UL與CSA規(guī)格也提供可燃性標(biāo)準(zhǔn),也就是所有PC板必被UL認(rèn)可為94V-2或是更好的材料,而VDE規(guī)格亦接受這些標(biāo)準(zhǔn).
附注：防火等級(jí)優(yōu)劣
發(fā)泡塑料材料類：HF-1等級(jí)較HF-2優(yōu),HF-2等級(jí)較HBF優(yōu);
一般材料:5V優(yōu)于V-0,V-0優(yōu)于V-1,V-1優(yōu)于V-2,V-2優(yōu)于HB.
3. 變壓器結(jié)構(gòu)的安全需求
在VDE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格中,對(duì)于變壓器的設(shè)計(jì)，制造與利用都有較嚴(yán)格的規(guī)定,以滿足大多數(shù)其它國(guó)家的安全需求，在UL標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格中，要求用在變壓器結(jié)構(gòu)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(nèi)則不考慮絕緣.
(2).變壓器的電介質(zhì)強(qiáng)度(transformer dielectric strength)
當(dāng)使用復(fù)合層的絕緣厚度時(shí),任何兩層之間必須能夠承受電介質(zhì)強(qiáng)度,測(cè)試時(shí)絕緣層接觸在一起且測(cè)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(jié)構(gòu)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(nèi)提供500Vac電壓.
(4).變壓器沿面與間隙距離(transformer creepage and clearance distance)
繞組之間;繞組與端點(diǎn),金屬板,鐵心,框架,繞組通過(guò)引線間;端點(diǎn)之間;端點(diǎn)—鐵心與框架之間必須滿足一定的空間間隔.
(5).變壓器的水阻(transformer moisture resistance)
在高濕度91~95%的情況下,溫度在20~30℃之間,變壓器須保持絕緣阻抗及介電強(qiáng)度.
(6).VDE規(guī)格的變壓器溫度額定值(VDE transformer temperature rating)
在正常操作下對(duì)特定的絕緣等級(jí)而言，最大的穩(wěn)定化溫度必須不超過(guò)絕緣等級(jí)的溫度值.
附注：絕緣等級(jí)分為以下七個(gè)等級(jí)，每一個(gè)等級(jí)溫度（℃）如下
Y A E B F H C
90 105 120 130 150 180 180以上
(7).UL與CSA規(guī)格的變壓器溫度額定值(UL and CSA transformer temperature rating)
當(dāng)升高至周圍溫度(25℃)以上時(shí),UL與CSA規(guī)格會(huì)規(guī)定變壓器的溫度,可使用兩種方法來(lái)做溫度的測(cè)量,熱偶法和電阻值法.
安全的目的
就是防止人體受到傷害或危害的可能性，皆在提供對(duì)人體的保護(hù)和對(duì)設(shè)備周圍的保護(hù)。
安全基本原則
安全的原則在于避免由于下列各種危險(xiǎn)所造成的人體和財(cái)產(chǎn)損害或危害的可能性：
電擊 (Electric Shock)；
能量 (Energy Hazards) ；
火災(zāi) (Fire Hazards)；
機(jī)械 (Mechanical)；
熱 (Heat Hazards)；
輻射 (Radiation Hazards)；
化學(xué) (Chemical Hazards)。
電擊 (Electric Shock)
電擊是由于電流通過(guò)人體而造成的。只要毫安級(jí)的電流就能在健康人體內(nèi)產(chǎn)生反應(yīng)，而且可能會(huì)由于不知不覺(jué)的反應(yīng)導(dǎo)致間接的危害。更高的電流會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生更大的危害。
大于30 Vrms, 42.4 Vpeak, 或60 Vdc之電電壓。都可能對(duì)人體造成觸電危險(xiǎn)。
能量(Energy Hazards)
大電流電源或大電容電路的相鄰電極間短路時(shí)﹐可能導(dǎo)致引起下述的危險(xiǎn)﹕
燃燒﹔
起弧﹔
溢出熔融金屬。
就此而論﹐甚至接觸帶安全電壓的電路也可能是危險(xiǎn)的。
減小這種危險(xiǎn)的方法包括﹕
隔離﹔
屏蔽﹔
使用安全聯(lián)鎖裝置。
火災(zāi) (Fire Hazards)
正常工作條件下過(guò)載﹑組件失效﹑絕緣擊穿或連接松動(dòng)都可能產(chǎn)生導(dǎo)致危險(xiǎn)的過(guò)高溫度。但是﹐應(yīng)保證設(shè)備內(nèi)著火點(diǎn)產(chǎn)生的火焰不會(huì)蔓延到火源近區(qū)以外﹐也不會(huì)對(duì)設(shè)備的周圍造成損害。
減小這種危險(xiǎn)的方法包括﹕
提供過(guò)流保護(hù)裝置﹔
使用符合要求的適當(dāng)燃燒特性的結(jié)構(gòu)材料﹔
選擇的零部件﹑元器件和消耗能避免產(chǎn)生可能引起著火的高溫﹔
限制易燃材料的用量﹔
把易燃材料與可能的點(diǎn)燃源屏蔽或隔離﹔
使用防護(hù)外殼或擋板﹐以限制火焰只在設(shè)備內(nèi)部蔓延﹔
使用合適的材料制作外殼﹐以減小火焰向設(shè)備外蔓延的可能性。
熱(Heat Hazards)
正常工作條件下的高溫可能導(dǎo)致引起下述的危險(xiǎn)﹕
接觸燙熱的可觸及零部件引起灼傷﹔
絕緣等級(jí)下降或安全元器件性能降低﹔
引燃可燃液體。
減小這種危險(xiǎn)的方法包括﹕
采取措施避免可觸及零部件產(chǎn)生高溫
避免使溫度高于液體的引燃點(diǎn)﹔
如果不可避免接觸燙熱的零部件﹐提供警告標(biāo)識(shí)以告誡使用人員。
機(jī)械(Mechanical)
可能導(dǎo)致危險(xiǎn)的原因是﹕
尖銳的棱緣和拐角﹔
可能潛在地引起危害的運(yùn)動(dòng)零部件﹔
設(shè)備的不穩(wěn)定性﹔
內(nèi)爆的陰極射線管和爆裂的高壓燈產(chǎn)生的碎片。
減小這種危險(xiǎn)的方法包括﹕
倒圓尖銳的棱緣和拐角﹔
配備防護(hù)裝置﹔
使用安全聯(lián)鎖裝置﹔
使落地式設(shè)備有足夠的穩(wěn)定性﹔
選擇能抗內(nèi)爆的陰極射線管和耐爆裂的高壓燈﹔
在不可避免接觸時(shí)﹐提供警告標(biāo)識(shí)以告誡使用人員。
輻射(Radiation Hazards)
設(shè)備產(chǎn)生的某種形式的輻射會(huì)對(duì)使用人員和維修人員造成危險(xiǎn)﹐輻射可以是聲頻輻射﹑射頻輻射﹑紅外線輻射﹑紫外線和電離輻射﹑高強(qiáng)度可見(jiàn)光和相干光（激光）輻射。
減小這種危險(xiǎn)的方法包括﹕
限制潛在輻射源的能量等級(jí)﹔
屏蔽輻射源﹔
使用安全聯(lián)鎖裝置﹔
如果不可能避免暴露于輻射危險(xiǎn)中﹐要提供警告標(biāo)識(shí)以告誡使用人員。
化學(xué)(Chemical Hazards)
接觸某些化學(xué)物品或吸入它們的氣體和煙霧可能會(huì)造成危險(xiǎn)。
減小這種危險(xiǎn)的方法包括﹕
避免使用在預(yù)定的和正常條件下使用設(shè)備時(shí)由于接觸或吸入可能造成傷害的堆積的和消耗性的材料﹔
避免可能產(chǎn)生泄漏或氣化的條件﹔
提供警告標(biāo)識(shí)以告誡使用人員危險(xiǎn)。
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