变压器安全性能的分析及设计

变压器安全性能的分析及设计

张雅芳

1 概论

随着电子工业的飞速发展，家用电子产品的使用越来越普遍。人们除了要求提高产品性能指标外，对安全性要求也愈来愈高。近十几年来，随着安全认证工作的深入开展，促进了电子产品安全性能的分析与研究，使电子产品的安全性能不断提高，在保护消费者的利益方面起了重要的作用。家用电子产品的安全问题是研究这类产品的安全要求和满足这些要求的设计，以及在产品设计、制造、验收中的安全测试检查。最根本的目的是要求这类产品在规定的使用范围内，不管是在正常工作条件下，还是在故障条件下均能保证操作者（包括“外行人”）的安全，也就是防止“电击、高温、起火、有害射线、爆炸、机械结构不稳和运动部件、结构件损坏、激光、毒气”对人体的伤害。

作为电子产品的关键元器件变压器，其安全性能是否能满足安全要求，对于电子产品安全性能起到至关重要的作用。因此被列入强制性安全认证目录中，电阻器、电容器、变压器、行输出变压器、电源开关、熔断器、带插头电源线、印制电路板和显象管，即九种关键元器件认证产品之一。为了保证满足电子产品安全认证的要求，特别是整机使用的安全要求，必须从变压器设计、生产、安装进行严格控制。

2 变压器安全性能分析及设计

变压器在使用与试验（单独认证及整机试验）中出现的不安全的现象或隐患有：

①产生飞弧、击穿； ②温升过高；

③起火及放出有害气体。

变压器出现这些不安全问题或隐患主要是由于设计及生产工艺的问题。搞好安全设计、严格生产工艺、实施安全性能的检验与试验，以求在使用中提供安全可靠的隔离作用。 2．1 安全设计

由于安全设计不当造成不安全的问题和隐患占有相当大的比例。安全设计是生产合格安全产品的龙头，设计不当，再好的工艺也无济于事，必须认真重视与对待。

2．1．1 变压器的结构设计

变压器工作原理是依据电磁感应原理，如图1所示。它是用来改变交流电压及电流的电气设备，它既能改变线路电压和电流又能输出各种不同用途的电压，在电气产品中是很重要的设备。而从安全隔离的用途讲，在一些整机的使用当中也是利用这一原理，使整机设备可触及部件与电网电源通过变压器隔离，是整机中所采用的一种防止因触电对人体伤害的有效措施。因此，首先变压器自身应能

满足加强绝缘的要求，才能保证可靠的隔离。结构设计是产品质量检验人员特别是设计人员应考虑的重点问题。

图1 变压器电磁感应原理

变压器的结构设计应从满足电气间隙、爬电距离、绝缘穿透距离及工作电压等方面的要求给予考虑。在标准中对应达到的最小尺寸与厚度已列表给出。但应注意的是最小尺寸均随工作电压、供电电压和预期的污染条件而变化（在多数的正常情况下，工作在清洁区的非密封的设备，均属Ⅱ类污染等级）。因此，在设计的过程中，应将电气间隙、爬电距离的尺寸适当增加。

电气间隙是指两导电零部件之间、或导电零部件和设备的界面之间，通过空气测得的最短距离。爬电距离指两导电零部件之间或导电零部件和设备的界面之间沿绝缘材料表面测得的最短通路，如图2所示。

图2 变压器结构

变压器结构的具体设计应达到：初级绕组与次级绕组、初级绕组与铁芯电气间隙、爬电距离为加强绝缘的要求，当变压器的铁芯不悬浮时次级绕组与铁芯应

为加强绝缘，悬浮时应达到基本绝缘。考虑到某些使用性能的原因其结构达不到电气间隙最小尺寸要求时，基于电气间隙与爬电距离的含义，可以在绕组间或绕组与铁芯间增加隔板高度，或骨架刻槽来增加爬电距离，以防止飞弧现象的产生。 绝缘穿透距离指绝缘的厚度，如图2；工作电压指特殊绝缘件上或者当设备在额定电压下正常工作时可能承受的最高电压。

变压器线圈绝缘设计应包括三方面的绝缘：线圈层间绝缘，线圈内层绝缘，线圈间绝缘。

线圈层间绝缘指的是工作绝缘，它不能作为防电击保护。设计方法可按表1选取。层间交流电压超过200～300V时，应将线圈分段，以降低层间电压。

表1 不同材料层间电压

材料 层间电压/V (均方根值) 最大线径/mm 电容器纸 1×0.03 60 0.27 电话纸 1×0.05 100 0.41 电 1×0.08 150 0.6 缆 2×0.08 300 0.8 纸 1×0.12 200 1.2 线圈内层绝缘指的是线圈内层绕组与骨架之间所加的附加绝缘，应适当考虑。

线圈间绝缘指的是初级绕组与次级绕组间的绝缘，必须保证加强绝缘。这是变压器设计中关键性的一种绝缘，应特别重视。电子产品用的隔离变压器包括电源变压器（工频）；遥控电源变压器；开关电源变压器（行频）和音频变压器。用途各不相同，则结构形式亦不相同。铁芯形式一般有心式和壳式两类，每类又有多种形式。由于线圈骨架形式有王字型（分离隔板）、抽屉式、套筒式及同轴配置等多种，因而造成了绝缘形式也就不同了。 对于王字型、抽屉式均属于分离隔板式的骨架结构，其绝缘是直接依靠骨架本身的隔板形成的，是固体材料，其厚度应达到0．4mm，这是一种比较可靠的绝缘方式。对同轴配置的变压器（如开关变压器和套筒式的电源变压器），其绝缘形式是初、次级间层压绝缘材料，应为三层以上独立的绝缘层。

目前所用的绝缘材料有电容纸、电话纸、电缆纸、聚酯薄膜等，而每种材料承受的介电强度是不同的（具体参考表2）。绕制三层的目的是为了当一层绝缘损坏后还能保证不击穿，即保证达到加强绝缘的要求。

表2 不同材料介质击穿电压

材料 介质击穿电压/kV (漏电流=2mA) 现象 电话纸 1×0.05 0.8 破损 电容器纸 1×0.03 4.8 拉弧 电缆纸 1×0.12 5 聚酯薄膜 1×0.05 5 痕迹 胶带 1×0.06 5 击穿 具体的线圈间的绝缘可根据线圈的工作电压、相邻线圈间最大电位差及受潮后线圈间热态最小绝缘电阻的要求选择。对热态最小绝缘电阻要求不高的变压器

可用电话纸和聚酯薄膜组合线圈间绝缘，对热态最小绝缘电阻要求高的变压器应以电缆纸为主。

从表2可以看出用电缆纸做绝缘，其承受的耐压强度是很高的，但应注意为了防潮另加两层聚酯薄膜，其效果更佳。 以上的结构设计分析，是对一般情况而言，对具体设备中所使用的变压器结构还应再作具体的结构设计与分析。除此以外还应注意下述要点：

（a）跨接的引线和引出线都要作相应的隔离，以保持与其它引线、绕组之间的绝缘；

（b）各绕组线匝的末端都必须用安全的方法予以夹持；

（c）必须保持绕组之间一定的爬电距离，其方法是利用分隔骨架或同轴绕组边缘绝缘带，在铁芯的不同柱脚上采用隔离绕组；

（d）引出线必须绝缘。如果引出线是裸线，则此引出线必须固定，以防此线移动位置而导致爬电距离缩短。变压器上的油漆不能被用作固定引出线的方法。骨架槽是一种合适的固定措施；

（e）应注意：在过载和短路等故障状态下，变压器有最高温度使用限制。这些制约条件意味着某些过载保护是必须的，即变压器不能抗热熔化，这就更加要求注重变压器的材料选择。 2．2 关键性材料的选择

变压器所使用的几种关键材料有：绕组间绝缘、骨架、铁芯、漆包线、灌封材料等，而起绝缘作用的一是前边提及的绕组间的绝缘材料，另一是绝缘骨架材料。选择的是否合适直接影响到安全性能。 2．2．1 材料的击穿特性

前面所用的层间和绕组间绝缘和骨架材料均属电介质材料，因而在选择及使用中要特别注意材料的绝缘击穿及其老化。因为电介质材料在高电场作用下电流急剧增大，并在某一电压下失去了绝缘性能而成为导电的，即为电气绝缘击穿。对于变压器使用的这两种固体材料，一旦击穿它的绝缘性能就不能恢复。击穿的种类有电子击穿、介质的热击穿及机械击穿。影响介质击穿电压的因素很多，如： （a）介质的形状，其厚度与面积愈大，绝缘的击穿强度愈低。这是因为绝缘的击穿多半是在材料中的一个薄弱点处产生，当厚度与面积增大时，弱点就会增加所致。

（b）在低温下特性变化较小而在高温下随温度上升击穿强度下降，因此在高温下更容易发生热击穿。

（c）交流、直流、脉冲等试验电压的种类、频率以及机械应力等等均影响绝缘击穿强度。

绝缘击穿电压与击穿所需时间之间的关系（V－t特性）是绝缘设计上的一个重要特性。如击穿电压为V，击穿所需时间为t，可以发现它们之间有着如下的实验关系：Vnt＝常数，n为常数。如能定出n值，那末，在测定短时间击穿电压后就可估算出长时间的使用电压。

变压器所采用的绝缘介电材料常用的是高分子材料，除上述击穿外，材料还易老化，即长期使用中，易于发生材料性质的变化。老化主要有热老化和电老化两类，除此之外，还有由于环境气氛等引起的环境老化和由微生物引起的老化以及机械老化等。材料的老化也是绝缘设计应研究的的问题。因为产品的寿命多半是由绝缘材料老化决定的，而安全性能更是如此。

变压器在进行线圈绝缘设计中，除应从结构考虑绝缘穿透距离外，还应根据

上述的介质特性与所使用的场合进行分析研究，加以确定具体应用的材料。 2．2．2 材料的阻燃

选择变压器骨架材料也应根据材料的特性及使用的要求加以选择。骨架的材料应能满足耐压、耐振、耐热、耐燃、防止击穿、着火和有害毒气。常见的固体材料是工程塑料，有：ABS塑料、聚苯乙烯塑料、聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚碳酸脂塑料、聚砜塑料、聚甲醛塑料、聚酰胺塑料和酚醛塑料。 这些塑料均是以天然树脂为主要原料，在加压、加热条件下可塑制的高分子材料。

高分子聚合物材料均为可燃的，燃烧时产生的热量大、温度高，并且容易产生不完全燃烧的黑烟，随着燃烧还会产生有毒的气体。其种类繁多，因其分子结构不同，燃烧性各异。要解决高聚物材料的阻燃性以及低烟、低毒等问题，较为简单经济实效的方法是在高聚物中加入阻燃剂，无机填充剂或制成复合材料来保护易燃的高聚物。（目前广泛采用的阻燃剂有十溴联苯醚，四溴双酚A及其衍生物三氧化二锑等）。以上提到几种塑料燃烧性都比较好。它们在主链上含有芳香环或芳基比例较大的聚苯撑氧、聚砜、聚碳酸酯、酚醛树脂等。不会以拉链式的链锁反应而释放挥发性的易燃气体，而且形成阻挡火焰的炭化层，故耐火性较好。 以上几种塑料中，最好采用聚碳酸脂塑料、聚砜塑料、聚甲醛塑料来制作变压器的骨架。因为聚碳酸脂具有耐冲击性，是热塑性塑料中最好的，温度变化性小，制品尺寸稳定性高；聚砜塑料具有突出的耐热性、耐氧化性，可在150℃的条件下长期使用；而聚甲醛塑料抗压、抗拉强度高，而且有突出的耐疲劳及耐冲击性能。从实际的使用及试验也证实了这一点。 2．2．3 变压器的温升

影响变压器温升的材料主要是铁芯、漆包线两种材料。

变压器铁芯用的磁性材料为高磁导材料（软磁材料）。在应用中应考虑其损耗，即铁损，包括涡流损耗和磁滞损耗。由公式

（1）

ρ是材料的电阻系数。

可见涡流损耗与频率f的平方成正比，因此，在高频下它就成为损耗特别重要的部分。损耗大，一是影响效率，二是产生温升，因而在材料设计中应尽量减少涡流损耗。其方法可以在工频的电气产品中，将铁芯材料制成板状，并在其表面上涂上绝缘层，然后再把这种板材叠加起来制成铁芯。这样，由于板面是和涡流成直角放置，从而上式中的电阻系数ρ增大，减少涡流损耗。对用于高频电气产品中的磁芯，可将材料制成粉末，并在其表面上进行绝缘后再把它们压成磁芯（压粉磁芯）。

铁氧体即金属氧化物其涡流电流是很小的材料，因此在选用时可以加以考虑。因为铁氧体本来就是绝缘体，在数百千赫内使用时，可以不必考虑其涡流损耗。

2．2．4 灌封材料

为了提高绝缘物的绝缘强度、机械强度、耐热性和抗潮性等，应使用灌封材料对变压器进行绝缘处理。

其材料有氨基醇酸绝缘漆，烘干绝缘漆（A30－11、C30－11）等。但若选用的材料不具有阻燃性或阻燃性能低，仍是引起着火的一个隐患。这也是往往被人们所忽视的。

对以上提及的这些材料均是变压器的关键原材料，应严格加以控制，尤其是对安全认证的变压器，其材料的更换应报中国电工产品认证委员会（CCEE）电子产品分委员会，并做相应的试验，否则均不能替换。 2．3 生产工艺设计与控制 生产工艺控制包括：制定合理的工艺程序以及严格执行按工艺进行操作的纪律。由于生产工艺设计与控制不当，是影响安全性能的又一重要问题。良好的生产工艺控制是保证产品质量及安全性能的重要环节，尤其是对特殊的工序进行控制。

变压器生产的工艺控制应包括绕线工艺、浸漆工艺、质量检验点。 当过程的结果不能通过以后的检验和试验完全验证，如加工缺陷仅在使用后或后续工序中才能得出结果的，必须采取特殊的监控措施，即对这些过程应由具备资格的人员完成或要求进行连续监视和对过程参数加以控制。这些过程能力要预先鉴定的过程，通常被称为“特殊过程”。对于所有这类过程都要对影响质量的各因素加以控制。

变压器的生产过程中的浸漆工序即为“特殊过程”。这个工序的目的是为了提高绝缘物的绝缘强度、机械强度、耐热性和抗潮性等。对于这一目的是否能够达到，也就是说是否能达到预期要求的安全性能，只有通过异常的老化试验（如IEC65中的七次循环，或UL1410标准中的7小时与15天的异常试验）才能验证。而生产过程中，只能对其进行工艺控制，即对影响这一工序的各因素进行综合的连续的控制，而不是简单的某因素的控制。

变压器浸漆工序应控制的因素有：漆的浓度、预烘的时间与温度；浸漆时间与温度；滴漆的时间及固化的时间与温度。 其最好的方法是：运用统计技术进行工艺设计，对这些多因素作用的定量分析的实验设计，得到各因素的统计数据，在工艺中加以规定。同时对这一过程运用统计技术进行连续的监控（如连续监控的控制图），以评价其控制的特性与程度。

工艺纪律是保证产品质量及安全性能的又一重要环节。制定了合理的、科学的生产工艺，若不执行或不严格执行都会对产品质量及安全性能带来直接影响或造成隐患。在试验与检验中由于工艺执行有问题也占一定比例。 2．4 生产过程中的检验对产品的影响

生产线上对安全性能的检验的目的是在制造过程中进行监测，以避免不合格品的产出和流转到下一过程，同时可以及时进行纠正，避免造成更多损失。因此这一检验是必不可少的。 2．4．1 抗电强度试验

变压器生产过程中所进行抗电强度试验是非常重要的，是企业质量控制的质检点，但需指出由于抗电强度试验进行的不当，是变压器不安全问题的产生或隐患的又一重要原因。有的企业在生产过程中或试验中对变压器进行多频次、长时间、高电压的抗电强度试验，因此造成在使用中或试验中出现击穿现象。 因为在一个绝缘结构上施加电应力，可能有以下几种电老化作用：绝缘材料内部或表面气体中的电场超过击穿场强所发生的局部放电效应、泄漏效应、树枝形爬电效应、电解效应。

通常在绝缘介质上施加电应力后，其绝缘性能将随时间而下降。国际上很多专家根据实验数据总结出、并经IEC有关委员会推荐的经验公式（2）是很能说明问题的。

（2）

式中，E为绝缘材料承受的电场强度（或电压），t为承受电场强度的时间，n为与材料性能有关的系数，F（p）为材料的有关性能（抗电强度或机械性能），随电场作用时间而下降的下降量。

公式表明，每一次抗电强度的试验，将使材料损失一部分电老化寿命，而每一种绝缘材料电老化寿命是有限的。因此并非进行抗电强度试验次数多、时间长，电压高，安全性能就越好。 2．4．2 试验电压的选取

如何确定生产线上的试验电压与时间呢？

美国UL标准根据理论分析得出了试验电压的计算方法：

L1Vn1＝L2Vn2或Vn1＝L22Vn2／L1

（3）

这个计算公式再一次说明绝缘材料的寿命L与所加的电源电压U的某个指数成反比关系。式中L2V2表示正常工作寿命时间及工作电压L1V1为寿命试验时间（击穿时间）和试验电压。n值的范围在2～12之间，一般家用电子产品可取5。假设变压器能使用20年，另外考虑由于热应力，产品中绝缘件在有效寿命期内，20年后，预期抗电强度将损失50％。因而20年的产品绝缘寿命就具有13．33年的工作期，一般取15年计算，认为受试后绝缘件抗电强度特性损失应不大与于1％。另外考虑生产线上生产效率，不可能将加试验电压的持续期定为一分钟。因而规定在2～10 s内，由公式（3）可得持续电压为2 s时，其试验电压为：

（V＝220 V时，则V＝4142 V）

持续电压为10 s时，其试验电压为：

（V＝220 V时，则V＝3002 V）

由此可见，随着试验电压的持续时间的减少，试验电压应明显增加。当损失不大于1％时，所加试验电压的持续期为2 s，其试验电压增加1．4倍（比10 s时）。在生产线上检查时，不希望损伤绝缘件的绝缘性能。如美国UL1410，UL1270文件曾提出生产线上可为1 s，试验电压增加20％，但不得超过40％，时间不超过2 s。

经以上的计算与分析，认为生产线上的试验电压，在原材料稳定的情况下，主要是考验工艺、安装中的偶然性问题。试验电压的加压时间可以缩短，且试验电压可以适当调整，但应考虑损伤绝缘性能的程度。也就是说良好的绝缘结构设计及严格的工艺规程是确保产品安全性的主要条件，最后的抗电强度试验只是作为辅助的安全措施。

3 安全性能的检验与试验

3．1 选择适用的标准

变压器安全认证标准有国标GB13028《隔离变压器和安全隔离变压器的技术要求》，等同IEC742；部标SJ327－90《隔离变压器的安全要求》，等同IEC65；部标SJ／Z9127－87《音响、收音和电视设备变压器和电动机变压器》，等同UL1411。

由于各标准的应用范围及侧重点不同，应合理的选择适用的标准进行试验与检验，对其安全性能进行分析、改进提供可靠的依据。 3．2 检验的主要项目与要点 3．2．1 变压器结构检查

对通过空气的电气间隙的检查；对固体材料和层压绝缘材料，应检查其使用材料不应是吸水材料、天然橡胶、含有石棉的材料；检查其绝缘的厚度及层数。若对使用的材料不了解其性能时，要进行阻燃性、漏电起痕及湿性试验。 3．2．2 变压器层间耐压击穿试验 倍频倍压，即检查绕组的层间耐压强度。由此可以考核其漆包线的耐压情况。 3．2．3 温升

包括正常工作条件和故障条件的温升。故障条件下的温升，典型的试验如UL1411“7小时故障温升试验”。和“15天故障试验”。试验中不能有着火、击穿、温升超差的可能。

3．2．4 抗电强度与绝缘电阻的检查

将变压器经潮湿处理后进行耐压与绝缘电阻检查。 3．2．5 变压器的老化试验

典型试验如SJ3270－90“七次循环试验”，模拟变压器长期使用的情况，综合验证设计结构的合理性，绝缘材料的老化，工艺的设计与控制。每次试验包括：热冲击、振动、潮热三方面的试验。 3．2．6 阻燃试验

3．3 分析不合格产生原因为改进安全性能提供依据 在安全检测中，最难判定的不合格现象即为内部击穿。因为击穿产生的原因很多，如上述分析可知，爬电距离、间隙不满足最小尺寸要求、介质老化、破损、工艺控制不当等均可能造成内部击穿。正确的确定其产生的原因，才能改进安全性能。利用排除法：首先剖开变压器的截面，检查内部结构；参考工艺文件，分

析制造中薄弱环节；依据所报材料清单，对材料性能不了解时进行试验。从这样的检查分析步骤得出正确的原因分析，提供改进的依据，使产品的安全性能得以改进。

作者单位：电子部三所 北京 100015 参考文献

［1］GB13028《隔离变压器和安全隔离变压器的技术要求》，等同IEC742 ［2］部标SJ327－90《隔离变压器的安全要求》，等同IEC65

［3］部标SJ／Z9127－87《音响、收音和电视设备变压器和电动机变压器》，等同UL1411

（收稿日期1998 11 23）

自复保险丝在变压器中的应用

1、问题与分析：

带有变压器的电源设备的故障主要是由于过流产生的，而导致过流的原因通常是电路短路或负载减小;发生故障时会导致电路冒烟、着火，以至于损坏电路以及接口。低压卤化灯结构的灯体的变压器常由于短路而产生故障。如果变压器和灯体之间安装和连接不正当，就更易于损坏。由于灯是并联使用的，短路时电流特别大。把自复保险丝安装在变压器的第二线圈上可防止短路和过载故障。 2、有关规定：

IEC742规定：分体式独立变压器系列的第二线圈短路故障时温度不能超过125到210C。IEC950规定：通过第二线圈的电流，在一分钟内电流必须降至8安培。UL697规定：小型变压器在一分钟内输出功率不超过190W，电流不超过30安培。UL1310和UL180规定：NEC二级供应电源和变压器在5秒内电流要限制到8安培以内。我国的电力变压器大多数为A级绝缘材料，线圈的允许温度为105℃。在正常情况下，变压器上层油不超过85℃，最高不超过95℃。 3、技术比较：

目前用于变压器电路保护的有双金属片断路保护器、陶瓷PTC、保险丝等。双金属片断路保护器的局限性在于它会产生恶循环，并且两金属片会粘在一起而起不到保护作用。陶瓷PTC的局限性在于其阻值大，温度变发过大，且在受到震动时易于损坏。保险丝可以起到好的保护作用，但它只是一次性的，烧坏后必须更换。与之比较，自复保险丝具有在正常工作状态下阻值极小，在发生故障时能迅速动作，阻值急剧升高使电路处于隔离保护状态。 4、自复保险丝选型以及常用安装方式：

小型变压器电源特性：电压范围：6~60V；电流范围：1~7安培。对于变压器保护，

PSN110—PSN250，PSL300—PSL1400或者PSM300—PSM900都适用。

安装方式：如右图所示，自复保险丝常安装于变压器的次级绕组保护，也可以安装于原边绕组或整流器的输出端口保护。

国际电工委员会(IEC)技术方面的正式决议或协议是由所有...

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引用网址：http://www.1wen.com.cn/wendang/guoji-weiyuanhui

文档地址： 获取下载文档GO>> GB 4706.1――1998 IEC 前言

国际电工委员会(IEC)技术方面的正式决议或协议是由所有对其感兴趣的国家委员会参加的技术委员会来制定的,因此,在所涉及问题上它们都尽可能如实地表述一种国家性的一致观点.

它们以一种推荐性的方式供国际使用,为各国委员会所接受.

为了促进国际协调,国际电工委员会(IEC)希望各国委员会应在本国条件允许的情况下,在本国标准中采用IEC标准.所有IEC标准与本国对应标准之间的差异都应在后者中尽可能清楚地指出.

中华人民共和国国家标准 家用和类似用途电器的安全 第一部分:通用要求 1范围

本标准涉 的是单相器具额定电压不超过250V,其他器具额定电压不超过480V的家用和类似用途电器的安全.

这些器具可以带有电动机,电热元件或它们的组合.

不打算作为一般家用但对公众仍可以构成危险源的器具,例如:打算在商店中,在轻工业以及在农场中由非电专业人员使用的器具,在本标准的范围之内.

际中遇到的非正常情况下工作时,对诸如电气,机械,热,火灾和辐射等危险进行防护的国际性可接受水平.

4 试验的一般条件

按本标准进行的试验为型式试验.

除非另有规定,试验应在一个器具上进行,此器具应经受所有有关的试验.但第22章―26章以及第28章的试

验可在另外单独的试样上进行.

注:1 如果器具能以不同的电压供电,则可能要求增加试样.

如果必须进行附录C中的试验,则需要六个电动机试样.元件试验可要求提供这些元件的追加试样.

2 应该避免在电子电路上连续试验而造成的积累应力,为此有必要更换元件或使用附加的试样.附加试样的数量应根据对有关电子电路的评估,保持在一个最小数量上.

3 如果为了进行一个试验,不得不把器具拆散,则应注意确保能按原交付状态进行重新组装.有怀疑时,可在另外单独的试样上进行后面的试验.

除非另有规定,试验均按各章条的顺序进行.但22.11条试验在第8章试验前,在处于室温的器具上进行.

如果由于器具的设计,一个特有的试验明显不适用,则该试验可不进行.

对还有其他供能方式(如:气体)的器具进行试验时,则必须考虑它们的消耗所带来的影响. 器具或它的运动部件,都应处于正常使用中可能出现的最不利位置上进行试验.

带有控制器或开关装置的器具,如果它们的整定位置可由用户改动,则应将这些控制器或装置调到最不利的

整定位置上进行试验.

注:1如果不借助于工具就能触到控制器的调节装置,则不论此整定位置是否用手还是用工具来进行改动,此条都适用;如果不借助于工具不能触到调节装置,并且整定位置也不打算让用户来改动的,则此条不适用.

2认为充分的熔封能防止用户改动整定位置. 试验在无强制对流空气且环境温度一般为20℃±5℃的场所进行.

如果某一部位的温度受到温度敏感装置的限制或被相变温度所影响(例如当水沸腾时),若有疑问时,则环境温度保持在23℃±2℃.

4.8.1交流器具如标有额定频率则仅用交流并在额定频率下进行试验.而交直流两用器具则用最不利的电源进行试验.

没有标出额定频率或标有50HZ到60HZ频率范围的交流器具,则用50HZ或60HZ中最不利的那种频率进行试验.

4.8.2 设计成多个额定电压的器具,以最不利的那个电压为基础进行试验.

对标有额定电压范围的电动器具和联合型器具,当规定其电源电压等于其额定电压乘以一个系数时,其电源电压等于:

----如果系数大于1,则其额定电压范围的上限乘以此系数; ----如果此系数小于1,则为其额定电压范围的下限乘以此系数. 当没有规定系数时,电源电压为其额定电压范围内的最不利电压.

注:1 如果一个电热器具被设计有一个额定电压范围,则其电压范围的上限通常是其范围内的最不利电压.

2 设计为多个额定电压或额定电压范围的联合型器具和电动器具,则可能需要在额定电压或额定电压范围的最小,中间以及最大值下进行几次试验,以找出最不利电压.

4.8.3 标有额定输入功率范围的电热器具和联合型器具,当规定其输入功率等于其额定输入

功率乘以一个系数时,其输入功率等于:

----如果系数大于1,则为其额定输入功率范围的上限乘以此系数. ----如果系数小于1,则为其额定输入功率范围的下限乘以此系数. 当没有规定系数时,输入功率为其额定输入功率范围内的最不利值.

4.8.4 标有额定电压范围和与此额定电压范围的平均值相对应的额定输入功率的器具,当规定其输入功率等于其额定 输入功率乘以一个系数时,其输入功率等于:

----如果系数大于1,则为与其额定电压范围的上限相对应的,计算的输入功率乘以此系数. ----如果系数小于1,则为与其额定电压范围的下限相对应的,计算的输入功率乘以此系数. 当没有规定系数时,其输入功率与在额定电压范围内的最不利电压下的输入功率一致.

4.9 当器具的制造厂提供一些可供选择的电热元件或附件时,则器具用那些会给出最不利结果的元件或附件进行试验.

4.10 按器具的交付状态在其上进行试验.但按其一器具来设计,却以若干个组件的形式来交付的器具,则先按制造厂的说明书组装后再进行试验.

除非另有规定,嵌装式器具和固定安装式器具,按制造厂的说明书安装就位后进行试验.

4.11 除非另有规定,打算用柔性软线的方式供电的器具,则把相适用的柔性软线连接到器具上再进行试验.

4.12 联合型器具和电热器具,当规定器具必须在乘以一个系数的输入功率下工作时,此情况只适用于那些无明显的正温度系数电阻的发热元件.

PTC电热元件以外的其他电热元件,其电源电压的确定是通过按额定电压给器具供电,直至电热元件达到工作温度.然后让电源电压迅速增加到需给出有关试验所要求的输入功率的那个值,该电源电压值在整个试验中应一直保持.

注:一般说来,如果在额定电压条件下,器具在冷态下的输入功率与其在工作温度下的输入功率相差超过25%,则认为此温度系数是明显的.

4.13 带PTC电热元件的器具,在与规定的输入功率相对应的电压下进行试验,当规定的输入功率大于额定输入功率时,用来乘电压的系数等于用来乘输入功率的系数的平方根. 4.14 如果0Ⅰ类器具或Ⅰ类器具带有易触及的金属部件,而这些部件没有接地,或没有用一个接地的中间金属部件将其与带电部件隔开,则按对Ⅱ类结构规定的有关要求检验其合格性. 如果0Ⅰ类器具或Ⅰ类器具带有易触及的非金属部件,除非这些部件用一个接地的中间金属部件将其与带电部件隔开,否则按对Ⅱ类结构规定的有关要求检验其合格性. 4.15 如果器具带有在安全特低电压下工作的部件,则按对Ⅲ类结构规定的有关要求检验其合格性.

4.16 在试验电子电路时,其电源应不受能对试验结果产生影响的外部干忧. 4.17 由可充电电池供电的器具按附录B进行试验. 5 空章 6 分类

在电击防护方面,器具应属于下列各类别之一: 0类.0Ⅰ类.Ⅰ类,Ⅱ类,Ⅲ类.

通过视检和的关的试验来检查其合格性. 器具应具有对水有害浸入的适当防护竺级. 通过视检和的关的试验来检查其合格性.

注: 对水有定浸入的防护竺级在GB 4208(IEC 529)中给出. 标志和说明

对触及带电部件的防护 电动器具的启动

必要时在产品的特殊安全要求标准中规定要求和试验 输入功率和电流 发热 11.1 注

1如果必须拆开器具来布置热电偶,则应注意确保下确地重新装配该器具,并且要再次测量输入功率.

2 多芯软线的各股芯线分叉点和绝缘电线进入灯座的进入点,是热电偶布置位置的举例. 11.4 电热器具在正常工作状态下以1.15倍额定输入电功率工作.

11.5 电动器具以0.94倍和1.06倍额定电压之间的最不利电压供电,在正常工作状况下工作. 11.6 联合型器具以0.94倍和1.06倍额定电压之间的最不利电压供电,在正常工作状况下工作. 11.7器具工作一直延续至正常使用时那些最不利条件所对应的时间. 注:该试验时间右由一个以上的工作循环组成.

11.8试验期限间要连续监测温升,温升值不得超过表3中所示的值,保护装置不应动作, 并且密封剂不应流出.

表3 最大的正常温升 部件 温升,K 绕组:

(如果绕组绝缘是按照GB 11201) 一A级 一E级 一B级 一F级 一H级 一200级 一220级 一250级 75(65) 90(80) 95(85) 115 140 160 180 210

器具输入插口的插脚: 一适用于高热环境的 一适用于热环境的 一适用于冷环境的 130 95 40

驻立式器具的外导线用接线端子,包括接地端子(电源线用接线端子除外)

60

开关,稳控器及限温器的环境空间或包围物: 一不带T-标志 一带T-标志 30 T-25

用作附加绝缘的软线护套 35

卷线盘的滑动接触处 65

用作衬点或其他部件,且变质能影响安全的非合成橡胶; 一当用作附加绝缘或加强绝缘时 一在其他情况下 40 50

E26和E27灯座: 一金属或陶瓷型 一非陶瓷绝缘型 一带T-标志 160 120 T-25

E14,B15和B22灯座: 一金属或陶瓷型 一非陶瓷绝缘型 一带T-标志 130 90 T-25

对电线和绕组所规定绝缘以外的用作绝缘的材料: 一用浸渍过或涂覆的织物,纸或压制纸班 一用下述材料沾合的层压件:

?三聚氰胺一甲醛树脂,酚醛树脂或酚一糠醛树脂 ?脲醛树脂

一用环氧树脂沾合的印刷电路板 一用下述材料支撑的模制件 ?含纤维素填料的酚醛 ?三聚氰胺甲醛 ?脲醛

一玻璃纤维增强聚脂 一硅酮橡胶 一聚四氟乙烯

一用作附加绝缘或加强绝缘的纯云母和紧密烧结的陶瓷材料 一热塑性材料

70

85(175) 65(150) 120 85(175) 100(200) 75(150) 65(150) 110 145 265 400 一

普通木材

一木质支撑物;测试角的边壁,天花板和地板,及木质的橱柜: ?倾向用于长时间连续工作的驻立式器具的 ?倾向用于其他器具的 65 60 65

电容器的外表面:

一带最高工作温度标志的 一不带最高工作温度标志的\

?用作无线电和电视干扰抑制的小型陶瓷电容器

?符合IEC384-14或GB-8898一1997(IEC 65:1985)中14.2的电容器 ?其他电容器 T-25 50 50 20

电动器具的外壳(正常使用中握持的手柄除外) 60

在正常使用中连续握持的手柄,旋钮,抓手和类似部件(如锡焊用电烙铁): 一金属制的

一陶瓷或玻璃材料制的

一模制材料,橡胶或是木制的 30 40 50

在正常使用中连续握持的手柄,旋钮,抓手和类似部件(如:开关): 一金属制的

一陶瓷或玻璃材料制的

一模制材料,橡胶或是木制的 35

IEC61-1:1969灯头

IEC68-2-32:1975ED试验:自由跌落 IEC309:1988工业用插头.插座和连接器

IEC320:1981 家用和类似用途的器具连接器 IEC328:1972 器具

IEC384-14:1981电子设备用固定电容器.第14部分:分规范.用于无线电干扰抑制的固定安装式电容器.试验方法的选择和通用要求.

IEC817:1984弹簧驱动的冲击试验装置及其检验

IEC999:1990连接装置--电气铀导线用螺丝钉型和非螺钉型夹紧单元的安全要求 ISO1463:1982金属层和氧化---镀层厚度测量--显微镜法

ISO2178:1982在磁性底层上的非磁性镀层---镀层厚度测量---磁测法. 附录B.

(标准的附录)

由充电电池供电的器具 B1.范围

本附录适用于由充电电池供电的器具.而其充电电池的充电量是在器具中进行的. 注:本标准不适用于电池充电器(IEC335-2-29)

除非在本附录中另有规定.否则.本标准的所有条款均适用. B2.定义.

B2.2.9正常工作:器具要在下述条件下工作:

----器具由充满电的的电池供电.在特殊要求规定的条件下工作. ----电池最初要放电到使器具不能工作的程度.然后给器具充电.

---如果可通,电池最初要放电到使器具不能工作的程度.器具通过电池充电器来由电网供电.器具按特殊安全要求规定的条件下工作.

B2.7.2注在废弃器具之前.为了除去废电池必须取下一部分,即说明书指出这一部分应被拆下.则也不认为其是可拆卸部件. B4试验的一般条件 该章增加下述条款:

B4101.除非另有规定.否则当器具由电网供电进.它们应按对电动电器的规定的进行试验. B7标志和说明

B7.1打算由用户来更换电池 的器具电池间室.应标示电池的电压和端子的极性. 注

1.如果使用颜色,则

通过视检,检查其合格性.

7.12.5使用说明(书)应包括下述内容:

――有专门制备软线的X型连接的器具,应写有:

\如果电源软线损坏,必须用专用软线或从其制造厂或维修部买到的专用组件来更换\――Y型连接的器具,应写有:

\如果电源软线损坏,为避免危险,必须由制造厂或其维修部或类似的专职人员来更换\――Z型连接的器具,应写有:

\电源软线不能更换,如果软线损坏,此器具应废弃\通过视检,检查其合格性.

7.13使用说明(书)和本标准要求的其他文字,应使用此器具销售地所在国的官方语言文字写出.

通过视检,检查其合格性.

7.14本标准所要求的标志应清晰易读并持久耐用.

通过视检并通过用手拿沾水的布擦拭标志15s,再用沾汽油的布擦拭15s来检查其合格性. 经本标准的全部试验之后,标志仍应清晰易读,标志牌应不易揭下并且不应卷边. 注

1在考虑标志的耐久性时,要考虑到正常使用的影响,例如:以涂漆或涂釉的方式(搪瓷除外)做出的标志放在经常清洗的容器上,不认为其是持久耐用的.

2用于此试验的汽油是脂肪族溶剂己烷,其按容积的最大芳烃含量为0.1%,贝壳松脂丁醇值为29,始沸点约为65℃,干点约为69℃,密度约为0.66kg/L. 7.1到7.5中规定的标志,应在器具的主体上.

器具上的标志,从器具外面应清晰可见,但如果需要,可在取下罩盖后可见.对便携式器具,不借助于工具应能取下或打开该罩盖.

对驻立式器具,按正常使用就位时,至少制造厂或责任商的名称,商标或识别标记和产品的型号规格是可见的.

对驻立式器具,此要求使用于器具按制造厂说明(书)安装就位之后.

开关和控制器的标示应标在该元件或其附近;它们不应标在那些因重新拆装能使此标示造成误导的零件上.

通过视检,检查其合格性.

如果对本标准的符合取决于一个可更换的热熔体或熔断器的动作,则其牌号或识别熔断器用的其他标识应标在

当器具被拆卸到更换熔断体所需的程度时清晰可见的位置.

注:熔断体上的标识,只要熔断体动作后,其标志仍清晰则是允许的. 此要求不适用于那些只能与器具的一个部件一起更换的熔断体. 通过视检,检查其合格性. 对触及带电部件的防护

器具的结构和外壳应使其对意外触及带电部件有足够的防护.

通过视检和通过8.1.1至8.1.3可适用的实验,并考虑8.1.4和8.1.5来检查其合格性.

8.1的要求适用于器具按正常使用进行工作时所有的状态,甚至打开盖子或门和取下可拆卸部件后的状态.

注:该要求拒绝使用不借助工具便可触及到的螺旋型熔断器以及微型螺旋型熔断器.

只要器具能通过查头或全极开关与电源隔开,位于可拆卸盖罩后面的灯泡则不取下,但是,在装取位于可拆卸盖

罩后面的灯泡期间,应确保对触及的灯头的带电部件的防护.

用不明显的力施加给图1所示的实验指,除了通常在地面使用,且质量超过40kg的器具不斜置外,器具处于每

种可能的状况,实验指通过开口伸到允许的任何深度,并且在插入到任一位置之前,之中和之后,转动或倾斜实验指.如果实验指进入不了开口,则用直型无开关指加力到20N;如果该指进入开口,再用原带关节实验指重复实验.

实验指应不能碰触到带电部件,或仅用青漆,釉漆,普通纸,棉花,氧化膜,绝缘珠或密封剂来防护的带电部件,

但自硬化树脂除外.

用不明显的力施加给图2所示的实验销来穿越0类器具,Ⅱ类器具,或Ⅱ类结构上的各开口.但通向灯头和插

座中的带电部件的开口除外.

该实验销应不能触及到带电部件. 对Ⅱ类器具以外的其他器具用图3中所示实验探棒,而不用实验指和实验销,用不明显的力施加于一次开关而

全极断开的可见灼热电热元件的带点部件上.只要与这类元件接触的支撑件在不取下罩盖或类似部件情况下,从器具外面明显可见,则该实验探棒也施加于这类支撑件上. 实验探棒应不能触及到这些带电部件.

注:对带有 电源软线,而在其电源电路中无开关装置的器具,其插头从插座中的拔出,认为是一次开关动作.

如果易触及部件为下述情况,则不认为其是带电的: 一 该部件由安全特低电压供电.且

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