IEC/EN 60950是信息技术设备安全的核心标准,本文详解工作电压测量的关键要点。工作电压是确定爬电距离和抗电强度测试参数的基础,涵盖测量目的、定义、测试条件及示波器读数方法,帮助工程师准确完成安规测试。
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IEC/EN 60950 信息技术设备安全标准小知识

2009-12-24 13:38:39 栏目:关注安全
核心导读
文章脉络/关键词: IEC 60950标准、EN 60950安规测试、信息技术设备安全、工作电压测量、爬电距离测试、抗电强度测试
内容摘要: IEC/EN 60950是信息技术设备安全的核心标准,本文详解工作电压测量的关键要点。工作电压是确定爬电距离和抗电强度测试参数的基础,涵盖测量目的、定义、测试条件及示波器读数方法,帮助工程师准确完成安规测试。
AI 深度解读
IEC/EN 60950标准作为信息技术设备安全领域的国际基准,在2009年前后广泛应用于电源、计算机及通信设备的认证测试。该标准对工作电压的精确定义和测量方法具有重要实践意义——它不仅是爬电距离和抗电强度两项关键测试的输入参数,更直接影响产品绝缘设计的合规性判定。从行业背景看,随着开关电源高频化趋势,工作电压波形往往呈现工频叠加高频的复合特征,这对测试人员的示波器操作技能提出更高要求。企业在实际执行中常忽视供电系统匹配问题:实验室采用隔离电源虽保障人员安全,却可能掩盖真实TN/TT配电环境下的电压应力,导致认证通过但现场失效的风险。建议测试工程师重点关注三点:一是探头接地位置的选择以避免短路风险,二是金属外壳电源板的接地恢复,三是排列组合测量以捕获最大应力点。该标准虽已被IEC 62368-1逐步替代,但其测量方法论对理解音频/视频与信息技术设备的安全融合标准仍有参考价值。

一、 测量工作电压的目的:

    在《信息技术设备的安全》标准中有二个重要的测试项目,它们是爬电距离和抗电强度测试,爬电距离的要求值需根据绝缘体两端的工作电压和设备工作污染环境以及绝缘材料的CTI指数查2.10.3和2.10.4款相关的表格得到,电气强度的要求值也是根据绝缘体两端的工作电压查5.2条相关表格得到。 所以绝缘体两端的工作电压是这二个测试项目的基础,其工作电压值的大小没有合格与否的判定,只是为爬电距离和抗电强度测试项目提供必要的参数,这就是测量工作电压的目的所在。

二、 工作电压定义及工作电压测试条件:

    1. 工作电压定义: 当设备在正常使用的条件下工作时,所考虑的绝缘或元器件上所承受的或能够承受的最高电压。

    2. 工作电压测试条件:测试时试验样品电源输入电压按该样品额定电压或额定电压范围的上限施加,使试验样品在正常使用的条件下工作或施加额定/最大负载。

三、 工作电压的测量:

    1. 测量点的选择: 初次级之间工作电压测量选在初次级之间起隔离作用的元器件,如电源变压器,开关电源变压器(包括辅助变压器),光电耦合器,桥接Y电容器等,初级与地之间工作电压测量选在初级与地距离较小的地方测量,若直观感觉距离很大的地方可以不测。就是试验样品额定电压或额定电压范围的上限值,而其它初级点与地之间的工作电压值以实测值为准。

    2. 被测样品在试验室与电源的连接:工作电压是设备在正常使用的条件下工作时,所考虑的绝缘或元器件上所承受的或能够承受的最高电压, 由于一般试验室的供电都是采用样品供电与仪器供电系统分开的方法,即试验样品的供电是隔离电源,仪器供电是稳压电源,这对测试人员有安全保护作用,但是试验样品在这种情况下工作与在实际供电系统使用时有所不同,所以试验样品的供电系统必须和实际供电系统相同,也就是必须是TN TT 配电系统。即将I类试验样品的中线与地相连,II类试验样品的可触及金属件或变压器次级与中线连接就可以满足要求。

    3. 示波器上对工作电压波形的调整及读数:由于工作电压是跨接在初级电路与次级或地之间的电压,工作电压值可能较高所以要选用100:1衰减的探头以防止电压过高损坏示波器。波形调整时要在显示屏上调出工作电压的完整波形,不能是波形的局部,因示波器的读数将以显示屏上的波形得出电压有效值、峰值、频率。

    4. 几点说明及注意事项:

        A、工作电压完整波形的频率应是与试验样品供电源频率相同或是叠在供电源频率上的高频信号(见波形举例);

        B、对于测量电源变压器、开关变压器或光电耦合器等元器件工作电压时,要将所有的点进行排列组合以得到最大值;

        C、由于示波器探头外皮是接地的,所以探头外皮最好放在电源的次级侧,探头中心接在电源初级侧;

        D、由于测量工作电压时要将电源板从整机上取下来,对于有金属外壳或金属底板的电源往往会将原接地断开或部分断开,所以必须恢复所有的接地连接;

        E、若工作电压测量值小于样品的额定电压或额定电压范围的上限时,工作电压要按额定电压或额定电压范围的上限确定(报告中写有效值<250Vrms或 峰值按<420Vp考虑,但原始记录要写具体测量值,如200V有效值)。

工作电压周期为20ms,频率为50Hz的高频复合波形实例

    以上是本期对工作电压测试的一个简要介绍,后续我们会继续对其他测试作简要介绍。

    如需更多资料请发信到以下地址:info_sh@morlab.cn或致电:021-51089899。

常见问题
Q: 为什么测量工作电压时不能直接使用实验室的隔离电源供电?
A: 实验室隔离电源虽能保护测试人员安全,但会使设备工作与真实TN/TT配电环境不同。实际使用中I类设备中线与地相连、II类设备可触及金属件与中线连接,这种接地关系会影响绝缘体两端实际承受的电压应力,因此必须模拟真实供电系统连接方式才能获得准确的工作电压数据。
Q: 测量工作电压时示波器探头应该如何正确连接?
A: 由于探头外皮接地,建议将探头外皮放在电源次级侧(接地侧),探头中心接在电源初级侧(高压侧),这样可以避免初级高压通过接地回路造成短路或设备损坏。同时应选用100:1衰减探头以防止过高电压损坏示波器,并确保显示屏上呈现完整波形而非局部。
Q: 如果实测工作电压低于额定电压上限,报告应如何填写?
A: 当实测值小于样品额定电压或额定电压范围上限时,工作电压应按额定上限确定——报告中可写有效值
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