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信息技术类抗电强度测试标准解读

2017-8-23 22:58 827 0 原作者: internet
简介
抗电强度,俗称“绝缘耐压”或者“打安规”“打高压”,属于安规实验中的一项,其物理学中的定义为:工作于强电场中的绝缘材料所能承受的最大电场强度(即超过该场强介质便击穿),而工业上常用击穿电压来表征抗电强度 ...

      

      抗电强度,俗称“绝缘耐压”或者“打安规”“打高压”,属于安规实验中的一项,其物理学中的定义为:工作于强电场中的绝缘材料所能承受的最大电场强度(即超过该场强介质便击穿),而工业上常用击穿电压来表征抗电强度。

  信息技术类的常见安规标准有3个,即GB4943,EN60950,UL60950。


  A 三大标准的关系

  按照惯例,中国的电子设备国家标准基本是全文翻译IEC的相关标准,在信息技术类安全规范标准领域也不例外,国标4943的制定基本上是全文翻译EN60950的标准,虽然近年相继有20072010版的更新,但基本实验项目并未变动,仍是以GB4943-2001版的为基础。

  美国的UL认证体系与IEC是两个完全不同的体系,但随着IEC被越来越多的国家引用,UL也在某些方面开始向IEC标准靠拢,信息技术类的安规标准就是一例,UL60950与EN60950的语句如出一辙,只是区分了美洲特殊电压规范信息。

  综上,GB和UL均是全盘引用IEC的EN60950标准,为了便于理解,以下的解读以GB4393为主,EN60950与GB完全一致,UL的只做原文引用,不再解读。

  

      B GB4943-2001

  由于网络上只能download步步高公司的抄编版,故以下解读均以步步高公司的抄编版为基础。

  GB4943对抗电强度的描述在第83页

  1 对实验样品的要求:以下为国标原文

  "设备中使用的固体绝缘应具有足够的抗电强度.

  当按4.5.1的规定进行发热试验后,在设备仍处于充分发热状态时,应立即按照5.2.2的规定对设备进行试验,以此来检验其是否合格.

  

       如果一些元器件或组件在设备外单独进行抗电强度试验,通过进行发热试验的部件(例如:将它们放置在烘箱中),使这些元器件或组件达到一定的温度.但是,对用作附加绝缘或加强绝缘的薄层绝缘材料的抗电强度试验,允许在室温下按照2.10.5.2进行"

  对样品的一般要求,总结三点

  1)对设备整机,先按4.5.1做发热实验,然后对发热状态的时候立刻进行抗电强度实验;

  2)对组件(用作加强绝缘的材料除外):首先在设备整机实验室应测量发热试验后该组件的表面温度T1,然后在对该组件做抗电强度实验时应首先对其加热至T1后再进行实验;

  3)对用作加强绝缘的材料:允许在室温下测试抗电强度。

  以上三点中,与我们密切相关的是第一点,即整机实验须在发热试验后立刻进行。

  2 实验方法和判据

  实验方法原文

  加到被试绝缘上的试验电压应从零逐渐升高到规定的电压值,然后在该电压值上保持60s。

  判据原文

  "试验期间,绝缘不应击穿。

  当由于加上试验电压而引起的电流以失控的方式迅速增大,即绝缘无限制电流时,则认为已发生绝缘击穿。

  电晕放电或单次瞬间闪络不认为是绝缘击穿。


      1)实验电压保持时间:60S。在设备做安规报备时,实验电压保持时间明确为60s。但在产线上,结合产能的实际情况,一般会把保持时间设置在3S左右,但同时会把测试电压提高。(举例,一款2类充电器,初次级的测试电压按照国标规定为3000V,时间60S,但实际生产中往往出于产能的考虑对该实验不能做到60s,国标中也有明确说明不用于安规报备的抗电强度实验时间可以减小至1S,故生产上可将该试验时间定为5S,测试电压提升至3800V)

  2)实验电压确定:前面已经提到,GB4393的实验电压是基于设备的额定电压和绝缘等级来确定的。额定电压很容易理解,那绝缘等级是什么,应该如何区分呢?

  在装PCB的外壳上做接保护地处理,这样的处理方式按照绝缘等级分类就是基本绝缘,这种仅具备基本绝缘的设备按照触电防护类型分类就叫做1类设备,EN60950中称作classIequipment;

  在基本绝缘外又增加了一层防护且无接保护地处理,这样在基本绝缘失效后,仍由第二层的加强绝缘来保障接触人员的安全,这种处理方式按照绝缘等级分类就是加强绝缘,这种具备加强绝缘的设备按照触电防护类型分类就叫做2类设备,EN60950中称作classⅡequipment。

  这里注意,不能简单的通过看设备是2pin还是3pin判断设备是1类还是2类,因为有些3pin是假接地的,也有1类设备做成2类结构的,要具体设备具体分析(国标中还有0类,01类和3类设备,这里不做讨论)。

  话题再回到抗电强度上来,实验电压可以为50Hz或者60Hz的交流,也可以是等于该交流电压峰值的直流电压,至于工厂选择采用哪种方法测试由工厂自己来决定,不是我们关注的重点。


GB4943的测试电压是基于设备的额定电压和绝缘类型,在GB4943中有表格说明.


                                            

                                                                              GB4943测试电压说明

从表中可以看出,对于一款中国向(即输入电压在交流184-354之间)5V1A充电器的初次级(初次级属于加强绝缘类型),应该打3000V的电压60S。

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