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东莞电源线安全标准
来源 :   日期: 2010-8-17   [返回]
      安全标准作为市场的准入标准,是产品的基本要求。它的制定主要是为了防止产品产生如下的危险:触电危害、能量危害、火灾危害、机械危害、辐射危害、化学危害和热危害等。
现在国际上电器产品的安全标准有两个体系:一是欧洲(主要是西欧)的IEC标准体系;另一是北美的CSA、UL标准体系。在美国有超过400家制定技术标准的私营机构,其中直接或间接与电器标准有关的至少有35家。UL是其中的一家。美国对多数产品没有强制性的安全标准,联邦政府也不要求强制性的产品认证。在加拿大,各省政府对电器的安全性均负有责任,因此全加拿大的十个省的省安全立法中都强制性地要求电器产品要进行安全认证。加拿大政府认可的制定标准的机构只有5个,CSA是目前加拿大最大的标准制定、测试及认证机构。在1992年,由于北美自由贸易区的成立,CSA所提供的CSA C-US标志也相应成为整个北美地区使用最广泛的安全认证标志之一。
塑料要求
  由于北美的民用电压为120 V,相应而言,其产品的额定电流会比220 V电压系统的大。随之而来的问题就是产品的发热情况会严重一些,在加上北美的建筑物多使用木质材料,所以北美的标准对产品的防火要求很严格。但其标准并未规定产品内部一定不能有火灾源,它只是要求整个产品不能成为火灾源。也就是说当产品内部产生火灾危险时,其外壳一定要能够阻止火灾的蔓延。这样就对塑料外壳的阻燃等级要求比较严格。

  北美常用塑料的阻燃等级有5VA, 5VB, V-0, V-1, V-2 (垂直燃烧)和HB (水平燃烧)。其等级是左到右降低。CSA标准还有比5VA更高级的阻燃等级-A00。由于A00的要求很高,现在已经很少标准要求使用这个等级的塑料了,剩下CSA C22.2 No113(风扇和抽风机),CSA C22.2 No 46(暖风机)等标准。

  在规定阻燃等级的同时,会注明塑料达到所标示等级时所需的厚度。所以在选塑料开模具时,既要注意选择符合阻燃要求的塑料,又要考虑其能达到此等级的厚度。
除了阻燃等级的要求以外,选用塑料还要考虑以下的一些参数:
RTI(相对温度指标),CTI(漏电起痕指标),HAI(电弧点火测试),HWI(灼热丝测试)等

  上述这些参数的选定必须参考具体成品的标准要求。建议大家在设计产品之前研读相关标准或咨询认证机构。
CLASS I,II,III和CLASS 2的不同
“CLASSI, II ,III” 主要是考虑产品的绝缘系统,源自IEC体系,简单解释如下:
CLASS I 是指产品的防触电保护不仅依靠基本绝缘,而且还包括接地方式。
CLASS II是指产品的防触电保护不仅依靠基本绝缘,而且还包括附加的安全措施,例如双重绝缘或加强绝缘,但没有接地或依赖安装条件的保护措施。
CLASS III是指产品的防触电保护依靠电源电压为安全特低电压(SELV),并且其中不会产生危险电压。
“CLASS 2” 考虑的是电流和能量,源自《加拿大电气法规,第一部分》(Canadian Electrical Code Part I)。其电路电压可分为0-20 V, 20-30 V,30-60 V和60-150 V四个范围。对每个范围都有具体的电流和能量大小的要求。如果被确认为CLASS 2电路,可以降低此电路上使用的一些配件要求,达到节省成本的目的。具体到产品标准中,CAN/CSA C22.2 No.223(ELV, CLASS 2输出电源适配器)和CAN/CSA C22.2 No.950(电脑信息类产品)都有应用。为了达到CLASS2电路的要求,可以采用下列方式来限制电路的电流:
1. 使用变压器本身的阻抗来限制(短路一分钟后电流下降到要求值以下)
2. 使用过电流保护装置来限制(采用适当规格的保险丝来切断电路)
3. 使用电子线路保护方式来限制(在正常及异常状态下能自动将电流限制在规定值以下)
 
 
 
 
UL电缆等级防火等级
增压级 - CMP 铜缆(UTP 和ScTP)
- OFNP 或OFCP 光纤电缆
这是等级最高的电缆,在一捆电缆上使用风扇强制吹向火焰时,电缆将在火焰蔓延5 米以内自行熄灭。增压级电缆包括化学物质,在燃烧或在极度高温时,电缆不会放出毒烟或蒸汽,使其成为美国首选的电缆,其中通信布线通常安装在通风管道或空气处理设备使用的空气回流增压系统中。
干线级 - CMR 铜缆(UTP 和ScTP)
- OFNR 或OFCR 光纤电缆
这是等级位居第二的电缆,在风扇强制吹风的条件下,成捆电缆必须在火焰蔓延5 米以内自行熄灭,通常会在干线火灾中遇到这种情况。但是,干线级电缆没有烟雾或毒性规范。美国以外的世界各地通常在大楼干线和水平电缆中使用这种防火等级的电缆。
商用级 - CM 铜缆(UTP 和ScTP)
- OFN 或OFC 光纤电缆
商用级比干线级低,成捆电缆必须在火焰蔓延5 米以内自行熄灭,但没有任何风扇强制吹风的限制。与干线级一样,商用级电缆没有烟雾或毒性规范。这种防火等级的电缆常用于水平走线中,在水平走线中,电缆一般会捆在一起。
通用级 - CMG 铜缆(UTP 和ScTP)
- OFNG 或OFCG 光纤电缆
通用级与商用级类似。
家居级 - CMX 铜缆(UTP 和ScTP)
- 没有光纤分类
这是通信布线中最低的UL 防火等级,一条电缆必须在火焰蔓延5 米以内自行熄灭。这种等级也没有烟雾或毒性规范。这种等级的电缆仅应用于单独敷设每条电缆的家庭或小型办公室系统中。这类电缆不应成捆敷设,因为成捆电缆的火焰蔓延方式与一条电缆中的方式有很大的差异。
澳大利亚AS/NZS 3191:1996 标准中就一条电缆与一捆电缆的火势蔓延行为作出了注释,可以支持上述观点。标准中的注释如下:“安装时要特别注意,因为不能保证一捆电缆的行为方式与一条电缆的行为方式相同。”
电缆标记中确定防火等级UL
UL清单列明的任何电缆,也就是经过测试、符合某种防火等级的电缆,都将在电缆上印有这些详细信息。一般来说,电缆上将印有防火等级、批准参考编号和UL标识符(UL 标志或放在圆括号中的UL)。例如,商用级电缆上将印有CM E123456 (UL)。
电缆怎样自行熄灭
通信电缆中的绝缘材料包含化学物质,这些化学物质作为遏制火势的物质使用。基于PVC 的电缆(干线级、商用级、通用级和家居级)都使用卤素化学物质来遏制火势。在PVC 燃烧时,它会散发出卤化气体,如氯气,它会迅速吸收氧气,从而使火熄灭,导致电缆自行熄灭。
但是,在浓度高时,氯气具有很高的毒性。此外,在与氧气和水蒸汽结合时,会生成盐酸,这对人也非常有害。
增压级电缆解决了电缆燃烧的有毒产物问题,它使用的化学物质散发出水平非常低的烟雾,不会发出毒烟或水蒸汽。这通过使用聚四氟乙烯的绝缘材料实现,而不是使用PVC。其缺点是成本高,因为聚四氟乙烯的材料成本要高于PVC。
 
角磨砂轮片压板(Flange of Angle Grinders)CSA认证要求
北美的安规标准对角磨砂轮片压板(Flange)的认证有较高的要求。不少厂家因不了解这方面的具体要求,导致在进行角磨产品CSA C-US认证时由于砂轮片压板的不符合要求而不能顺利通过测试。现在,我们就北美安规标准中对砂轮片压板(Flange)的要求作简要的概述以供大家参考:
  1.除已安装好的砂轮片(Mounted wheel, 如图1所示)类型以及2~5中所提及的砂轮片类型外,表面研磨型砂轮片必须安装在两个具有相同直径的砂轮片压板(Flange)之间,且此砂轮片压板(Flange)的直径不应小于砂轮片直径的三分之一。砂轮片压板(Flange)应该由低碳钢、铸铁或其它具有相当强度的材料制成。
  2.27A型切断轮(Type 27A cutting-off wheel, 如图2所示)必须安装在有匹配承载面的平面型砂轮片压板(Unrelieved flange)之间,且砂轮片压板(Flange)的直径不应该小于砂轮片直径的四分之一。
  3.直径大于127 mm的27型和28型(Type 27 or 28, 如图3所示)砂轮片必须安装在如下结构的砂轮片压板(Flange)之间:后砂轮片压板(Back flange)应该延伸到砂轮片的突起部分外侧以消除侧压力;小于砂轮片直径三分之一的前螺母型压板(Front nut flange)必须内配合在砂轮片内凹面以防止干扰砂轮片工作。
  4. 直径等于或小于127 mm的27型砂轮片应该按照1或3中的要求安装。
  5.1型切断轮(Type 1 cutting-off wheel)必须安装在有匹配承载面的恰当凹面型砂轮片压板(Properly relieved flange)之间,且每个砂轮片压板(Flange)的直径不应小于砂轮片的四分之一。
  6. 砂轮片压板(Flange)必须要有一定的钢度和平面度,以至于当砂轮片压板(Flange)拧紧时,在砂轮片上的承载面宽度将得到保证。当装配好后,砂轮片压板(Flange)必须把工具驱动轴上的转矩传给砂轮片。
  7. 直凹面型砂轮片压板(Relieved flange)和平面型砂轮片压板(Unrelieved flange)分别如图4和图5。图中所标示砂轮片压板(Flange)的尺寸在北美安规标准中都有相应的要求(具体可参照相关标准)。如果客户使用其它结构的压板(Flange)类型,则要进行测试以确认其是否符合北美安规标准。
  8. 钢质直凹面型砂轮片压板(Relieved flange)可以被冲压、模压或热烧结如图6所示的形状并可作为7中所描述砂轮片压板(Flange)类型的替代类型。且图中所标示压板尺寸在北美安规标准中也有相应的要求(具体可参照标准)。
  以上仅是角磨(Angle Grinders)砂轮片压板(Flange)北美安规要求的一般性介绍,如要详细了解其相关的测试和认证要求,可与CSA International中国办事处联系。
图1
图2
图3
图4
图5
图6
 
电源线,作为电器产品的基本零部件,取得相应的北美认证是非常重要的。在电源线的认证过程中,许多生产厂家由于不清楚北美标准的要求,产品常出现问题使得认证时间和费用都增加。希望通过本文章让厂家初步了解北美安规对电源线的要求,以便产品顺利通过认证。
  电源线是指电线与其一端连接的插头或尾插的集合体。由此可见,电源线分为两部分,电线和插头。一般情况下,电源线中使用的电线都已获得相关认证,故本文主要着重于插头的讨论:
1. 适用于电源线的北美标准为:
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. 插头的规格:
厂家可能会问,哪些是北美标准规格的插头呢?美国电气制造商协会的NEMA WD6标准列出了北美标准规格的插头,在此之外的,都被看作是特殊用途的插头或连接器。厂家也可以在CSA标准C22.2 No. 42中找到插头的北美标准规格。图一和图二是常见的1-15P, 5-15P插头的规格图。
3. 插头的材料:
对于插片来说,要求为铜或铜合金。至于塑料外壳,所使用的必须是通过CSA或UL认证的塑料,要求最低的阻燃等级为HB级。对于母插来说,塑料还要求具有有最低为175 V的CTI值属性,以及RTI, HWI, HAI等参数的要求。
4. 测试:
电源线的测试可以分为三类,机械、电气和绝缘测试。机械测试包括: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; 电气测试包括:Temperature Test, Dielectric Strength Test, Overload Test; 绝缘测试则包括Accelerated Ageing。具体的测试要求和方法我们将在以后刊登的文章中陆续介绍。
2. 使用过电流保护装置来限制(采用适当规格的保险丝来切断电路)
3. 使用电子线路保护方式来限制(在正常及异常状态下能自动将电流限制在规定值以下)
  • 电线规格
    北美线材的线规与国内的表示方法不同,是以“AWG”为单位。这里列出一些常用的线材线规对照表供参考:
规格
截面积
线径
圆密耳
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
  电线电缆的标志上会出现很多字符,各自都代表不同的意思。在此列举一些常用的字符简介如下:

电源线:
SPT = Service Parallel Thermoplastic(服务性 平行的 热塑性塑料)
HPN = Heater Parallel Neoprene(加热器 平行的 橡胶)
S = Service 服务性 (SO, SOW, ST, STW) O - Oil 油性 W – Wet 湿 T – Thermoplastic 热塑性塑料
SJ = Service Junior 小型服务性(SJO, SJOW, SJT, SJTW) O - Oil 油性 W – Wet 湿 T – Thermoplastic热塑性塑料
SV = Service Vacuum Cleaner 吸尘器(SVT, SVO) O - Oil 油性 T – Thermoplastic 热塑性塑料

电子线:
Class I 内部使用;Class II 外部使用
Group A 不承受机械磨损;Group B 承受机械磨损
W:潮态环境使用;O:防油;F:防燃料油
FT1:垂直燃烧测试;FT2:水平燃烧测试;FT4:垂直燃烧测试(Cable in Cable tray);FT6:水平燃烧和烟熏测试。

例如:“CSA AWM I A 90 C 300 V FT1”表示AWM电子线,内部使用,不承受机械损坏,耐温90 C,额定电压:300 V,燃烧等级为FT-1。
  • 工厂测试的要求

  在北美的电气产品的认证报告中,工厂测试一般都要求进行耐压测试。耐压测试,也就是高压测试,通过在受测样品的测试点之间施加一定的高压来检验产品绝缘系统的安全可靠性。一般来说,北美的标准要求对120 V的产品进行1000 V,1 分钟或1200 V {1000 V×(1+20 %)}, 1 秒钟的耐压测试。

  很多厂家会问在进行耐压测试时,耐压测试仪的过电流继电器的动作电流应设定为多少?CSA标准的观点认为不同产品类型其绝缘电阻会有很大的差别,所以这个电流值不能脱离具体的产品类别而定。当在测试点间施加一定的高压时,会在绝缘间产生一定量的泄漏电流。这个电流值并不表示击穿。只有当此电流值突然增大时才视为击穿。因此耐压测试仪的过电流继电器的动作电流应设定为一个较高而又能在击穿前动作的数值。

  我们还发现有些工厂为了显示自己产品的安全性,把耐压测试的电压值提高了,有的甚至达到我们报告所要求的几倍。其实这种做法对其产品特别是电子类产品是有害无益的。当把高电压施加到绝缘层的两端时,绝缘层之间会产生一个极微小的漏电流。而当此电压达到某一极限时会使绝缘材料产生局部放电加速其老化,这样会使出厂产品的可靠稳定性能大大降低。
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