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東莞電源線安全標準
來源 :   日期: 2010-8-17   [返回]
      安全標準作為市場的準入標準,是產品的基本要求。它的制定主要是為了防止產品產生如下的危險:觸電危害、能量危害、火災危害、機械危害、輻射危害、化學危害和熱危害等。
現在國際上電器產品的安全標準有兩個體系:一是歐洲(主要是西歐)的IEC標準體系;另一是北美的CSA、UL標準體系。在美國有超過400家制定技術標準的私營機構,其中直接或間接與電器標準有關的至少有35家。UL是其中的一家。美國對多數產品沒有強制性的安全標準,聯邦政府也不要求強制性的產品認證。在加拿大,各省政府對電器的安全性均負有責任,因此全加拿大的十個省的省安全立法中都強制性地要求電器產品要進行安全認證。加拿大政府認可的制定標準的機構只有5個,CSA是目前加拿大最大的標準制定、測試及認證機構。在1992年,由于北美自由貿易區的成立,CSA所提供的CSA C-US標志也相應成為整個北美地區使用最廣泛的安全認證標志之一。
塑料要求
  由于北美的民用電壓為120 V,相應而言,其產品的額定電流會比220 V電壓系統的大。隨之而來的問題就是產品的發熱情況會嚴重一些,在加上北美的建筑物多使用木質材料,所以北美的標準對產品的防火要求很嚴格。但其標準并未規定產品內部一定不能有火災源,它只是要求整個產品不能成為火災源。也就是說當產品內部產生火災危險時,其外殼一定要能夠阻止火災的蔓延。這樣就對塑料外殼的阻燃等級要求比較嚴格。

  北美常用塑料的阻燃等級有5VA, 5VB, V-0, V-1, V-2 (垂直燃燒)和HB (水平燃燒)。其等級是左到右降低。CSA標準還有比5VA更高級的阻燃等級-A00。由于A00的要求很高,現在已經很少標準要求使用這個等級的塑料了,剩下CSA C22.2 No113(風扇和抽風機),CSA C22.2 No 46(暖風機)等標準。

  在規定阻燃等級的同時,會注明塑料達到所標示等級時所需的厚度。所以在選塑料開模具時,既要注意選擇符合阻燃要求的塑料,又要考慮其能達到此等級的厚度。
除了阻燃等級的要求以外,選用塑料還要考慮以下的一些參數:
RTI(相對溫度指標),CTI(漏電起痕指標),HAI(電弧點火測試),HWI(灼熱絲測試)等

  上述這些參數的選定必須參考具體成品的標準要求。建議大家在設計產品之前研讀相關標準或咨詢認證機構。
CLASS I,II,III和CLASS 2的不同
“CLASSI, II ,III” 主要是考慮產品的絕緣系統,源自IEC體系,簡單解釋如下:
CLASS I 是指產品的防觸電保護不僅依靠基本絕緣,而且還包括接地方式。
CLASS II是指產品的防觸電保護不僅依靠基本絕緣,而且還包括附加的安全措施,例如雙重絕緣或加強絕緣,但沒有接地或依賴安裝條件的保護措施。
CLASS III是指產品的防觸電保護依靠電源電壓為安全特低電壓(SELV),并且其中不會產生危險電壓。
“CLASS 2” 考慮的是電流和能量,源自《加拿大電氣法規,第一部分》(Canadian Electrical Code Part I)。其電路電壓可分為0-20 V, 20-30 V,30-60 V和60-150 V四個范圍。對每個范圍都有具體的電流和能量大小的要求。如果被確認為CLASS 2電路,可以降低此電路上使用的一些配件要求,達到節省成本的目的。具體到產品標準中,CAN/CSA C22.2 No.223(ELV, CLASS 2輸出電源適配器)和CAN/CSA C22.2 No.950(電腦信息類產品)都有應用。為了達到CLASS2電路的要求,可以采用下列方式來限制電路的電流:
1. 使用變壓器本身的阻抗來限制(短路一分鐘后電流下降到要求值以下)
2. 使用過電流保護裝置來限制(采用適當規格的保險絲來切斷電路)
3. 使用電子線路保護方式來限制(在正常及異常狀態下能自動將電流限制在規定值以下)
 
 
 
 
UL電纜等級防火等級
增壓級 - CMP 銅纜(UTP 和ScTP)
- OFNP 或OFCP 光纖電纜
這是等級最高的電纜,在一捆電纜上使用風扇強制吹向火焰時,電纜將在火焰蔓延5 米以內自行熄滅。增壓級電纜包括化學物質,在燃燒或在極度高溫時,電纜不會放出毒煙或蒸汽,使其成為美國首選的電纜,其中通信布線通常安裝在通風管道或空氣處理設備使用的空氣回流增壓系統中。
干線級 - CMR 銅纜(UTP 和ScTP)
- OFNR 或OFCR 光纖電纜
這是等級位居第二的電纜,在風扇強制吹風的條件下,成捆電纜必須在火焰蔓延5 米以內自行熄滅,通常會在干線火災中遇到這種情況。但是,干線級電纜沒有煙霧或毒性規范。美國以外的世界各地通常在大樓干線和水平電纜中使用這種防火等級的電纜。
商用級 - CM 銅纜(UTP 和ScTP)
- OFN 或OFC 光纖電纜
商用級比干線級低,成捆電纜必須在火焰蔓延5 米以內自行熄滅,但沒有任何風扇強制吹風的限制。與干線級一樣,商用級電纜沒有煙霧或毒性規范。這種防火等級的電纜常用于水平走線中,在水平走線中,電纜一般會捆在一起。
通用級 - CMG 銅纜(UTP 和ScTP)
- OFNG 或OFCG 光纖電纜
通用級與商用級類似。
家居級 - CMX 銅纜(UTP 和ScTP)
- 沒有光纖分類
這是通信布線中最低的UL 防火等級,一條電纜必須在火焰蔓延5 米以內自行熄滅。這種等級也沒有煙霧或毒性規范。這種等級的電纜僅應用于單獨敷設每條電纜的家庭或小型辦公室系統中。這類電纜不應成捆敷設,因為成捆電纜的火焰蔓延方式與一條電纜中的方式有很大的差異。
澳大利亞AS/NZS 3191:1996 標準中就一條電纜與一捆電纜的火勢蔓延行為作出了注釋,可以支持上述觀點。標準中的注釋如下:“安裝時要特別注意,因為不能保證一捆電纜的行為方式與一條電纜的行為方式相同。”
電纜標記中確定防火等級UL
UL清單列明的任何電纜,也就是經過測試、符合某種防火等級的電纜,都將在電纜上印有這些詳細信息。一般來說,電纜上將印有防火等級、批準參考編號和UL標識符(UL 標志或放在圓括號中的UL)。例如,商用級電纜上將印有CM E123456 (UL)。
電纜怎樣自行熄滅
通信電纜中的絕緣材料包含化學物質,這些化學物質作為遏制火勢的物質使用。基于PVC 的電纜(干線級、商用級、通用級和家居級)都使用鹵素化學物質來遏制火勢。在PVC 燃燒時,它會散發出鹵化氣體,如氯氣,它會迅速吸收氧氣,從而使火熄滅,導致電纜自行熄滅。
但是,在濃度高時,氯氣具有很高的毒性。此外,在與氧氣和水蒸汽結合時,會生成鹽酸,這對人也非常有害。
增壓級電纜解決了電纜燃燒的有毒產物問題,它使用的化學物質散發出水平非常低的煙霧,不會發出毒煙或水蒸汽。這通過使用聚四氟乙烯的絕緣材料實現,而不是使用PVC。其缺點是成本高,因為聚四氟乙烯的材料成本要高于PVC。
 
角磨砂輪片壓板(Flange of Angle Grinders)CSA認證要求
北美的安規標準對角磨砂輪片壓板(Flange)的認證有較高的要求。不少廠家因不了解這方面的具體要求,導致在進行角磨產品CSA C-US認證時由于砂輪片壓板的不符合要求而不能順利通過測試。現在,我們就北美安規標準中對砂輪片壓板(Flange)的要求作簡要的概述以供大家參考:
  1.除已安裝好的砂輪片(Mounted wheel, 如圖1所示)類型以及2~5中所提及的砂輪片類型外,表面研磨型砂輪片必須安裝在兩個具有相同直徑的砂輪片壓板(Flange)之間,且此砂輪片壓板(Flange)的直徑不應小于砂輪片直徑的三分之一。砂輪片壓板(Flange)應該由低碳鋼、鑄鐵或其它具有相當強度的材料制成。
  2.27A型切斷輪(Type 27A cutting-off wheel, 如圖2所示)必須安裝在有匹配承載面的平面型砂輪片壓板(Unrelieved flange)之間,且砂輪片壓板(Flange)的直徑不應該小于砂輪片直徑的四分之一。
  3.直徑大于127 mm的27型和28型(Type 27 or 28, 如圖3所示)砂輪片必須安裝在如下結構的砂輪片壓板(Flange)之間:后砂輪片壓板(Back flange)應該延伸到砂輪片的突起部分外側以消除側壓力;小于砂輪片直徑三分之一的前螺母型壓板(Front nut flange)必須內配合在砂輪片內凹面以防止干擾砂輪片工作。
  4. 直徑等于或小于127 mm的27型砂輪片應該按照1或3中的要求安裝。
  5.1型切斷輪(Type 1 cutting-off wheel)必須安裝在有匹配承載面的恰當凹面型砂輪片壓板(Properly relieved flange)之間,且每個砂輪片壓板(Flange)的直徑不應小于砂輪片的四分之一。
  6. 砂輪片壓板(Flange)必須要有一定的鋼度和平面度,以至于當砂輪片壓板(Flange)擰緊時,在砂輪片上的承載面寬度將得到保證。當裝配好后,砂輪片壓板(Flange)必須把工具驅動軸上的轉矩傳給砂輪片。
  7. 直凹面型砂輪片壓板(Relieved flange)和平面型砂輪片壓板(Unrelieved flange)分別如圖4和圖5。圖中所標示砂輪片壓板(Flange)的尺寸在北美安規標準中都有相應的要求(具體可參照相關標準)。如果客戶使用其它結構的壓板(Flange)類型,則要進行測試以確認其是否符合北美安規標準。
  8. 鋼質直凹面型砂輪片壓板(Relieved flange)可以被沖壓、模壓或熱燒結如圖6所示的形狀并可作為7中所描述砂輪片壓板(Flange)類型的替代類型。且圖中所標示壓板尺寸在北美安規標準中也有相應的要求(具體可參照標準)。
  以上僅是角磨(Angle Grinders)砂輪片壓板(Flange)北美安規要求的一般性介紹,如要詳細了解其相關的測試和認證要求,可與CSA International中國辦事處聯系。
圖1
圖2
圖3
圖4
圖5
圖6
 
電源線,作為電器產品的基本零部件,取得相應的北美認證是非常重要的。在電源線的認證過程中,許多生產廠家由于不清楚北美標準的要求,產品常出現問題使得認證時間和費用都增加。希望通過本文章讓廠家初步了解北美安規對電源線的要求,以便產品順利通過認證。
  電源線是指電線與其一端連接的插頭或尾插的集合體。由此可見,電源線分為兩部分,電線和插頭。一般情況下,電源線中使用的電線都已獲得相關認證,故本文主要著重于插頭的討論:
1. 適用于電源線的北美標準為:
CSA C22.2 No. 21-95 - Cord Sets and Power Supply Cords
CSA C22.2 No. 42-99 - General Use Receptacles, Attachment Plugs
and Similar Wiring Devices
UL 498 - Attachment Plugs and Receptacles
UL 817 - Cord Sets and Power Supply Cords
2. 插頭的規格:
廠家可能會問,哪些是北美標準規格的插頭呢?美國電氣制造商協會的NEMA WD6標準列出了北美標準規格的插頭,在此之外的,都被看作是特殊用途的插頭或連接器。廠家也可以在CSA標準C22.2 No. 42中找到插頭的北美標準規格。圖一和圖二是常見的1-15P, 5-15P插頭的規格圖。
3. 插頭的材料:
對于插片來說,要求為銅或銅合金。至于塑料外殼,所使用的必須是通過CSA或UL認證的塑料,要求最低的阻燃等級為HB級。對于母插來說,塑料還要求具有有最低為175 V的CTI值屬性,以及RTI, HWI, HAI等參數的要求。
4. 測試:
電源線的測試可以分為三類,機械、電氣和絕緣測試。機械測試包括:Blade Connection Secureness Test, Blade Security at Room Temperature Test, Blade Pull at Elevated Temperature Test, Insulation Secureness Test, Strain Relief Test, Flexing Test, Abrupt Pull Test, Retention of Blades Test; 電氣測試包括:Temperature Test, Dielectric Strength Test, Overload Test; 絕緣測試則包括Accelerated Ageing。具體的測試要求和方法我們將在以后刊登的文章中陸續介紹。
2. 使用過電流保護裝置來限制(采用適當規格的保險絲來切斷電路)
3. 使用電子線路保護方式來限制(在正常及異常狀態下能自動將電流限制在規定值以下)
  • 電線規格
    北美線材的線規與國內的表示方法不同,是以“AWG”為單位。這里列出一些常用的線材線規對照表供參考:
規格
截面積
線徑
圓密耳
AWG
mm2
inches2
mm
22
0.325
0.500
0.000 504
0.000 775
0.644
0.798
642987
20
0.518
0.750
0.000 802
0.001 162
0.812
0.977
10221480
18
0.821
1.000
0.001 272
0.001 550
1.022
1.128
16201973
16
1.307
1.500
0.002 026
0.002 325
1.290
1.382
25802960
14
2.082
2.500
0.003 228
0.003 875
1.628
1.784
41104934
  電線電纜的標志上會出現很多字符,各自都代表不同的意思。在此列舉一些常用的字符簡介如下:

電源線:
SPT = Service Parallel Thermoplastic(服務性 平行的 熱塑性塑料)
HPN = Heater Parallel Neoprene(加熱器 平行的 橡膠)
S = Service 服務性 (SO, SOW, ST, STW) O - Oil 油性 W – Wet 濕 T – Thermoplastic 熱塑性塑料
SJ = Service Junior 小型服務性(SJO, SJOW, SJT, SJTW) O - Oil 油性 W – Wet 濕 T – Thermoplastic熱塑性塑料
SV = Service Vacuum Cleaner 吸塵器(SVT, SVO) O - Oil 油性 T – Thermoplastic 熱塑性塑料

電子線:
Class I 內部使用;Class II 外部使用
Group A 不承受機械磨損;Group B 承受機械磨損
W:潮態環境使用;O:防油;F:防燃料油
FT1:垂直燃燒測試;FT2:水平燃燒測試;FT4:垂直燃燒測試(Cable in Cable tray);FT6:水平燃燒和煙熏測試。

例如:“CSA AWM I A 90 C 300 V FT1”表示AWM電子線,內部使用,不承受機械損壞,耐溫90 C,額定電壓:300 V,燃燒等級為FT-1。
  • 工廠測試的要求

  在北美的電氣產品的認證報告中,工廠測試一般都要求進行耐壓測試。耐壓測試,也就是高壓測試,通過在受測樣品的測試點之間施加一定的高壓來檢驗產品絕緣系統的安全可靠性。一般來說,北美的標準要求對120 V的產品進行1000 V,1 分鐘或1200 V {1000 V×(1+20 %)}, 1 秒鐘的耐壓測試。

  很多廠家會問在進行耐壓測試時,耐壓測試儀的過電流繼電器的動作電流應設定為多少?CSA標準的觀點認為不同產品類型其絕緣電阻會有很大的差別,所以這個電流值不能脫離具體的產品類別而定。當在測試點間施加一定的高壓時,會在絕緣間產生一定量的泄漏電流。這個電流值并不表示擊穿。只有當此電流值突然增大時才視為擊穿。因此耐壓測試儀的過電流繼電器的動作電流應設定為一個較高而又能在擊穿前動作的數值。

  我們還發現有些工廠為了顯示自己產品的安全性,把耐壓測試的電壓值提高了,有的甚至達到我們報告所要求的幾倍。其實這種做法對其產品特別是電子類產品是有害無益的。當把高電壓施加到絕緣層的兩端時,絕緣層之間會產生一個極微小的漏電流。而當此電壓達到某一極限時會使絕緣材料產生局部放電加速其老化,這樣會使出廠產品的可靠穩定性能大大降低。
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