安规培训讲义
一、安规体系介绍
UL、 CSA:进入北美市场的必由之路。
TUV、VDE：欧洲，德国。
CCEE：中国长城认证。
两大标准体系：IEC和UL标准。
二、安全规范
基础安全：
IEC 479《人体通过电流的效应》
IEC664《低电压系统绝缘配合》
IEC536《电工电子设备防触电保护的分类》
专业安全：
信息技术类：IEC950、EN60950、GB4943、UL1950
家电类：IEC335 IEC65
测量控制：IEC1010、UL508
通信产品应满足GB 4943-95《信息技术设备（包括电气事务设备的安全》、 IEC 60950-1999《Safety of information technology equipment》。
三、专业术语
1、根据设备电击防护原则，设备分为：
1、Ⅰ类设备
2、Ⅱ类设备
3、Ⅲ类设备
基本绝缘、附加绝缘、双重绝缘、加强绝缘
2、一次电路、二次电路、ELV电路、SELV电路、。
3、爬电距离、电气间隙、漏电起痕。
三、安全测试审查主要内容
1、安规标记
2、电气安全性
3、设备发热安全要求
4、防火要求
5、布线安全要求
6、机械安全要求
四、安规标记与说明
1、电源额定值
设备应标有电源额定值标记，标记电源的电压、频率及相应的载流量，若标记在设备的外表面，则设备在正常使用安装后，标记应仍能看清。
标记的内容：
1) 额定电压或额定电压范围（V）
如，220V，120V/220V/240V，220V～240V
2) 电源性质符号（仅限于直流）
3) 额定频率或额定频率范围，50Hz或43~65Hz
4) 额定电流，mA或A
如：120V/240V；2.4A/1.2A 或 100V～240V；2.8A～1.1A
5) 制造厂厂名，商标或识别标记
6) 制造厂规定的机型号或型号标志
7) 如果设备为CLASS II，则需加入 回 符号。
注：区分设备类型为CLASS I 或 II的最简单方法为看设备有无接地，若有设备为I 类设备，否则为II类设备。
2、安全说明
如果需要提醒注意，避免在操作、安装、维修、运输或贮存时引起危险，则应提供必要的说明书。说明书语言为用户方可接受的语言。
3、电源插座
如果设备上任何一个标准电源插座是操作人员可触及的，则在该插座附近标有标注，用以说明该插座可连接的最大允许负载及输出电压。
4、熔断器
在每一熔断器座上或就近应标上标记，标出该熔断器的额定电流、熔断特性（slow，fast，time lag），和防爆特性（Low-breaking，high-breaking），如果该熔断器座能装上不同电压额定值的熔断器，则还应标出熔断器的额定电压。
例：T2.5AL,250V F3.15AH,250V
对于安装在内部的熔断器，允许在维修文件中提供一个明确的包含有关说明的相互对照表。
5、配线端子
保护地接线端子使用 符号。
一次电源中线端子，应用大写字母N标明
对于三相设备，如果相序不正确，会引起危险，则与相线相连的端子应有标记，以保证在使用任何有关的安装说明书、相序不会弄错。
标记不应标在螺钉上或在接线时可能要拆卸的其它零部件上。
6、控制装置和指示器
6.1 凡影响到安全的指示器，开关和其它控制设备，其标记或安装位置应能明显地表明它们所控制的是哪一种功能。对于这种目地的标识，应尽可能做到无外语、国家标准等知识的就能使人一目了然。在涉及安全的场合，控制装置和指示器的颜色应符合IEC73的要求。
颜色 含义 说 明
红 危险 危险状态或应急指令
黄 注意 异常/故障状态/长期或短期的警告
绿 安全 指示安全状态/安全运行/线路通畅
蓝 强制 表示需要采用强制性的动作
白灰黑 无专门指定含义 一般信息
6.3 在开关附近使用符号来指示“通”和“断”的状态时，通状态，使用紧线“1”符号，“断”状态，使用园圈“0”符号，（IEC417）；对于推式开关，应使用符号“①”，指示“等待”状态应使用符号“ ”。
6.4 如果使用数字来指示任一控制装置的不同位置，则指示“断”位置应使用数字“0”，而较大的数字应用来指示较大的输出、输入等。
6.5 开关和其他控制装置的标记和说明应标在其就近处或明显位置。
7、语言
与安全有关的说明书和设备标记，应使用要安装该设备的国家所能接受的语种。指定由维修人员使用的文件说明允许用英文书写。
8、耐久性
所要求的标记应是能耐久和醒目的，考虑到标记的耐久性，应把正常使用的影响考虑进去。
通过检查和控制标记来检验其是否合格，控制标记时，用蘸有水的棉布用手擦15秒，然后再用蘸有汽油的棉布用手擦拭15秒，完成试验之后标记仍应清晰，标记铭牌应不可能轻易被揭掉，而且不应出现卷边。
9、大漏电流
漏电流大于3.5mA的设备，应在靠近设备的一次电源连接端处，应设置下列警告语或类似词语的标牌：
大漏电流
在接通电源之前必须先接地
10、其它
本标准所需求的标记不应标在这种可拆卸的零部件上。在有电击危险的区域，尽可能做到操作人员不可触及，并标注电击危险标记，以阻止操作人员接触。
电击危险标记ISO 3864
举例：1、接地标记 2、保险丝标记 3、CICSO路由器的外面标记。
五、电气安全性
主要有以下内容：
1、电击与能量危险。
机箱内工作在大于42.4V交流峰值或60V直流电压下，且不与限流电路连接的裸露部件，应作适当的安装或隔离保护，以便在对设备的其它零部件进行维修操作时，不会发生不留神接触到这些裸露零部件的情况。
考虑到在维修操作时，可能会有一些导电材料无意中交接在涉及能量危险的裸露零件上，因此应对这些涉及能量危险的裸露零部件进行合理安置、密封、隔离保护或者装上挡板，而且这些挡板应易于拆卸和更换。
用标准试验针（GB4943－90 图13所示，试验针针头宽度为3mm，长度为15mm）进行碰触试验，会有电击的可能，220V走线应用挡板（或隔离装置）隔离，以免维护人员无意碰触。
举例：1、微蜂窝 2、ONU160B 3、会议电视一产品的电源散热器带电
2、一次电路、二次电路、电气间隙、爬电距离
1、过压等级 表一
2、污染等级 表二
3、一次电路爬电距离和电气间隙 表三
4、二次电路爬电距离和电气间隙 表四
指标要求：
1、 电源线对机壳的绝缘电阻在恒定湿热试验后应不小于2M欧姆 。
2. 电源模块的输入端与机壳之间应能承受1500V交流电压，持续时间为1min，不应出现飞弧和击穿现象；电源模块输入端与输出端应能承受3000V 交流电压，持续时间为1min，不应出现飞弧和击穿现象； 电源模块的输出端与机壳之间应能承受500V交流电压，持续时间为1min，不应出现飞弧和击穿现象。
3. 电源的输入端与机壳之间的泄露电流为：
直流：不大于2mA；
交流：不大于0.7mA（峰值）；
从上图可以看出，由于绝缘片的宽度不一致，有的完全隔离了汇流排，有的还留有空气间隙，而绝缘胶只是填充了汇流条的外面的一侧和汇流条的两端，这样就留有很大的安全隐患，首先是达不到标准规定的耐压要求（绝缘层本身的厚度耐压没有问题，不会被击穿），主要是因为在汇流排之间留有空气间隙，耐压测试时易飞弧，而且一旦汇流排有污损或是制造工艺控制不严格，有碎削、水汽或其他污染物进入后再密封，容易造成绝缘的下降，使-48V和地之间处于半通半断的电路状态，最后导致绝缘层的烧焦。另外，由于隔离不当，使暴露的汇流条间距过小，在上述状态下，电压会促使金属产生迁移，形成瞬态短路放电。
2、某单板抗电测试时电压加到1000V左右时，漏电流迅速增大，超过10mA，单板上有飞弧现象。检查单板布线情况，发现单板上220V走线有很多如下图的焊点：
做抗电强度试验时恰恰就是这些焊点有飞弧现象，因为焊点（220V）与接地层（PE线）之间的爬电距离太短（只有1mm左右），在高压时容易飞弧击穿，如果单板被活性离子污染或是吸附了灰尘，就很容易造成短路或是飞弧。达不到安全强制性要求，按照标准爬电距离至少应有2mm以上。
3、保险丝座。
4、XX产品加热板采用220V供电，加热板在金属表面层开出两个圆孔，将零线和火线引入加热板中间夹层的半导体膜。现加热板规格书只提出零线和火线的间距，未提及零线和火线与金属层之间的间距。按GB4943－90 『信息技术设备（包括电气事务设备）的安全』 表3「一次电路的绝缘以及一次电路与二次电路之间的绝缘的最小间隙」规定，电源插座焊盘之间的间距应大于2mm。由于未对尺寸做规定，供应商提供加热板220V电源线与金属层的间距不统一。有的大于2mm，有的小于2mm。使系统留下了安全隐患。
通过抗电强度试验发现达到800V时就有飞弧现象，漏电流很大。现供应商已将电源线从加热板上下金属层中间引出，夹层之间改用导热橡胶，原来为云母。加热板的抗电强度可达到3000V。
GB4943标准规定： 对玻璃、云母、陶瓷或类似的材料，其最小爬电距离可以使用等于其相应电气间隙的数值。
5、各种外协电源的不符合安规的地方和应对外协电源提出安全性指标。
六、关于布线、连线和供电的安规要求
整机配线：1、额定电流和温升。
2、阻燃特性。
3、连接、固定方式。
4、保护接地措施。
5、绝缘。
1、导线的截面积应与这些电缆预定要承受的电流相适应，以免因导线温度过高发生危险。
例如： 电源软线的规格
实际案例：某产品蓄电池接到ESC板的配线太细，温度过高。
4820电源模块的18号线太细。
温度过高的地方（如有加热板）应用高温导线。
PVC导线温升小于50K，端子温升小于60K。
2、阻燃性等级要求
阻燃性等级：5V、V-0、V-1、V-2、HB，HF-1、HF-2、 HBF，有相应的燃烧实验方法。
总配线架上所有塑料件：V-0级；
对于PCB板：V-1级以上；
外壳：V-1级以上；
配线绝缘层：V-2或更优；
螺旋绳绕的胶带和绝缘套管：V-2或更优；
聚氯乙烯、聚四氟乙烯、全氟乙丙烯和氯丁橡胶材料：免于试 验。
软线（聚氯乙烯）固定用衬套：HB级或更优。
3、连接固定方式
内部布线应以适当的方式走线、支撑、夹持或固定，以防止：
---在导线上或端接处造成过分应力；
---导线出现松脱；
---导线绝缘受到损伤。
电源软线的固紧装置在设计上应保证：
---软线更换不会损害安全，也不会损害设备的正常工作；
---通常更换软线时，消除应力的方法能一目了然；
---不采用螺钉直接压在软线上来夹紧软线；
---不采用在软线上打结；
---固紧装置可用绝缘材料或金属材料制成，如果是金属材料，则采用符合附加绝缘要求的绝缘与可触及的金属零部件绝缘。
实际情况应避免：
1、220V电源（单层绝缘的）引入线不能绑在金属机架上，应有走线槽或套管或有附加绝缘的固紧装置。与信号线分开走线。
2、软线从金属孔穿过时，应有护套。
案例：某产品220V引入线不符合规范， 如果220V电源引入线的一根松脱，会碰到机壳导电体，不符合安规要求。
案例： 220V电源采用三芯插座接入XX产品，一旦受到外界拉力，就可能造成电源线脱落造成外壳带电。
根据GB4943－90 「信息技术设备（包括电气事务设备）的安全」第3.3.9条规定，一次电源接线端子的设置、隔离保护或绝缘应保证在安装导线时，万一多股软导线中的一根线脱开时，也不会出现这根导线与下列零部件发生意外接触的危险：
－－可触及的导电零部件；
－－与可触及的导电零部件仅用附加绝缘隔离的不接地的导电零部件。
试验方法如下：
将电源线的端部拨去约8mm长的绝缘层，使之悬空。在不绕离保护物的情况下，沿任何一个可能的方向弯曲，不应触及到任何可触及的金属零部件。
建议采取以下措施：
1、将电缆出线孔金属盖板和附近机壳搞成表面绝缘。
2、将220V电缆加一个线扣或者其他固定装置，防止线束脱开。
4、保护接地措施
1、接地线、接地端子的电阻要小于0.1欧姆（12V/25A）
2、接地线（PGND）应该是黄绿相间的导线。
3、在设计上，应保证在进行维修时，保护接地连接端不得断开，除非其断开时，被保护的零部件上的危险电压能同时去除。
4、应对接地端子采取必要的措施来防止腐蚀。
实际请况：
1、 公司基本上所有的保护接地的颜色不符合规范。
2、 整个机柜应保证是一个等势体，对电气不可靠连接的外壳部分应专门用保护地线保证电气良好连接。如机柜门上连到PGND的接地线，应该是黄绿相间的导线，而且应在机柜的门上用螺钉连接。
七、结构要求：
1、稳定性和机械危险。
2、抗振性。
3、防火要求。
4、防水要求。
5、防尘要求。
1、稳定性和机械危险
设备相对于其正常垂直位置倾斜10°时，设备不应翻倒。
对落地设备，在距离地面不超过2m的最不利的高度上，沿任意方向（向上方向除外），向设备施加一大小等于设备重量20％的力（但不大于250N），该设备不应翻倒。
对非落地设备，沿任意方向（向上方向除外）向设备施加一大小等于设备重量 20％的力（但不大于250N），该设备不应翻倒或掉下。
实际情况：ONU160B副柜里面蓄电池放在机柜上部，配线架放在下面，造成重心不稳，不符合安规要求。
2、抗振性
1、单板问题：三端模块、光模块、短路器、镍铬电池，可调元器件的固定问题。
固定方法：点胶 、点蜡 、螺钉固定等
案例：1、TRX模块短路器振动试验结果：用胶水粘过的短路器没有一个在振动中掉下，而没有用胶水粘过的短路器10个掉了9个，所剩的一个也差不多快掉了。
2、某单板的光模块悬空，仅靠其管脚固定承受其重量，振动试验时管脚全部断裂。同样还有7805稳压模块的螺钉孔没用螺钉不固定，造成造成模块管脚断裂。
2、螺钉紧固问题：
案例1：风扇框本试验主要对风扇框上风扇两种不同固定方式的效果进行了振动试验。 试验结果： 1、两个风扇使用双边固定，紧固力矩为3.0~3.5kgf.cm，有 松动现象，但没有脱落。分析原因应该是塑胶弹性较大所至，可见该力矩是可以保证风扇的紧固，但风扇上边也承受较大弯曲应力，对塑胶料来讲，一般都存在应力开裂、老化开裂等缺点，所以，双边固定仍然存在一定隐患。 通过试验，目前我司的塑胶件风扇紧固都改成了单边固定或者自攻螺钉紧固。
案例2： MSU 102 （8PCS）
机械试验前后主要测试了外观、机械、电性能等指标变化。 试验后有1台MSU102的灯板上螺钉全部脱落，经工艺人员检查属于外壳来料不良，螺钉孔径偏大 问题出现在紧固功放模块的2个M3×6螺钉，虽然没有明显的松动现象，但是试验后测试表明：这2个螺钉的松动扭矩都在2～3个扭矩单位之间，不能保证功放模块和地之间良好的接触。故障分析及改进措施：对功放模块部分的2个螺孔，更改顶盖上螺孔的位置，左边螺孔向外移动0.3mm，右边螺孔向外移动0.2mm，改用3×8组合螺钉紧固。改进措施：（1）对功放模块部分的2个螺孔，应更改顶盖上螺孔的位置，左边螺孔向外移动0.3mm，右边螺孔向外移动0.2mm，改用3×8组合螺钉紧固。 （2）临时的方案：在顶盖还没有更改的情况下，工艺人员应更改装配流程，要求装配工人用手批紧固固定功放的2个M3×6螺钉，然后点红胶。 已采用改进措施（2）即临时方案，改进措施。
3、防火要求
对工作在高温下的元器件应有效地屏蔽或隔离，以防止其周围的材料和元器件过热。如果无法防止元器件在故障条件下过热，这些元器件应安装在可燃性为V－1级或更优的材料上，而且应与阻燃性较差的材料相隔至少13mm的空间距离。
带有电池的通信产品，电池极性接反或强制充放电时不应该引起着火或爆炸。
案例：烧机原因。
4、防水要求
室外设备应能防雨水破坏。其外壳防水性能应能达到IEC529《外壳防护等级的分级》，第二特性序号为5的要求，即防喷水要求，从任何方向对外壳喷水时，对通信产品无影响。
结构设计上未考虑防水槽，单单依靠导电橡胶进行防水不可靠。一旦导电橡胶老化或者坏损，雨水就很容易进入。
导电橡胶条太细，弹性不够。建议加深安装槽，增大导电橡胶尺寸。
导电橡胶条可以考虑改成菱形或者阶梯形的，圆形不是最佳防水形状。
5、防尘要求
公司产品基本上是通过风扇强迫空气对流达到散热的效果。防尘主要与防尘网的选择有很大关系。评价防尘网应考虑的性能指标：
1、通透性
2、吸附性（使用寿命）
3、温升
4、静压损失
|
