IEC 60335-1: 2001新标准的变化简介

时间:2021-08-12 20:45:27

IEC 60335-1: 2001新标准的变化简介

广州日用电器检测所  陈灿坤 罗军波

IEC 60335-12001《家用和类似用途电器的安全 通用要求》(第四版)标准在20015月公布,但由于配合使用的各个产品《家用和类似用途电器的安全 XX特殊要求》很多还没有制订出来,所以目前还没有普遍使用2001版本的《通用要求》。

与第三版相比,新版标准在许多方面,特别是在爬电距离和电气间隙方面有了很多变化。可以预见这些变化将会影响全世界未来10年家用电器及类似产品的结构设计,希望引起相关人员的注意,尤其是家电产品设计和测试方面人员的足够重视。

欧洲标准化组织在2002年对EN60335-1进行了换版,而中国国家标准GB4706.1相信很快更新。据悉全国家用电器标准化技术委员会已经于20039月在烟台召开了GB4706.1-XXXX标准的起草工作会议,有希望在今年内完成征求意见稿。

下面笔者结合工作实践,给大家介绍一下标准制订的一些背景情况,并重点对变化较大的第29章作简单介绍。

背景介绍:在过去40多年里,第一版(1976),第二版(1988),第三版(1991)标准关于爬电距离和电气间隙的内容要求一直没有什么变化。它们都是以过去积累的经验为基础制订出来的,但是现在看来这些要求相对保守,留有余地太多,或者说对制造商的要求高了。

例如:对于230V和小于130V的危险带电部件与易触及部件之间都是8mm爬电距离和电气间隙的要求和同样的交流耐压测试值的要求。虽然TC 61(制订IEC 60335标准的委员会)早在编写第三版时,就已经注意到这些内容要求不尽合理,并打算修改,可是由于在这方面经验不足,更改条件还不成熟,所以被耽搁了好几年。最近几年,随着IEC60664绝缘配合系统系列标准的不断完善,对于直流电压小于1000V和交流电压小于1500V绝缘配合有了更明确和具体的电气间隙和耐压要求,TC 61委员会就有了修订标准的技术基础。因而参照IEC 60664所制订的新版IEC 60335与旧版相比,有很多变化,并且这些新增内容比较复杂,不太容易理解和掌握。

变化介绍:

3章定义:在新的标准中引入了一些新的概念,原来的一些定义稍作了改动。

l         3.3.5功能绝缘functional insulation:为实现电器正确功能,两导电体之间的绝缘,没有安全的功能。其实这也不是的概念,在开关标准、电子产品标准早就有这个概念了。大家不妨打开GB4943-1995idt IEC 60950-1:1991)《信息技术设备(包括电气事务设备)的安全》标准,我们就会发现有类似的概念1.2.9.1“工作绝缘:设备正常工作所需的绝缘,并不起防电击作用

最常见的功能绝缘的例子:PCB板上带电件之间的绝缘,如图1中所示,

                  IEC 60335-1: 2001新标准的变化简介 
 

带电件1和带电件2之间的绝缘即为功能绝缘。而在IEC60335-11991版中,会把它当作基本绝缘来考核。

13.3条:电气强度试验电压发生了变化。IEC60335-11991(第三版)标准的要求:

试验电压值:

——对其他基本绝缘为

1000V

——对附加绝缘为

2750V

——对加强绝缘为

3750V

可以认为器具内部的部件工作电压都是小于250V,按额定电压小于250V的水平来考核的。但随着技术的发展,越来越多的白色家电采用新的技术,譬如家用空调变频技术,微波炉高压倍压电路等,器具使用的是220V的额定电源电压,但在器具内部可能出现高于电源电压的工作部件,有的部件工作电压高达数千伏。经过大量的实践,技术专家们觉得应该修改第三版标准不分工作电压考核的情况。请看标准中的表4

 

4-电气强度试验电压

绝缘

试验电压V

额定电压V

工作电压

SELV

150V

150V且≤250V

250V

基本绝缘

500

1000

1000

1.2U+700

附加绝缘

 

1000

1750

1.2U+1450

加强绝缘

 

2000

3000

2.4U+2400

我们可以看到,附加绝缘和加强绝缘的试验电压从原来的2750V3750V分别下降到了1750V3000V,但是增加了对工作电压大于250V的部件/位置的试验。

14章:瞬时过电压(冲击电压试验),它与29章电气间隙试验密切相关。通俗地说,瞬时过电压试验模拟闪电瞬时引入的一个高电压,看看器具的电气承受能力。某种意义上讲,也可以说它是第13章电气强度试验的延伸。

22.3条:增加了直接插入插座式器具的插脚保持力的测试,要求经过70°C处理1h后,沿插脚纵向施加50N拉力,插片不应有大于1mm的位移。

29章:电气间隙,爬电距离和固体绝缘。由于采用了新的体系,而且与前面14章紧密相连,有必要先给大家理一理29章各条款的联系。

29章提出总的要求:电气间隙、爬电距离和固体绝缘要能够承受电气应力,是充分的。

29.1 电气间隙的要求,并提出基本绝缘和功能绝缘的电气间隙可以减小的条件和试验。

29.1.1 基本绝缘的电气间隙要求;

29.1.2 附加绝缘的电气间隙要求:按表16中基本绝缘的限值;

29.1.3 加强绝缘的电气间隙要求:按表16中的限值,但采用额定冲击电压更高一级别的限值。

29.1.4 功能绝缘的电气间隙要求:按表16的限值,但某些情况可以不考虑(例外情况)。

29.1.5 对工作电压大于额定电压的情况电气间隙的要求;

29.2 爬电距离的要求;

29.2.1 基本绝缘的爬电距离要求:按表17

29.2.2 附加绝缘的爬电距离要求:按表17中基本绝缘的限值;

29.2.3 加强绝缘的爬电距离要求:按表17中两倍于基本绝缘的限值;

29.2.4 功能绝缘的爬电距离要求:按表18,但某些情况可以不考虑(例外情况);

29.3 附加绝缘和加强绝缘的固体绝缘(穿通绝缘)距离要求;

 

为方便理解,试归纳查电气间隙的步骤如下:

步骤一:根据过电压类别、额定电压查标准中表15得出额定冲击电压;

步骤二:查表16得出基本绝缘电气间隙;

步骤三:必要时,按一定的条件减少基本绝缘的电气间隙;

步骤四:按不同的绝缘,得出相应的电气间隙。

举例:问某220V额定电压电吹风内部布线到外壳外表面,沿外壳安装缝(如图2
的电气间隙是多少?

 

 

         
                    IEC 60335-1: 2001新标准的变化简介     

解释:

从防触电的角度分析,内部布线的绝缘层提供基本绝缘防护,风扇外壳提供附加绝缘防护,两者合称双重绝缘。现在要考核附加绝缘的电气间隙。

步骤一:查表15得知额定电压220V,过电压类别II的情况下额定冲击电压2500V

步骤二:查表16得出基本绝缘在额定冲击电压2500V情况下最小电气间隙为2.0mm

步骤三:按29.1.2条附加绝缘是采用基本绝缘的限值,即2.0mm

而按IEC60335-1:1991标准,查表得到4.0mm的限值,由此可见,要求的确是降低了。

IEC60335-1:2001 15-额定冲击电压

额定电压V

额定冲击电压V

过电压类别

I

II

III

50

330

500

800

50且≤150

800

1500

2500

150且≤300

1500

2500

4000

 

IEC60335-1:2001 16-最小电气间隙

额定冲击电压(V)

最小电气间隙(mm)1

330

0,52

500

0,52

800

0,52

1500

1,03

2500

2,03

4000

3,53

6000

6,03

8000

8,53

10000

11,53

1:这些尺寸要求只适合于空气中的电气间隙。

2:由于大规模生产会产生一些误差,比标准IEC 60664中更小的电气间隙要求因此未被采用。

3:在整个产品寿命周期里,有可能会造成间隙的减少,考虑到这些原因,表16的要求比标准IEC 60664中最小间隙增加了0.5mm

   

IEC60335-1:2001 17-基本绝缘的最小爬电距离

工作电压(V

爬电距离(mm

防污等级

1

           2

          3

材料组别

      材料组别

a/Ⅲb

a/Ⅲb

50

0.2

0.6

0.9

1.2

1.5

1.7

1.9a

>50 125

0.3

0.8

1.1

1.5

1.9

2.1

2.4

>125 250

0.6

1.3

1.8

2.5

3.2

3.6

4.0

>250 400

1.0

2.0

2.8

4.0

5.0

5.6

6.3

>400 500

1.3

2.5

3.6

5.0

6.3

7.1

8.0

>500 800

1.8

3.2

4.5

6.2

8.0

9.0

10.0

>800 1000

2.4

4.0

5.6

8.0

10.0

11.0

12.5

>1000 1250

3.2

5.0

7.1

10.0

12.5

14.0

16.0

>1250 1600

4.2

6.3

9.0

12.5

16.0

18.0

20.0

>1600 2000

5.6

8.0

11.0

16.0

20.0

22.0

25.0

>2000 2500

7.5

10.0

14.0

20.0

25.0

28.0

32.0

>2500 3200

10.0

12.5

18.0

25.0

32.0

36.0

40.0

>3200 4000

12.5

16.0

22.0

32.0

40.0

45.0

50.0

>4000 5000

16.0

20.0

28.0

40.0

50.0

56.0

63.0

>5000 6300

20.0

25.0

36.0

50.0

63.0

71.0

80.0

>6300 8000

25.0

32.0

45.0

63.0

80.0

90.0

100.0

>8000 10000

32.0

40.0

56.0

80.0

100.0

110.0

125.0

>10000 12500

40.0

50.0

71.0

100.0

125.0

140.0

160.0

a如果部件的工作电压小于50V,允许使用Ⅲb的材料

 

IEC60335-1:2001 18-功能绝缘的最小爬电距离

工作电压(V

爬电距离(mm

防污等级

1

           2

          3

材料组别

      材料组别

a/Ⅲb

a/Ⅲb

50

0.2

0.6

0.8

1.1

1.4

1.6

1.8a

>50 125

0.3

0.7

1.0

1.4

1.8

2.0

2.2

>125 250

0.4

1.0

1.4

2.0

2.5

2.8

3.2

>250 400b

0.8

1.6

2.2

3.2

4.0

4.5

5.0

>400 500

1.0

2.0

2.8

4.0

5.0

5.6

6.3

>500 800

1.8

3.2

4.5

6.3

8.0

9.0

10.0

>800 1000

2.4

4.0

5.6

8.0

10.0

11.0

12.5

>1000 1250

3.2

5.0

7.1

10.0

12.5

14.0

16.0

>1250 1600

4.2

6.3

9.0

12.5

16.0

18.0

20.0

>1600 2000

5.6

8.0

11.0

16.0

20.0

22.0

25.0

>2000 2500

7.5

10.0

14.0

20.0

25.0

28.0

32.0

>2500 3200

10.0

12.5

18.0

25.0

32.0

36.0

40.0

>3200 4000

12.5

16.0

22.0

32.0

40.0

45.0

50.0

>4000 5000

16.0

20.0

28.0

40.0

50.0

56.0

63.0

>5000 6300

20.0

25.0

36.0

50.0

63.0

71.0

80.0

>6300 8000

25.0

32.0

45.0

63.0

80.0

90.0

100.0

>8000 10000

32.0

40.0

56.0

80.0

100.0

110.0

125.0

>10000 12500

40.0

50.0

71.0

100.0

125.0

140.0

160.0

a如果部件的工作电压小于50V,允许使用Ⅲb的材料

 

对于基本绝缘和功能绝缘的电气间隙可以有条件地减少,条件是:

a)通过第14章的瞬时过电压(冲击电压)测试;

b)结构上能保证不变形:在装配时或发生磨损或有相对位移的情况下,电气间隙不会受到影响。因此螺丝,联接线等必须可靠联接,不会发生脱落。这里刚性联接能被接受。

要强调对于 0 类和 0I 类器具的基本绝缘在污染等级3的情况还是要按表16执行,电气间隙的要求不能减少。

查爬电距离的要求的步骤可归纳为:

步骤一:确定被考核部位的工作电压;

步骤二:确定被考核部位的材料组别(CTI指数);

步骤三:确定被考核部位的污染等级;

步骤四:按不同的绝缘,在相应的表中查在该工作电压、材料组别和污染等级下的爬电距离要求。

 

在讨论电气间隙、爬电距离的问题时,值得注意以下几个问题:

1、 零部件与整机的问题:在参照IEC 60664制订标准时,TC 61标准委员会在选用电气间隙要求时, 增加了0.5mm的余量(参照前面表163)。虽然零部件标准委员会也参照IEC 60664标准制订零部件标准,但他们选用最低的电气间隙要求制订他们的标准。(因为IEC 60664只给出了在不同情况下的绝缘配合系统,没有对每个不同产品有具体电气间隙的要求,因此每个标准委员会会根据产品的特点进行选择。所以不同类型的产品就会有不同要求。) 因此出现了这个问题:如果我们对零部件按照标准最低电气间隙要求进行考核,那么,符合零部件标准的零件不一定就能符合整机要求。因此我们在选用零部件时就需特别注意。这个问题在新的修改版中有望得到解决。

2、 漆包线的问题:在第三版的标准中虽然没有功能绝缘这个概念,但是浸渍过的绕组电气间隙有1,0mm的减少。但在第四版的标准,只有在额定冲击电压大于1500V的情况下,才允许有0.5mm的减少。

3、 根据表16的不同额定冲击电压的值可以查出基本绝缘,附加绝缘,加强绝缘和功能绝缘的电气间隙要求。但是,对于加强绝缘的电气间隙要求,在表16中要选高一级别的额定冲击电压对应的限值。

4、 对于电热管(防尘)PTC元件,它们的电气间隙要求被减少到1.0 mm

5、 由于新版电气间隙要求比旧版减少很多,因此新版第22.31条的要求与旧版的就有了很大变化。原来要求是:螺丝或导线等脱落后,要保证50%的要求,而现在严格按100 满足表 16 要求。

6、 我们需要改变这个观念:由于过去电气间隙有足够多的余量,如果电气间隙满足要求了,交流耐压测试(电气强度试验)要求一般都没有什么问题,因此,我们往往比较注意电气间隙的要求,经常会忽略交流耐压测试。现在情况有所不同,电气间隙要求减少许多,我们在考虑电气间隙同时,还要考虑交流耐压和冲击电压的测试。有时,我们最终还以冲击电压测试为准考核电气间隙(如基本绝缘和功能绝缘),当然前提是结构上还要满足一些附加条件,前面已讨论过这个问题,这里不再重复。