信息技术设备安全.ppt

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1、信息技术设备 安全要求 GB4943-2011,安排,安全的概念 安全设计与强制性产品认证制度（CCC） GB4943-2011 信息技术设备的安全要求 国外安全认证（国家差异） GB4943-2011与GB4943-2001 疑问（Q&A）,何谓“安全”,安全，是一个“相对”的概念。 经过风险评价，确定了不可接受的风险，那么它就要采取措施将不可接受的风险降低至可容许的程度，使得人们避免受到不可接受风险的伤害，随技术的发展，可容许风险标准也在提高，安全要求程度也在提高。 所有的安全试验项目都是模拟人们在日常生活中遇到的危险可能性。,电子产品的“安全”举例,无电 弱电 隔离，保护 警告 注：随着

2、技术的发展，原来由于技术原因或经济原因，不能防护的危险，现在有能力防护了，则标准也会在做相应的修改。,安全设计的意义,法律法规（政府为保护广大消费者人身和动植物安全、保护环境、保护国家安全，依照法律法规实施的一种产品合格评定制度，它要求产品必须符合国家标准和技术法规）。 性能可以通过适当的演示产生直觉效果，而安全却难以由经验和直观来判断。 世界大部分国家对电子产品都有认证的要求，特别是对安全认证的要求,各国安全认证名称标志及分布图,我国强制性产品认证制度,进口商品安全质量许可制度 电工产品安全认证制度 CCC认证标志 法律依据：产品质量法、进出口商品检验法、标准化法 对列入目录中的产品实施强制

3、性的检测和审核。,强制性产品认证制度重要作用,推动国家各种技术法规和标准的贯彻、规范市场经济秩序、打击假冒伪劣行为、促进产品的质量管理水平和保护消费者权益等方面，具有其它工作不可替代的作用和优势。 认证制度已被世界大多数国家广泛采用。实行市场经济制度的国家，政府利用强制性产品认证制度作为产品市场准入的手段，正在成为国际通行的作法。,强制性产品认证制度的执行,国家认监委指定认证机构（如：CQC）在授权范围内承担具体产品的认证任务，向获证产品颁发CCC认证证书；地方质量技术监督局和各地出入境检验检疫局负责对列入目录产品的行政执法监督工作，确保未获得认证的列入目录内的产品不得进口、出厂、销售和在经营

4、服务性活动中使用。,电子产品强制性认证安全,认证标志： 认证标准： GB4943-2011 信息技术设备 安全 GB8898-2011 音频、视频及类似电子设备 安全要求 认证产品目录。见附表目录,第二部分,信息技术设备的安全 第1部分 通用安全 GB4943-2011 修改采用：IEC60950-1:2005 代替GB4943-2001,GB4943-2011基本信息,GB4943-2011标准基本情况 GB4943-2011标准的安全原则 GB4943涉及的危险源 GB4943重要或容易混淆的定义,信息技术设备的安全,国家最新版： IEC60950:2011 (或者IEC60950-1:2

5、011) 欧标：EN60950-1:2006 本标准宗旨：对信息技术产品的设计、生产和使用中的安全起指导性作用。 严格按照本标准设计的产品也不一定绝对安全，还需具体考虑具体情况（标准的缺陷） GB4943-2011的全部技术内容为强制性,GB4943-2011安全原则,不涉及产品的性能及功能特性。 安全设计总则： -安全设计的顺序原则； -考虑的因素：正常、故障、地理环境、工作环境、运输环境； -考虑对象：维修人员、使用人员（操作人员） GB4943涉及的危险源种类（电击、能量、着火、热、机械、辐射、化学） 材料和元器件的适当使用,GB4943涉及的危险源,电击危险,产生触电危险原因：流过人体

6、的电流 本标准涉及的人体的阻抗为：2K（干燥环境，一只手的接触面积条件下） 触电是由电流流过人体造成的，流过人体的电流为0.5mA就有产生反应。 峰值电压高于42.4V(直流60V)的稳态电压就是危险电压,能量危险,在一些电路中，接触安全电压的电路也可能存在危险,大电流电源或大电容电路的相邻电极间短路时可能导致伤害或着火,着火危险,产生原因： 过载, 元件失效, 绝缘击穿, 连接松动都可能产生导致着火的温度,如无附加保护措施, 将会引起火灾。 较少方法： 避免上述因素的产生； 点燃源与易燃材料的距离； 限制易燃材料的用量（如塑料）； 使用阻燃材料。,热危险,可接触部件的温升过高, 会烫伤使用者

7、 设备中的元器件, 长期处于过高温环境对其安全性能有影响 绝缘材料在高温的环境中, 会发生的绝缘性能下降 某些设备会引燃液体,机械危险,锐利的边缘对人体的伤害和元器件的损害 运动部件(如风扇的叶片) 产品摆放的不稳定, 易翻倒 外壳材料强度不够 CRT显像管、高压灯,辐射、化学危险,X射线的辐射: CRT(显像管)照射量率应小于 0.5mR/H（36pA/kg） 激光危险: CD/VCD的激光头一般要求为I类, 除非有专门的保护装置并有警告标识 化学：有毒的气体, 液体, 粉尘等,一些重要或容易混淆的定义,正常负载：尽可能接近符合操作说明规定的正常使用时最严酷的工作方式（最大负载条件的负载）

8、注：网络计算机（HA69XXX ）的USB口负载 设备的分类：移动式设备、手持式设备、可携带式设备、驻立式设备、嵌装式设备、直插式设备、,一些重要或容易混淆的定义,绝缘 基本绝缘 加在带电部件上提供防止触电基本保护的绝缘 附加绝缘 当基本绝缘失效时为防止触电而提供保护的独立的绝缘 双重绝缘 由基本绝缘和附加绝缘组成的绝缘 加强绝缘 加在带电部件上的一种单一绝缘系统，它 提供相当于双重绝缘的防触电保护等级 如下简单示意图,绝缘,一些重要或容易混淆的定义,I类设备（基本绝缘+接地保护） II类设备（基本绝缘+附加的安全措施，或加强的安全措施） III类设备：由SELV电路供电，且只身不产生危险电压

9、的设备。 注：其它家电标准还有：0类，01类,一些重要或容易混淆的定义,机械外壳：减小机械伤害和物理伤害的外壳 防火外壳：防止火焰蔓延的外壳 电气外壳：限制接触危险电压或者危险能量的外壳 装饰件：设备外壳的一个装饰件，不起安全作用 注：同一个外壳可以兼以上一种或多种功能（如图）,外壳,一些重要或容易混淆的定义,一次电路 二次电路 ELV电路 （只使用基本绝缘隔离） SELV电路 （使用两重隔离） 限流电路 TNV电路,一次电路与二次电路,限流电路,限流电路：作了适当的设计和保护的电路，使得在正常工作条件和单一故障条件下，从该电路流出的电流是非危险的电流。,输出为AC 1500V 高压,次级，二

10、次电路,TNV电路,电话口,网络口,有TNV-1,TNV-2,TNV-3电路，稍后详细讲解,一些重要或容易混淆的定义,电气间隙、爬电距离 固体绝缘穿透距离,信息技术设备安全关注点,元器件 （条款1.5） 铭牌标志检查（条款1.7） TNV电路（条款2.3、条款6） 接地保护（条款2.6） 电气绝缘（条款2.9） 爬电距离与电气间隙（条款2.10） 布线、连接和供电（条款3） 结构及稳定性（条款4.1-4.3） 外壳开孔（条款4.6） 电池测试（条款4.3.8） 温升（条款4.5） 防火（条款4.7，及附录A） 故障试验（条款5.3，及附录B） 接触电流（条款5.1） 抗电强度（条款5.2）,元

11、器件选用注意点,关键元器件应符合相关标准要求 应在其额定范围内使用 元器件还要随整机承受本标准相关条款的要求 新旧国标对元器件的要求差异（海拔、气候） 在设计阶段，选择元器件就要考虑到认证的要求,CCC认证安全关键件清单,CCC认证安全关键件清单（I、II类设备） CCC认证安全关键件清单（III类设备）,元器件-电源适配器,如果是为国内产品设计，是否过CCC认证 CCC认证标准的版本 海拔高度、热带气候条件的使用范围 考虑带载能力，不要超过额定输出 考虑是否是受限制电源 考虑此电源适配器在做认证测试的时候，是在何种条件下测试（如：温度）,CCC安全关键件（电源板）,熔断器、X电容、Y电容、电

12、感骨架、变压器、光耦、PCB板基材等 详见实施规则,II类设备电源板,关键件证书查询,CCCCQC VDE UL ,铭牌、标识、说明书检查,不同的标准，由于使用对象不同，对铭牌的信息要求不同（不同标准要求不同）。 铭牌上主要体现一些最基本安全信息。 说明书要给使用人员有足够的安全信息。 标识，包括内部标识和外部标识。 注：最容易被忽视，设计开发成本最低，但最容易被执法机构查处。 占抽查不合格比例也最大。,铭牌,语言：简体中文，如果有英文警告，则必须对应有相应的简体中文 型号 额定电压或额定电压范围，应包含220V电压 额定电流或额定电流范围 额定频率或额定频率范围，应包含50Hz频率 制造商名

13、称、生产厂名称、商标 “回”型符号标记,直流符号 注：铭牌的位置：设备的外部，18Kg设备不应该在底部,标识（铭牌以外的标识）,开关 指示灯（能指明工作状态即可） 激光的警告标示,断接开关,待机开关,标识（铭牌以外的标识）,电击符号的使用 大接触电流警告（仅限于接触电流超过3.5mA） 电压调节器（110V/220V），出厂的时候调节到220V档处,如果更改会引起安全问题，还需要有防止人意外拨动的装置,举例II,信息不在铭牌上,GB4943-2011标准新要求,仅适用于海拔2000m以下地区安全使用,仅适用于非热带气候条件下安全使用,铭牌标识耐久性试验,主要对象：铭牌、警告标识、安全符号 试验

14、仪器：汽油（普通汽油）、水、棉布 方法：先用水在铭牌上擦15秒，再用汽油擦15秒 判定：内容（与安全有关的信息）依然清晰、不能轻易被揭掉、不卷边 注：试验标识对象为外部标识对象,标识（内部）,原则：不应标在可拆卸的部件上 熔断器标示，位置：临近处、不在熔断器上， T1.25AL 250VAC 保护接地标示： 保护接地符号（符号、位置）、保护连接符号（符号、位置） 电池警告标示：参考GB4943: P32 操作人员可接触：邻近处（必须）、操作维修说明书 操作人员不可接触：邻近处、操作维修说明书均可 对维修人员的警告：参考GB4943: P53,说明书检查,安全警示 （通用安全警示、特殊安全警示、

15、其他安全警示） 产品的使用条件（温度，湿度，海拔等） 电源断接说明,接地保护,保护接地导体，保护连接导体的区别 保护接地符号、功能接地符号。 保护接地导体接地线的颜色：,保护接地端子,保护连接端子，符号应该使用“”,保护接地连接的结构,螺钉应符合表3E的最小尺寸（表3E），否则要通过考核 不应该串接开关或过流保护装置 地先接通，电再接通。 耐腐蚀性（附录J） 接地螺钉要专用，接地螺钉要有两个或以上的螺纹,保护接地尺寸,保护连接导体的尺寸：表3B 或 2D（如果电流额定值小于16A） 承受的电流额定值：额定电流、建筑物中的保护装置、过流保护装置的最小值,保护接地的测试方法,测试方法：在规定的时间

16、内，通过规定的试验电流，测量其电压降。 测试位置：电源保护接地端子 与 接地点 注意：保护接地导体不应该计入 SELV电路的接地端，不测端子的芯线 电流选择： 额定电流：=16A， 2倍的电流额定值，2分钟， 额定电流：16A30A,，2倍电流额定值，2分钟 判定：0.1欧，2.5V,电气绝缘材料,绝缘材料：天然橡胶、吸湿材料、石棉不应该做绝缘 绝缘材料的要求：发热4.5、抗电强度5.2、爬电距离、固体绝缘2.10 如何考核绝缘材料：潮热处理后，立即进行抗电强度,电气绝缘分类要求,总原则： 危险电压-双重保护-可触及件 措施： 1)基本绝缘+保护接地 2)加强绝缘 3)双重绝缘(基本绝缘+附加

17、绝缘),电气绝缘分类要求（1）,A:可触及部件access B:基本绝缘 Basic D:双重绝缘 Double R:加强绝缘 Reinforced :保护接地 S:附件绝缘 Supplementary,电气绝缘分类要求（2）,电气绝缘分类要求（3）,爬电距离与电气间隙,电气间隙与爬电距离的定义与区别：最短空间（视线）距离，和沿绝缘表面最短路径。,爬电距离与电气间隙（实例1）,次级,初级,输入,次级,次级,爬电距离与电气间隙（实例2）,与上外壳体的距离,与外壳侧面的距离,初级元器件引脚与底部的距离,爬电距离与电气间隙（实例3）,一种比较好的处理方法,爬电距离与电气间隙限值计算方法,电气间隙限值

18、计算方法表2K和表2L（海拔2000m以下）,例如：初级次级未接地元器件（Y电容）两引脚工作峰值电压为：440Vp， 则通过查表2K中420V对应的4.0mm，以及表2L中493V对应的附加距离0.2mm， 限值计算结果：4.0mm+0.2mm=4.2mm,爬电距离限值计算方法,表2N（注意进位）,电气间隙与海拔高度,新版标准加入了海拔高度的要求： 我国海拔高度要求提升至5000m 预定在海拔2000m以上至5000m使用的设备，其最小电气间隙是以上计算值乘以5000m的海拔倍增系数1.48 如通过上述计算，电气间隙限值为4.0mm，则我国电气间隙的限值要求为：6.0mm （5.92） 爬电距

19、离无此要求。,电气间隙、爬电距离测试,电源板与外壳 电源板上初级次级之间 电源板上跨接元器件（变压器、光耦）的内部,固体绝缘,固体绝缘： 变压器骨架、光电耦合器（最少距离）、薄层绝缘材料（要求3层、2层）、印制板,布线、连接和供电,关注问题（外部）,电源线的线径大小,电源插头的形状及尺寸,电源线与设备如何连接,开关如何安装,与电网电源的连接（电源线）,电源线组件包含：电源插头、电源线、电源线插尾（器具插座）,布线、连接和供电(电源线不可拆卸),导线的机械损伤防护：导线槽光滑、导线有附加保护,内部电缆的截面积：正常条件负载下的工作电流适应,内部导线的固定：不松动、不产生应力、不损伤,导体的绝缘：

20、II类设备的金属外壳与内部电源线，应该有双重绝缘（加强绝缘不够）,电线不要靠近热源,布线、连接和供电(电源线不可拆卸),施加10N力，不松动,接地螺丝最好不要用来固定电源板,应该有两个全螺纹,螺钉只能用来固定接地用，不能有其他用途,强电电线不要长期收应力； 强电电线不要靠近热源,附加固定,试验：加力10N（只加一处），使得导线不松开，或连接端子处爬电距离和电气间隙满足要求,除了锡焊外，还要采用附加的方法固定；或加热缩套管,各国电源插头,国标、英标、美标、欧标、澳标,不是用于接入电网电源的连接器或插头，不能设计成电源插头或连接器形状,电源软线,考核要点：材料、横截面积、抗拉强度 227 IEC

21、52 轻型聚氯乙烯护套软线 3kg：不可拆卸电源软线 227 IEC 53 普通聚氯乙烯护套软线,电源软线固定,不可拆卸电源软线的固定：衬套 电源软线上不应有开关,稳定性、机械强度、结构,稳定性：,外壳的机械强度要求,结构：棱缘拐角 倒圆或磨光 直插式设备：不能太重,温升试验,目的：防止烫伤、绝缘损伤、材料变性（塑料外壳变形、热塑性材料软化）、燃烧 试验方法：热电偶法、电阻法（测量绕组温升） 工作方式：说明书中预定规定的方式，各种电源，考虑电源容差，1.4条款 正常温升试验期间：热断路器、过流保护装置不应该动作 负载：连接上所有可能的最大负载，如USB口负载、输出电源的负载、运行负载程序,负载

22、实例,USB口，用电阻负载 10欧,运行自检程序,输入要考虑电源容差,故障试验,原则：设计者应尽可能限制因：机械、电气过载、电气失效、异常工作、使用不当，造成的着火电击危险。 保护装置：热熔断体，熔断器等过流保护装置等。 试验条件：进行每一项实验前，要求设备都处在正常工作条件。 试验时间：达到稳定状态为止 试验电压：输入容差,如何选择故障点,原则：基本绝缘、功能绝缘（不满足爬电距离和电气间隙或抗电强度）、附加绝缘可以短路 电气间隙和爬电距离不足时，也可短路 一次电路的非可靠性元器件失效（元器件击穿、电动机堵转） 元器件的失效，包括过载，过载主要测量温度。 明显不会发生短路的地方，不要求短路,故

23、障点选择,故障合格判决,不要求设备在试验后仍然能正常工作 如果着火，火焰不应该蔓延到设备的外部 不应出现熔融金属 外壳不出现危险的变形 温升不超标 抗电强度符合要求,接触电流,试验目的：模拟人体接触带危险电压部件（42.4V），从人体上流过的电流。 试验的对象：超过危险电压的部件，不包含SELV电路（如：输出端+5V0V）,人体阻抗图,接触电流测试电路,两种人体触电方式原理,合格判定,抗电强度,设备中的固体绝缘应该有足够的抗电强度 注意：抗电强度试验前，固体绝缘材料是否需要预热。 试验程序： 试验电压：正弦波形、50/60Hz的交流电。或者交流试验电压峰值的直流电压。 试验过程：从零逐渐升高到

24、规定的电压值，然后保持1分钟。（例行试验可以减少到1秒） 绝缘击穿：试验电压而引起的电流以失控的方式迅速增大，绝缘无法限制电流，则认为击穿。,防火,对材料点燃后燃烧特性（持续燃烧时间）和熄灭能力（灼热时间、滴落等）的鉴别。 一般有以下试验方法： 水平燃烧、垂直燃烧、针焰、泡沫燃烧、灼热丝、热丝引燃,定性分级,垂直：5VB， V-0，V-1，V-2 水平：HB（如：HB75、HB40） 灼热丝：550、650、750,材料的可燃性要求汇总,防火实例,PCB基材板 V-1级以上,外壳，V-1级以上,电源板底下的绝缘V2级,防火实例,内部危险电路用内部防火防护外壳罩着，则外壳可以当成装饰件考核,外壳

25、只需HB考核,防火实例,1.适配器是非受限制电源，则样品外壳要V-1级以上。 2.适配器是受限制电源，但内部元器件安装在非V-1级以上的PCB板上,PCB是V-1以上 适配器是受限制电源，则外壳可以为HB,TNV电路,一般来说，普通电话属于TNV-3,测试点,测试电压,稳态试验： 脉冲试验：,电涌抑制器,在二次电路中允许任何类型的电涌抑制器 在一次电路中只能使用电压敏感电阻器（VDR） 气体放电管、炭块之类的装置不是VDR 不允许用VDR桥接附加绝缘、双重绝缘、加强绝缘,外壳的开孔,电气防护外壳的开孔（全部） 防止外界异物掉入（顶部和侧部） 防火防护外壳的开孔（底部） 注：不同标准，差异较大

26、设计原则：尽量少开孔尽量不要开到高电压位置开孔符合标准的要求,电气防护外壳的开孔（1）,用试验指，不能触及ELV电路，危险电压零部件,用试验针，不能触及危险电压零部件,TNV电路，用试验探头不能触及,防止外界异物掉入（顶部和侧部）,防护外壳的开孔（GB4943）,防火防护外壳的开孔（底部）,目的：防火防护外壳底部或挡板应能防止可能喷出一些物质引燃支撑表面的内部零部件,电源部分,紫色线下方区域的外壳开孔要满足右图要求,1.外壳不开孔 2.如下图要求（详见P110）,防护外壳的开孔(GB8898),用试验指，不能触及ELV电路，危险电压零部件,用试验针（直径为4mm，长100mm ），不施加力，不

27、能触及危险电压零部件,用试验针（直径为1mm，长100mm ），施加力1N，不能触及危险电压零部件,用试验针（直径为1mm，长20mm ），施加力10N，不能触及危险电压零部件,用试验针，不能触及危险电压零部件,防护外壳的开孔,螺钉的开孔位置要防止旋入接触带危险电压部件,国外对电子产品的安全要求,国外对电子产品的安全要求,标准中，很多注解已经有写出国家差异要求 上 WWW.IECEE.ORG 网站中CB bulletin查看最新的国家差异 国际上分为两大认证体系（UL,IEC） 附录文件有CB公告,差异关注主要点,环境气候条件 供电电网系统 插头插座 输入电压，频率 语言文字,环境气候条件,供电电网系统,输入电压，频率,全球电压范围为：100-240V 频率为50-60Hz 见附表（关于全球电压频率文件）,谢谢,