安规工程师基本培训.ppt

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1、安规工程师基本培训Basic Training For Testing Engineer,ETL SEMKO Shanghai Limited,目 录,1、基本内容和要求2、基础知识介绍3、常规安全测试,1、基本内容和要求,基本内容和要求-安全理念,什么样的产品才是安全的?基本理念:消费者在正常使用中,即使是由于不小心或误操作产品也不会对人体生命及财产造成伤害.产品中使用的元器件的可靠程度将会直接影响到整个产品的安全性.,基本内容和要求-安全理念,符合了产品相应的安全性标准是不是可以说该产品就绝对安全了呢？产品安全是相对的 潜在危害的性质 消费者对产品的期望 法律法规的限制 社会科学的发展,基

2、本内容和要求-安全理念,安全性规范涉及的危害是什么?触电危险 机械伤害 高温过热伤害 火灾危险(包括爆炸与自燃)辐射伤害 化学腐蚀伤害 欧标防触电 美标防火,基本内容和要求-标准化组织,Global(全球)IEC(International Electrotechnical Commission)国际电工委员会 IEC标准编号从60000开始。例:IEC603351。ISO(International Organization for Standardization)国际标准化组织 一般为非电类标准.例如:体系标准和机械标准.,基本内容和要求-标准化组织,Europe(欧洲)CENELEC(E

3、uropean Committee for Electrotechnical Standardization)欧共体电工委员会 欧共体电工委员会采用IEC标准编号,但以EN作为识别码.例如:EN60335-1表示等同采用IEC60335-1.非等同采用标准是以50000开始编号的.(EN50144系列就是一套欧洲特有的,在 IEC60745基础上发展的适用于各类电动工具产品的安全标准).CEN(European Committee for Standardization)欧共体标准化组织 一般为非电类标准.例如:机械标准.,基本内容和要求-标准化组织,America(北美)-ANSI/UL(A

4、merican National Standardization Institute/UnderwritersLaboratory)美国国家标准协会/保险商实验室 UL标准由UL起草,经由ANSI部分或全部采用而成为ANSI/UL标准.-CAN/CSA(Canadian Standards Association)加拿大标准协会 CSA标准由CSA起草,经由CAN部分或全部采用而成CAN/CSA标准.,基本内容和要求-标准化组织,Global全球IECInternationalstandard,EU+EEA欧共体+欧洲经济区CENELECEuropean standard(EN)欧洲标准Har

5、monized document(HD)协调文件,IEC Publ.IEC出版Common CENELECModifications 修改Special National Conditions国家要求,IEC Publ.IEC出版,基本内容和要求-标准化组织,标准的范围 标准的有效期 标准中涵盖的其他标准(如：元器件标准)及其有效期 标准的增补件 标准的采用形式(等同,等效,参考),基本内容和要求-常用的家电类产品安全标准,IEC/EN STD.(国际/欧洲标准)-IEC/EN 60 335-1 家用电器和类似器具安全的通用要求-IEC/EN 60 335-2 各类产品 家用电器和类似器具安全

6、 各类产品的特殊要求 例如：电熨斗：IEC/EN 60 335-2-3 家用电器和类似器具安全 电熨斗的特殊要求,基本内容和要求-常用的家电类产品安全标准,-IEC/EN 60 335 Part 2：出现在Part 2标准的一些章节开头，有“Modification、Addition、Replacement”三个词语，他们与相应的章节 有紧密的关联，按照上面的顺序，其程度依次加强。Modification 修改 对 Part 1 的相应条款内容仅作 部分修改；Addition 增加 对 Part 1 的相应条款内容再作增加；Replacement 替换 对 Part 1 的相应条款内容完全 替

7、换，采用 Part 2 的相应条款内容要求。,基本内容和要求-常用的家电类产品安全标准,ANSI/UL&CAN/CSA STD.(美国及加拿大标准)例如：取暖器：-Standard for Fan Heaters,Convectors,Oil Radiator and Radiant Heater-UL1278-CSA-C22.2 No.46,基本内容和要求-器具分类,器具分类（按连接方式）：X 连接：用户可以很容易更换电源线 Y 连接：只能由制造厂或者维修站更换电源线 Z 连接：只有破坏或者损坏器具才能更换电源线,基本内容和要求-器具分类,器具分类（按使用类型）：便携式器具：小于18kg，正

8、常使用时能移动 手持式器具：属于便携式器具，正常使用时握在手中 固定式器具：非便携式器具 固定安装式器具：正常使用时固定安装于支架上或固定安 装于特殊位置 嵌入式器具：正常使用时该器具安装于厨柜内或墙中预留 的壁室内或打算安装在其他器具内,基本内容和要求-器具分类,器具分类（按防触电类别）：0 类器具：只靠基本绝缘提供防触电保护 I 类器具：依靠基本绝缘+接地提供防触电保护 II 类器具：依靠双重绝缘或者加强绝缘提供防触电保护 II 类结构：器具的部分结构属于II类 III 类器具：依靠安全特低电压提供防触电保护 III 类结构：器具的部分结构属于III类,基本内容和要求-I 类器具,带电件,

9、基本绝缘,可触及部分,接地,带电件,基本内容和要求-II 类结构,带电件,基本绝缘,可触及部分或间接触及部分,附加绝缘,（可触及部分与带电件之间也可为加强绝缘）,带电件,基本内容和要求-III 类结构,安全隔离变压器,带电件,III类器具并不是可以随便触及的！,带电件,基本内容和要求-器具分类,这三种结构可以由低向高兼容，即II类器具可以有III类结构，I类器具可以有II类结构，等等。这时对于器具中的不同结构 必须满足相应的要求。例如：吸尘器产品：普通干式家用吸尘器应该为II类或者III类结构 湿式吸尘器可以为I、II或者III类结构 面包片烘烤器产品：可以为I、II或者III类结构 洗衣机产

10、品：可以为I、II或者III类结构,基本内容和要求-重点概念,可触及部分：试验指可以碰到的部分，器具内部与试验指可触及部件之间相导通（conductive）的部件也属于可触及部分。,可导电部件（如金属）,器具,可触及部分,带电件,基本内容和要求-重点概念,可触及部分,可导电部分,基本内容和要求-重点概念,绝缘分类 基本绝缘：提供对带电件的基本防触电保护 附加绝缘：独立于基本绝缘，在基本绝缘损坏时提供防触电保护。（或间接触及的部分）双重绝缘：基本绝缘+附加绝缘 加强绝缘：等效于双重绝缘,基本内容和要求-重点概念,爬电距离：带电件与带电件或者带电件与可触及部分之间沿着 绝缘材料表面的最短距离。电气

11、间隙：带电件与带电件或者带电件与可触及部分之间沿空 气的最短距离。特低电压与安全特低电压的区别：安全特低电压回路由安全隔离变压器供电。,2、基础知识介绍,基础知识介绍-电器参数的测试,电压（Voltage）：除另有规定，所使用的测试电压均为有效值（r.m.s.）欧标电压：230V/50Hz；美标电压：120V/60Hz；SASO 电压：220V/60Hz或127V/60Hz 理解额定电压、额定电压范围、工作电压、额定脉冲 电压的概念 电动类器具的温升试验，采用1.06Un进行 交流和直流，按最不利的条件进行试验 直流:V=I R;交流:V=I Z(阻抗),基础知识介绍-电器参数的测试,电流（C

12、urrent）：除另有规定，所使用的测试电流均为有效值（r.m.s.）美标器具在试验时主要检查电流的合格性 如果没有为器具规定电流，则额定电流：电热器具为额定输入功率和额定电压计算出的电流 电动和联合型的器具为器具以额定电压在正常工作条 件下运行时测得的电流 接触电流：P=I2/R,基础知识介绍-电器参数的测试,功率（Power）：欧标器具在试验时主要检查额定功率的合格性 理解额定功率、额定功率范围的概念 电热类器具的温升试验，采用1.15Pn进行 交流功率的功率因数(Power Factor)：,VA，视在功率,VARS,无功功率,W，P功率,PF,基础知识介绍-电器参数的测试,平均值（Av

13、erage）：对于多次测量结果，用算术平均值来计算 公式：x1+x2+xn/n 频率（Frequency）：周期性信号在单位时间内变化的次数 欧标：50Hz；美标：60Hz；SASO：60Hz等等 标有50Hz或60Hz频率范围的交流器具，则用50Hz或 60Hz中最不利的那种频率进行试验,基础知识介绍-电器参数的测试,三种测量模式：RMS模式：真有效值（r.m.s.），测量显示输入电压和 电流的真有效值。（square Root of the Mean Squared）V r.m.s.=V p/理论公式：MEAN模式：整流校正值。测量输入信号的整流平均 后，再换算为真有效值显示输出，如果信号

14、为标准 正弦波，该结果与RMS值一样，但对其他波形，该结果可能会与RMS和DC值不一样。,基础知识介绍-电器参数的测试,公式：（/2 T）DC 模式：或称算术平均值。测量显示直流信号或测量 交流信号中的直流成份。公式：1/T 积分表（Integral）:对电流A和有功率W积分，按时间进行累加，以测量 一段时间内所消耗的电量（Ah）和电能（Wh）需要用积分功率表测量功率的产品：如：按摩椅、带 PTC发热元件的发夹、搅拌器、洗衣机等等,基础知识介绍-热电偶,型号：热电偶的型号很多。如：B、C、E、J、K、N、R等等，我们选用 K 型的热电偶。材料：不同的型号所采用的材料也不一样。K型材料的名称 主

15、要有Ni cr-Ni si的合金。线径0.3mm。测量温度范围0-1200度 使用：当热电偶测量带电件的温升时，需要将热电偶与带电 件用绝缘隔开。如果不隔开，会影响测试仪器与测试 结果。热电偶的两极不能缠绕在一起，必须焊在一起（不可,基础知识介绍-热电偶,用锡焊 第三种材料掺入），保证感温点能够反映 实际测量情况。（见下页图）布点时必须贴实、粘紧，防止因高温、振动所带来 的松动。用来确定边壁、天花板和底版表面温升的热电偶，要 贴附在涂黑的小圆片（铜：直径15、厚度1）背面。另外：胶水：胶水用二部份的粘和剂配合使用，被测量温度 130时接触会不好。胶带：为中性的淡棕色。对于布在金属上的点要用 金

16、属胶带固定。布点时要注意脱落。,基础知识介绍-热电偶,Bad thermocouple,Twisted wires,Good Thermocouple,Welded Bead,Insulate the bare ends,Bad Thermocouple,基础知识介绍-四线法测电阻,基础知识介绍-四线法测电阻,组成：由上页的图可知，它是有一个电压表和一个恒流源组成。测量：电压表放置在电阻线两端的内侧，恒流源放置在外侧，通过 R=v/I 得到被测电阻的值。四个测量端子在测量时不可互换。HP仪的四线法测电阻，是小电流；接地电阻仪的四 线法测接地电阻，是大电流。优点：有针对性，任意可测，减少线上电阻

17、。比二线法更精确，减少接触电阻。,基础知识介绍-绝缘材料,Q：出风口处有吸湿性海绵，可触及部分与带电件之间距离L8mm，D8mm，是否满足防触电要求？,出风口（可触及）,带电件（碳刷架、引线）,L8mm,D8mm,吸湿性海绵,试验指,基础知识介绍-绝缘材料,Answer:假设海绵为绝缘材料，潮态试验后作耐压试验，如果不发生击穿，则认为此类结构满足安全要求（但必须满足图中 L 8mm的距离要求）。注：如果海绵直接与带电件接触（或者0.8mm以内），美标要求海绵必须经过认证 94HF-1,基础知识介绍-绝缘材料,木料、棉花、丝绸、普通纸和类似的纤维材料和吸水材料，未经浸渍处理不能作为绝缘（22.2

18、1）一般的陶瓷（除非烧结紧密）及类似材料不能作为附加绝缘或者加强绝缘（22.32）橡胶作为附加绝缘必须考虑它的氧化及开裂（22.32）,基础知识介绍-绝缘材料,电气绝缘必须满足 绝缘强度(包括经由潮态处理,喷淋试验及耐久试验后)绝缘材料(包括抗老化,防潮耐热耐燃耐漏电起痕)绝缘穿通距离DTI：附加绝缘应大于1.0mm,加强绝缘应大于2.0mm),基础知识介绍-绝缘材料,1、绝缘穿通距离DTI：附加绝缘厚度：1 mm，加强绝缘 2 mm2、如果绝缘采用片状材料组成（云母或类似鳞状材料出外），则应符合下列条件（1不适用）：附加绝缘至少两层，每层能承受附加绝缘的耐压要求（1750V）；加强绝缘至少三

19、层，每两层能承受附加绝缘的耐压要求（3000V）；,基础知识介绍-绝缘材料,3、如果附加绝缘或加强绝缘不是可触及的，则只需满足以下条件之一即可（1、2不适用）：19章非正常试验中的最大温升不超过11.8条规定的允许值 绝缘保持在19章试验期间测得的最高温升值加上50K的烘箱中，经过168小时处理，能承受16.4的耐压值。耐压试验需要在烘箱内和室温下分别进行。并非所有规定的绝缘穿通距离一定是穿过固体绝缘的，它可以是由固体绝缘厚度加上一层或者多层的空气层组成。,基础知识介绍-绝缘材料,带电件,空气,外壳,A,B,加强绝缘：A+B=2mm,基础知识介绍-绝缘材料,带电件,加强绝缘厚度大于2毫米,基础

20、知识介绍-绝缘材料,带电件,基本绝缘,外壳,A,B,附加绝缘；A+B=1mm,空气,基础知识介绍-绝缘材料,美标对绝缘材料有RTI的要求：使用材在A级电机中的绝缘材料其RTI至少105，引线至少90。对于更高绝缘等级的电机，其中的绝缘材料必须满足UL1446的相关要求。聚合材料作为绝缘材料使用，有严格的要求，如CTI、HWI、HAI等等。,基础知识介绍-防过热,过热伤害:热表面的灼伤 灼伤后的二次伤害 火灾的起因:接触不良 内部的故障 灰尘和残渣的聚集引起绝缘崩溃 碳刷火花 外部火源,基础知识介绍-防过热,产品正常使用中，不应产生过热：外壳（包括正常使用中偶尔碰到的部分）60K 手柄（包括正常

21、使用中持续碰到的部分）50K 有 T Mark 的元器件环温 T-25K 电源线（无 T Mark）50K 内部导线（无 T Mark）50K 绕组（按照绝缘等级）90K（E）开关（无 T Mark）30K,基础知识介绍-元器件的安全要求,元器件 总则：元器件必须符合相应的IEC标准的规定安全要求。Components shall comply with the safety requirements specified in the relevant IEC standards as far as they reasonably apply.欧洲：VDE，S，N，KEMA，BSI，IMQ，A

22、STA.美洲：UL少数元器件可以随机测试。产品中不能含有石棉（22.22）产品中不能含有液态水银（22.41）,基础知识介绍-元器件的安全要求,常用元器件及其相应标准：开关 Switch EN 61058-1 电容 Capacitor IEC 384-14 插头 Power plug不同的国家有不同的标准（VDE0620，BSI1363）电源线 Power cord HD 21等 马达热保护器 Thermal motor protector EN 60730-2-2 热断路器 Thermal cut-out EN 60730-2-9 安全隔离变压器 Safety isolating trans

23、former EN 61558-2-6,基础知识介绍-元器件的安全要求,常见随机测试元件：电机 变压器 开关,基础知识介绍-元器件的安全要求(开关),开关的基本要求（EN 61058）能开断感性负载（电动机为感性负载），动作次数至少10,000次（24.1.3）。UL标准以马力hp来表示能否开断感性负载。开关额定电流的表示方法及其含义 e.g.250V 10（6）A 1E4 T85 能开断的功率因素不小于0.95的阻性负载电流为10A，功率因素不小于0.6的感性电流负载为6A，开关允许工作的环境温度为85度。如果没有T标志，则开关默认的环温限值为0-50度（EN 61058）。T85/55：开

24、关的环温限值为0-85度，开关操动元件的环温限值为 0-55度。25T85：开关的环温限值为-25-85度。,基础知识介绍-元器件的安全要求(开关),Q：如果开关没有标有感性负载电流（或马力hpUL），能否使用？A：如果开关没有表明感性负载电流，可以用来控制电机负载，但必须满足以下条件：1、如果功率因素不小于0.8，电机负载电流不超过60的开关额定阻性开断电流，冲击电流不超过阻性电流值。2、如果功率因素不小于0.6，电机负载电流不超过16的开关额定阻性负载开断电流。-EN61058美标：开关需要开合电机堵转电流50次，除非该开关能够开断电机负载。,基础知识介绍-元器件的安全要求(电容),电容器

25、的基本要求（IEC 60384-14）X电容：损坏时不会引起触电危险，通常跨接电源两端。家用电器通 常用到X2电容。,基础知识介绍-元器件的安全要求(电容),Y电容：损坏时会引起触电危险，通常跨接电源线对地端。家用 器具一般用到Y1,或Y2电容。,基础知识介绍-元器件的安全要求(电容),X电容 跨接在电源两端的抗干扰或者分压电容必须满足335附录Q（24.1.1）X电容不能用作保护阻抗（22.42）；残余电压（22.5）：器具插头拔下以后，残余电压最大值不大于34V。0.1 F 容量的电容不考虑残余电压。如果电容容量大于 0.1 F：1、电容放在开关后面 2、如果电容放在开关前面，需要增加放电

26、回路（如果没有放电回路，残余电压最大值为220 V）,基础知识介绍-元器件的安全要求(电容),Y电容 Y1电容可以用作保护阻抗，但必须同时用两个符合IEC 60384-14（22.42）。对所有电容 不能与连接在热断路器Thermal cut-out的两端（22.38）。,基础知识介绍-元器件的安全要求(插头与电源线),对于不同的产品，Part 2对电源线的规格可能会有不同的要求 例如：对于取暖器产品，如果采用PVC电源线：除了油汀和对流取暖器,如果金属外壳的 温升不超过75K,基本都可以使用.,基础知识介绍-元器件的安全要求(塑料件),聚合材料分为以下几种：热塑性材料、热固性材料、弹性材料

27、热塑性材料：通过反复加热，可以很容易被软化及再软 化。热固性材料：在加热时可通过化学反应固化，一旦固化，不能重新加热再软化。弹性材料：室温下能够拉伸，在小应力下至少可拉伸至 原来长度的2倍，除去应力则恢复到原来的长度。,基础知识介绍-元器件的安全要求(塑料件),美标对塑料件有严格的要求，一般美标塑料件有以下两种用途1、塑料件作为电气绝缘材料使用：漏电起痕指数(CTI),绝缘电阻，高电流拉弧点燃试验(HAI)，热丝点燃试 验(HWI),灼热丝点燃试验(GWI)2、塑料件作为外壳使用：易燃性，燃烧速度，火焰蔓延 速度，冲击，负载，变形，受压，老化,3、常规安全测试,常规安全测试 IP试验,IP防水等级分类：从IPX0到IPX7 试验要求：除器具为IPX0外，器具应按IPX1IPX7规定要求经受IEC 60529 的试验 试验时器具不通电 不需借助于工具即可拆卸的部件要取下 IPX4试验：通常摆动范围从垂直算起每侧各90，持续时间为5min 手持式器具要按最不利的位置连续转动，角度180 结果判定：器具应经受16.3的电气试验；符合爬电距离和电气间隙的要求,