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GB 8898 知识及产品的安全设计方法介绍 1970/01/01 19:07 点击:872 / 回复:0

曾维坚

  

一、GB 8898适用范围:
 1、适用于由电网电源或电源设备供电的,预定用 来分别接收、产生、录制或重放音频、视频和有关信号的电子设备,也适用于设计成专门与上述设备组合使用的设备,例如:电视机、影碟机、功放机、有源音箱、视频投影仪、视频监视器、视频游戏机、录放机、刻录机以及电子乐器等等。
 2、适用于海拔高度为2000m以下,主要在干燥地区和温带或热带气候下使用的设备。 
 3、适用于其额定电源电压不超过下列数值的设备:
           ------ 非单相交流电源433V;
           ------ 单相交流电源250V或直流电源250V。
 4、本标准仅涉及设备的安全而不涉及其他特性,如式样或性能。

   

二、和产品有关的一些术语的定义:
1、 型式试验:在按某种设计制造一个或多个样品来确定该设计是否符合本标准的全部
要求而进行的试验。
2、例行试验:在制造过程中或在制成之后,为确定其是否符合某些要求而对每个样品进行的试验。按3C认证的有关要求,本公司的产品要进行例行试验的项目有抗电强度测试和I类设备的接地电阻测试。
 3、危险带电:从物体上可获得危险接触电流(触电)的物体的电气条件。(P24-9.1.1)
4、爬电距离:在两个导电零部件间沿绝缘材料表面的最短距离。
5、电气间隙:在两个导电零部件间在空气中的最短距离。
 6、保护接地端子:是指为了安全原因而必须与接地的元件相连接的端子。
7、功能接地端子:是指为了安全以外的原因而需要与接地的元件相连接的端子。
8、基本绝缘:是指为对触电进行基本防护而对带电件所加的绝缘,厚度至少0.4mm。
9、附加绝缘:是指对基本绝缘所增添的独立绝缘,以便在基本绝缘万一失效时仍能防止触电,厚度至少0.4mm。  
10、双重绝缘:是指包括基本绝缘和附加绝缘的绝缘。
11、加强绝缘:对危险带电零部件所加的单一绝缘,其防触电等级相当于双重绝缘。
12、I类设备:是指其防触电不仅依靠基本绝缘而且采用附加安全措施的设备。在基本绝缘万一失效时,有措施使可触及的导电件与设备安装中的固定线路里的保护(接地)导体相连接,从而使可触及的导电件不会带电 
13、II类设备:是指其防触电不仅依靠基本绝缘而且采用诸如双重绝缘或加强绝缘之类的附加安全措施的设备。它不备有保护接地措施,也不依靠设施的条件。
14、全极电源开关:能断开除保护接地导体以外的所有电网电源各极的手动机械开关。
15、与电网电源直接连接:与电网电源的电气连接,当设备中的保护装置不短路时,与电网电源的任意一极连接时会在此连接处产生大于或等于9A的稳定电流。 
16、与电网电源导电连接:与电网电源的电气连接,当设备不接地时,通过2000 欧电阻器与电网电源的任意一极连接时,会在电阻器上产生大于0.7mA(峰值)的稳定电流。
17、接触电流:正常工作条件下或故障条件下,当人体接触设备的一个或多个可触及零部件时,通过人体的电流。 

 

三、安全设计的总要求:为了在正常使用条件或故障条件下均不出现危险,设备的设计和结构特别要具备一定措施,对下列危险提供防护:
1、通过人体的危险电流(触电);
2、过高温度;
3、危险辐射;
4、内爆或爆炸的影响;
5、机械不稳定性;
6、机械零部件引起的伤害;
7、起火或火势蔓延。 

 

四、正常工作条件和故障条件:
 正常工作条件:
1、对于本厂的产品,要装在机柜里进行试验。
2、设备应接到电压相当于其设计时的任一额定电压的0.9倍或1.1倍的电源上。例如,对于额定电压为市电220V,则试验电压应置于198V和242V上。  
3、如果是音频功率放大器,则音调控制件置于中间位置(平直状态);使用标准信号(粉红噪声或1KHz正弦信号)使设备对额定负载阻抗提供1/8的非削波输出功率。
4、如果有向其他设备供电的设备,要加上负载使其输出额定功率。
5、周边设备中需要相互连接或需要接其他设备或负载才能实现其功能的,要将其都连接起来。

  

   故障条件:
1、冷却装置(如风机)停止工作。
2、一些电源部分的关键元器件发生短路,如整流二极管、整流桥堆、电源滤波电容、稳压管、功率管等发生短路。
3、功放的负载发生短路。 
4、功放处于满功率工作状态。
5、通风孔被堵塞或被覆盖。
6、向其他设备供电的设备输出端子,与最不利的负载阻抗连接,包括短路,但直接与电网电源连接的输出插座除外。

  

五、有关标记和说明书的问题:
1、设备应有下列标记或标牌:这些标记应 是耐久的、能理解的和易识别的;标牌应不可能轻易被揭掉,而且不应出现卷边。
 ●    制造厂名称和商标 ;
 ●    3C标志 ;
 ●    型号或型号标志 ; 
● 对于II类设备应有“回”型标记;
● 如果电源是交流电则用表示 ;
● 如果电源是直流电则用表示;
● 如果电源可以用交流也可以用直流的用 
● 要标明额定电网电源频率(或频率范围);
● 要标明设备的额定电源电压或额定电源电压范围; 
● 要标明设备的额定功耗或消耗电流值 ;
● 如果有可向其它设备提供电源的插座,则电压(如果不同于电网电压)以及允许输出的功率或电流值也应标明;
● 保险丝应标明其类型、额定电压、额定电流值以及分断能力,例如F1AL250VF4AH250VT2AL250V
● 要标明设备的额定功耗或消耗电流值 ;
● 如果有可向其它设备提供电源的插座,则电压(如果不同于电网电压)以及允许输出的功率或电流值也应标明;
● 保险丝应标明其类型、额定电压、额定电流值以及分断能力,例如F1AL250VF4AH250VT2AL250V  
 安全接地端子旁边应有 “  ” 标记,其他接地端子不应使用该符号,而且安全接地端子必须是专用的,不能和其他接地端子共用 ;
 ●   在正常工作条件下,危险带电的连接端子(电网电源端子除外)要有     ”标记,且闪电箭头应指向带电端子;

  2、电路图和元件表中的安全性关键元器件应标上符号 该符号可以标在有关元器件的附近但不要标在元器件上。

3、说明书应有以下的信息:(说明书应用规范的中文来表述)
   ● 与安全有关的信息,如通风的要求、对火焰的隔离、更换电池的注意事项、设备在某些气候条件下的使用说明等。 
● 对不具有水溅防护的电网电源供电的设备以及内部产生的电压大于交流35V(峰值)或直流35V的设备,使用说明书中应说明设备不应遭受水溅,而且还应说明设备上不应放置诸如花瓶一类的装满液体的物品。
● 若电源开关采用标志、信号灯或类似方法指示“通”或“断”状态时,会给出设备完全与电网电源断开的印象,应在说明书中清楚地叙述设备正确状态的信息。如果使用符号,则它们的含义也应给予说明。 例如,本设备的电源开关在状态时,机器并未与电网电源完全断开,为安全起见,在不使用本设备时,请将电源线插头拔出插座。
● 如有危险带电警告的端子,需要对其安装或使用作出说明或警告。 

 

六、有关安全性关键元器件的选用:
1、 电源变压器:除满足设计指标要求外,还需要有CQC认证证书以及有制造厂名称或商标以及型号或产品分类号的表识。

2、 电源线:除了要满足设计的电流要求外,还要有3C证书,需要注意的是, 带插头的电源线的头和线有不同的3C证书。还要注意的是如果安全接地线是绝缘线的话,就一定要用黄绿双色线。 

3、 保险丝:根据设计要求选择合适的类型(T型或F型)以及合适的额定电压、额定电流以及分断能力的保险丝,需要有3C证书。特别要注意实际使用的保险丝和机器后板丝印的标称值要相符合。

4、 电源开关:选用开关时要根据设计要求,选择其额定工作电压、额定工作电流以及额定峰值浪涌电流(这点一定要注意)都符合要求的开关,要有CQC认证证书。此外,要注意用“O”作为“断”位置标志,仅允许用于全极电源开关。

5、 电源插座:根据设计要求选择额定电流,额定电压都符合要求的电源插座,要有3C证书。

6、 PCB板:需要有CQC认证证书。

7、 和电网电源有关的继电器要有CQC认证证书,且要考虑爬电距离的要求。

  

七、在产品的安全设计中应考虑和注意的问题:
      防触电的一些措施: 
1、和电网电源直接相连接的导线不能直接焊到电路板上,要么用接插件的形式联接,要么用打铆钉的方式联接;
2、对于机内布线,不带电的软线不能触及带电部件,若无法避免,则需要加双重绝缘;
3、对可触及的危险带电件(如功放的输出端子),要设置紧固的防护盖;
4、对于有开关电源的设备,要合理选择X电容和Y电容,既要防止可触及金属件危险带电,又要兼顾电磁兼容的要求;
5、对于I类设备,安全接地线要预留足够的长度,保证万一电源线被拔出设备时,危险带电导线先于安全接地线被拉紧;
6、高压电路和低压电路间的爬电距离要符合要求,也就是说至少要有6mm的爬电距离。与电网电源连接的不同极性的零部件之间的爬电距离至少要有3mm;
7、机器外壳所开的通风孔或其它孔洞的宽度不能超过4mm(包括底部的开孔)。
8、与通信网络连接的设备必须有隔离措施,其爬电距离的绝缘要求为基本绝缘,也就是说,爬电距离至少为2 mm,抗电强度为1500V。

 

 防止过高温度的方法
1、合理设计电路,减少功耗,例如要避免三端稳压器的输入和输出的电压差过大;
2、采取合理的通风散热措施,特别是功放机的散热以及风路的设计;
3、设置超温保护装置,使温度超过规定要求时,能自动切断信号或电源,例如加温控开关或熔断电阻或保险丝;

 

  在进行产品安全性设计时,需测量或监控的一些数据

1、抗电强度测量:

 

设备类型 测量部位 测量时间 测量电压 漏电流设置 合格判定
一类设备 电源两极对机壳 一分钟 1500V 10mA 不能出现飞弧或击穿,也不能出现报警现象
电源两极对输入输出端子 3000V
二类设备 电源两极对机壳 一分钟 3000V 10mA 不能出现飞弧或击穿,也不能出现报警现象
电源两极对输入输出端子 3000V

    2、绝缘电阻测量 :

设备类型 测量部位 测量电压 合格判定
一类设备 电源两极对机壳 500V   2MΩ
电源两极对输入输出端子   2MΩ
二类设备 电源两极对机壳 500V   2MΩ
电源两极对输入输出端子   2MΩ

 

3、接地电阻测量:

 

设备类型   测量电流(直流或交流) 测量时间 合格判定
  I类设备 25A 一分钟 小于0.1Ω

 

 

4、一些零部件温升的限值:

 

零部件名称
正常工作条件温升
故障条件温升
金属手柄、旋钮
小于30
小于65
金属外壳
小于40
小于65
变压器
小于85
小于150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

文章:youk [1970/01/01 19:07]
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