3C认证资料——元件的安全性

元件的安全性

电子产品整机的安全性取决于两个方面，一是整机本身的安全设计，二是使用有安全要求的元整件。对于后者，在整机型式认可试验时，需随机一起提供，按安全标准的要求进行试验。这类元件我们称为安全关键元件（以下简称关键元件）。鉴于关键元件在整机安全中的重要性，我们有必要仔细了解电子产品安全标准GB4943-1995《信息技术设备（包括电气事务设备）的安全》、GB8898-1997《电网电源供电的家用和类似一般用途的电子及有关设备的安全要求》对关键元件所作的规定，并在产品设计和生产、使用中予以足够的重视。
一、关键元件不合格可能引起的危险
涉及安全的关键元件不合格可能引起的危险，主要有三个方面：
⑴发生电火花；
⑵异常的温升。
此时如果元件周围有易燃物时，将引起着火。同时过高的温升还对绝缘性能产生危害，降低防触电性能。
2、触电
当起安全隔离作用的元件的绝缘一旦击穿，则会导致原来不带电的可触及件成为带电体，造成触电危险。

3、机械伤害
例如显象管，由于内部为高真空，当受外力强烈冲击或局部受温度骤变时，玻壳可能破裂，碎片溅射前方，造成人身伤害。
二、确定关键元件的原则
关键元件的范围较广，广义的说凡是其性能损坏将导致整机安全性能损伤的元件都是关键元件。确定关键元件一般应根据整机线路和结构的特点，按照安全标准的规定，予以具体情况具体分析。一般原则为：
1、安全标准中直接作出规定的元件，例如，GB8898在第4章对有关元件提出了具体规定，GB4943 1、5条和附录B、C、K分别作出了相关规定。
2、元件标准被整机安全标准引用，并要求达到规定要求的元件。例如，插头、插座标准；器具耦合器标准，等等。
3、整机安全标准中所要求的保护装置，例如，联锁开关等。
4、重点考虑：
——用于带危险电压电路中的元件（如电容器、电源滤波器、电动机等）；
——用于带危险电压电路与操作人员可触及电路之间的隔离用元件（如隔离电容器、隔离电阻、光电耦合器、隔离变压器等）；
——当其性能失效时能对操作人员造成电气或机械危险的元件（如熔断器、电容器、电动机、继电器等）。
三、对关键元件的评定
用于整机的关键元件不仅要求符合其本身相关标准中有关安全的要求，还必须满足整机的有关要求。因此，在整机做安全型式认可试验时，对关键元件的评定应按以下原则进行。
1、如果元件已经安全认证，应检查其是否按额定值正确使用，同时作为整机的一部分随整机承受规定的试验。
2、如果元件没有安全认证，则不但要检查其是否按额定值正确使用，还应承受安全标准规定的有关试验。
3、如果该元件无适用标准，或未按其额定值正确使用，则应按在整机中实际存在的条件进行试验。
注意点：
⑴中国电工产品认证委员会电子产品分委会，对整机产品实施安全认证时，并不要求其安全关键件已取得安全认证，允许随机试验，此时，应由整机厂提供样品并承担有关元件试验的费用。且有关该元件试验结果仅对该整机厂有效。
⑵整机产品实施安全认证时，对已取得安全认证的安全关键件，应在整机试验前随型式认可申请书一起提供其安全认证证书复印件。应注意，必须是CCEE证书，若是由国外认证机构认证，则须提供CB证书。
四、隔离变压器
电源隔离变压器是整机中的一个重要的安全元件，它在向产品的其它部分供电的同时，它的绝缘也时时刻刻承受着电应力和热应力，由于次级回路的元件一旦出现故障，最终亦将会使变压器承担由此产生的额外负荷。因此，安全标准对变压器的结构、绝缘材料的耐热性能和抗电强度等提出了严格要求，并且变压器必须保证在故障条件下也是安全的。电子产品的安全标准GB4943、GB8898对变压器的安全要求略有不同，但总的精神是一致的。归纳起来主要有以下几方面：
⑴结构
目的是保证产品具备足够的电气间隙、爬电距离和绝缘穿透距离。
a.应有预防措施，防止
——绕组或其线匝位移
——内部走线或同外部连接点相连的导线位移；靠近连接点的导线一旦断裂或连接点松动时，绕组零部件或内部走线过分位移。
——导线、螺钉、垫圈等一旦松动或脱落而桥接在SELV绕组与其他绕组（包括绕组连接点）之间所要求的最低限度的绝缘或电气间隙的任何一部分上。
b.应有足够的爬电距离和电气间隙。
变压器的各组成部分间的爬电距离和电气间隙应符合适用的绝缘等级要求。各部位绝缘等级要求的划分提供下图参考，但需注意各标准间的异同点。

图1

图中：
①工作绝缘
②加强或双重绝缘
③工作绝缘
④基本绝缘
⑤基本绝缘
⑥基本绝缘（两头为危险电压）
⑦加强或双重绝缘
应注意在GB4943标准中，应根据所处绝缘等级查表3和表6确定相应数值，而在GB8898标准中则均应符合9、3、5条加强绝缘的要求。
上述两个标准中还对变压器各自提出了一些详细的结构要求，应予以仔细了解（见GB4943 2、9；5、4；附录C；GB8898 14、3等）。
⑵抗电强度
GB4943按附录C C3
GB8898按10、2条和表4中的第3项。
⑶防火阻燃要求
GB4943规定变压器可燃性等级不劣于V-2级
GB8898规定变压器可燃性按14、4、1b条考核。
⑷变压器易出现的问题
在实际检查中变压器常易出现结构不合格情况，主要表现为防滑措施不当，绕组线匝松动位移或防滑带宽度不够导致爬电距离和电气间隙不合格，这在小型的开关电源变压器上尤其突出。同时，亦存在有一部分同轴绕制的开关电源变压器的初次级绕组间绝缘压敏胶带层数绕制不足现象。
五、电容器
在整机安全中主要针对X、Y类电容器提出安全要求。这些电容器主要用于隔离、抑制电源电磁干扰网络等场合，例如电源线的跨线电容与旁路电容、带电件与可触及件间的隔离电容、天线耦合电容等。
X电容器：一种适用于在电容器失效时，不会导致电击危险的场合的电容器。按迭加到电源电压上的脉冲峰值电压的大小可分为X1、X2、X3三个小类（GB/14472-1998 表1A），此类脉冲电压常由于外线路受雷击或切换设备而引起。
X电容器：一种适用于在电容器失效时，会导致电击危险的场合的电容器。根据跨接的绝缘类型它又分为Y1、Y2、Y3、Y44个小类（见GB/14472-1998 表1B）。
X、Y电容器安全性能必须符合GB/14472-1998标准的安全要求。
在整机安全形式试验中暴露的主要问题是电容器类型选择不当，这主要是设计人员对安全标准理解不够，不清楚各类电容器的应用场合所致。
电容器类型的选择应根据其所处场合的条件决定，这些条件包括承受的工作电压、应用的目的和作用、跨接的绝缘类型等等。
典型的应用形式如下：
图2

安全关键元件的种类较多，且因各种整机线路的不同而有所不同，本文仅对其共同点和普遍涉及的主要元件择其二作一简介，以求能对从事有关工作的同志有所启迪。


（相关图形见附件图1、图2）