2023年-变压器安全性能的分析及设计.docx
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1、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
2、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:产生飞弧、击穿;温升过高;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
3、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
4、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。文档大小:251.5KB弓I 用 网址:http:/www. 1 文档地址:口获取下载文档G0GB 4706.1 1998IEC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
5、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.注1:这种器具的举例为:工业和商业用膳食供给设备,清洁器具以及在理发店使用的器具.就实际而言,本标准涉及到在住宅内和住宅周围所有人
6、员遇到的而由器具所表现出来的共同 危险.本标准一般没考虑:无人照看的幼儿和残疾人对器具的使用;-幼儿拿器具玩耍的情况.注2:注意下述情况:对于打算用在车辆,船舶或航空器上的器具,可能需要一些附加要求.对于打算用在热带国家的器具,可能需要一些特别要求.在许多国家,附加要求由国家卫生保健部门,负责劳动保护的部门,国家供水部门和类似 的部门来规定.注3:本标准不适用于:专为工业用而设计的器具;打算使用在经常发生腐蚀性或爆炸性气体(如灰尘,蒸汽或瓦斯气体等)特殊环境场所的 器具; 收音机,电视接收机和录放机等类似设备(IEC65); 医用器具(IEC601); 手持或电动工具(IEC745); 个人计
7、算机及类似设备(IEC950); 电热毯,电热垫以及类似的柔性电热器具(IEC967); 电栅栏增能(IEC1011); 可移动式电动工具(IEC1029).2定义2.1在使用电压和电流一词的地方,除非另有规定,否则它们都有效值(r.m.s)2.2.1 额定电压 rated voltage是由制造厂为器具规定的电压.注:对于三相电源,它是相间电压.2.2.2 额定电压范围 rated voltage range是由制造厂为器具规定的电压范围,用其上限和下限表示.2.2.3 工作电压 working voltage器具以额定电压并在正常工作条件下运行时,其所考虑的那部分所承受的最高电压.注:在确
8、定工作电压时,瞬间电压的影响可忽略.2.2.4 额定输入功率 rated power input由制造厂为器具规定的输入功率.2.2.5 额定输入功率范围 rated power input range由制造厂为器具规定的输入功率范围,用其上限和下限来表示.额定电流rated current由制造厂为器具规定的电流.注:如果没有为器具规定电流,则额定电流: 对于电热器具,为由额定输入功率和额定电压计算出的电流; 对于电动器具,为器具以额定电压在正常工作条件下运行时测得电流 对于联合型器具,为器具以额定电压在正常工作条件下运行时测得的电流.额定频率 rated frequency由制造厂为器具规
9、定的频率.2.2.8 额定频率范围 rated frequency range由制造厂为器具规定的频率范围,用其上限和下限来表示.2.2.9 正常工作 normal operation当器具连接到电源时,其按正常使用进行工作的状态.可拆卸软线detachable cord打算通过一个适合的器具耦合器与器具连接的用于供电或互连的软线.2.3.2 互连软线 interconnection cord不用作电源连接而作为完整器具的一部分提供的外部软线.注:互连软线的例子有:遥控用手持开关装置;器具的两个部分间外部互连和将附件连接到器 具或连接到单独信号电路的软线.2.3.3 电源软线 supply c
10、ord固定到器具上用于供电的软线.2.3.4 X型连接 type X attachment能够容易更换电源软线的电源软线连接方法.注:1该电源线可以是专门制备并仅能从制造厂或其服务机构处得到的.2专门制备的软线也可包含器具的一部分.2.3.5 Y 型连接 type Y attachment打算由制造厂;它的服务机构或类似的具有资格的人员来更换电源软线的电源软线连接方法.注:Y型连接可以使用普通软线或特殊线.2.3.6 Z 型连接 type Z attachment不打碎或不损坏器具就不能更换电源线的电源软线连接方法.2.3.7 电源引线 supply leads用于将器具连到固定布线并被容纳在
11、器具内的一个间室中或附到该器具上的一组电线.2.4.1 基本绝缘 basic insulation施加于带电部件对电击提供基本防护的绝缘.注:基本绝缘不必包括专门用于功能目的的绝缘.2.4.2 附加绝缘 supplementary insulation万一基本绝缘失效,为了对电击提供防护而对基本绝缘另外施加的独立绝缘.2.4.3 双重绝缘 double insulation由基本绝缘和附加绝缘构成的绝缘系统.2.4.4 加强绝缘 reinforced insulation在本标准规定的条件下,提供与双重绝缘等效的防电击等级而施加于带电部件的单一绝缘. 注:这并不意味该绝缘是个同质体,它也可以由
12、几层组成,但它不像附加绝缘或基本绝缘那样 能逐一地试验.2.4.5 0类器具 class 0 appliance电击防护依赖于基本绝缘的器具.即它没有将导电性易触及部件(如有的话)连接到设施的固 定布线中保护导体的措施,万一该基本绝缘失效,电击防护则依赖于环境.注:0类器具或有一个可构成部分或整体基本绝缘的绝缘材料外壳,或有一个通过适当绝缘与 带电部件隔开的金属外壳.如果装有 绝缘材料外壳的器具有内部部件接地的措施,则认为是I 类器具,或是3类器具.2.4.6 01 类器具 class 01 appliance至少整体具有基本绝缘并带有一个接地端子的器具,但其电源线不带接地导线,插头也无接地
13、接点.2.4.7 I类器具 class I appliance其电击防护不仅依靠基本绝缘而且包括一个附加安全防护措施的器具.其防护措施是以万一 基本绝缘失效,易触及的导电部件不会带电的方法是将易触及的导电部件连接到设施固定布 线中的接地保护导体.注:此防护措施包括电源线中保护性导线.2.4.8 2 灯器具 Class II appliance其电击防护不仅依靠基本绝缘,而且提供如双重绝缘或加强绝缘那样的附加完全防护措施的 器具.该类器具没有保护接地或依赖安装条件的措施.注:1该类器具可以是下述类型之一:具有一个耐久的并且基本连续的绝缘材料外壳的器具,除铭牌,螺钉和钾钉等小零件外,其外 壳能将所
14、有的金属部件包围起来,这些金属小零件至少要用相当于加强绝缘的绝缘将其与带 电部件隔离.该型器具被称为带绝缘外壳的II类器具.具有一个基本连续的金属外壳,其内各处均使用双重绝缘或加强绝缘的器具,该型器具被称为 有金属外壳的n类器具.由a)型和b)型联合而成的器具.带绝缘外壳的II类器具,其壳体可构成附加绝缘或加强绝缘的一部分,或构成附加绝缘或加强 绝缘的整体.如果一个其各处均具有双重绝缘或加强绝缘的器具又带有接地的防护措施,则此器具被认为 是I类或0 I类器具.n类器具可以带有保持保护线路连续性的装置,但此装置应装在器具内,并且用附加绝缘将其 与导电性的易触及部件隔离.2.4.9 II 类结构
15、class II construction器具的一部分,它依靠双重绝缘或加强绝缘来提供对电击的防护.2.4.10 HI类器具 class III appliance其电击防护是依靠安全特低电压电源来供电的器具,且其内部不产生比安全特低电压高的电 压.注:打算在安全特低电压下工作,但带有非安全特低电压下工作的内部电路的器具,不包括在 该类范围内,它们应符合另外的要求.2411 III类结构 class III construction器具的一部分,它的电击防护依靠安全特低电压,并且在其内部不产生高于安全特低电压的电 压.2.4.12 爬电距离 crepe distance两个导电部件之间,或一个
16、导电部件与器具的易触及表面之间沿绝缘材料表面测量的最短路 径.2.4.13 电气间隙 clearance两个导电部件之间,或一个导电部件与器具易触及表面之间的空间最短距离.2.5.1 特低电压 extra-low voltage器具内部的一个电源供给的电压,当器具在额定电压下工作时,该电压在导线之间以及在导线 与地之间均不超过50V2.5.2 安全特低电压 safety extra-low voltage导线之间以及导线与地之间不超过42V的电压,其空载电压不超过50V.当安全特低电压从电网获得时,应通过一个安全隔离变压器或一个带分离绕组的转换器,此时 安全隔离变压器和转换器的绝缘应符合双重绝
17、缘或加强绝缘的要求.注:这里规定的电压限值是假定此安全隔离变压器是以它的额定电压供电为基础的.2.5.3 安全隔离变压器 safety isolating transformer向一个器具或电路提供安全特低电压,且至少用与双重绝缘或加强绝缘等效的绝缘将其输入 绕组与输出绕组进行电气隔离的变压器.2.6.1 便携式器具 portable appliance在工作时移动的器具或质量少于18kg的非固定式器具.2.6.2 手持式器具 hand-held appliance在正常使用期间打算握在手中的便携式器具,如有电动机,则与器具构成一个整体.2.6.3 驻立式器具 stationary appli
18、ance固定式器具或非便携式器具.2.6.4 固定式器具 fixed appliance紧固在一个支架上或固定在一个特定位置上进行使用的器具.注:粘结剂是作为将固定安装式器具紧固在支架上的一种手段.2.6.5 嵌装式器具 built-in appliance打算安装在厨柜内;墙中预留的壁龛内或类似位置的固定式器具.2.7.1 不可拆卸部件 non-detachable part只有借助于工具就能取下或打开的部件或能完成22.11条试验的部件.2.7.2 可拆卸部件 detachable part不借助于工具就能取下或打开的部件,制造厂告知用户取下的部件(即使需要用工具取下)或 不能完成22.1
19、1条试验的部件.注:1为了安装必须取下的部件,即使制造厂告之用户取下它,也不认为它是可拆卸的.2不借助于工具能取下的元件,被认为是可拆卸部件.2.7.3 工具 tool可以用来旋动螺钉或类似固定装置的螺丝刀,硬币或任何其他物件.控温工器thermostat动作温度可固定或可调的温度敏感装置,在正常工作期间,其通过自动接通或断开电路来保持 被控伯的温度在某些限值之间.限温器 temperature limiter动作温度可固定或可调的温度敏感装置,在正常工作期间,当被控件的温度达到到预先确定值 时,其以断开或接通电路的方式来工作.注:在器具的正常工作循环期间,它不造成反向工作,它可要求,也可不要
20、求手动复位.热断路器 thermal cut-out在非正常工作期间,通过自动切断电路或减少电流来限制被控件温度的装置,其结构使用户不 能改变其整定值.2.7.4 自复位热断路器 self-resetting thermal cut-out器具的有关部件充分冷却后,能自动回复电流的热断路器.2.7.5 非自复位热断路器 non-self-resetting thermal cut-out要求手动复位或更换零件来回复电流的热断路器.注:手动包括切断电源.2.7.6 保护装置 protective device在非正常工作条件下工作的装置,它的动作能防止一种危险状况.2.7.7 热熔体(丝)the
21、rmal link只能一次性工作,事后要求部分或全部更换的热断路器.2.9.1 全极断开 all-pole disconnection对于单相器具,由一个单触发动作而造成两根电源导线的断开;或对于三相器具,由一个单触 发动作而造成除接地导线外全部电源导线的断开.注:保护接地导线不认为是电源导线.2.9.2 断开位置 off position是一个开关装置的稳定位置,在此位置时,由开关控制的电路与其电源是断开的.注:断开位置并不意味着全极断开.2.9.3 易触及部件 accessible part用图1所示的试验指能触到的部件或表面,包括与易触及金属部件连接的所有导电性部件.2.9.4 带电部件
22、 live part在正常使用时,通电的导线或导电性部件,按惯例包括中性导线,但不包括PEN导线.注:1符合条的易触及或不易触及部件,都不被认为是带电部件.PEN导线是指将保护导线和中性导线二种功能联合在一起的保护接地中性线.2.9.5 可见灼热的电热元件 visibly glowing heating element从器具外部可以部分或全部看见的电热元件,当器具在正常工作状态下,以额定输入功率工作 直至稳定状态建立时,其温度应至少为650C.2.9.6 电热器具 heating appliance装有电热元件而不带有电动机的器具.2.9.7 电动器具 motor-operated appli
23、ance装有电动机而不带有电热元件的器具.注:磁驱动器具认为是电动器具.2.9.8 联合型器具 combined appliance装有电动机和电热元件的器具.2.9.9 用户维修保养 user maintenance器具制造厂规定由用户来完成的各种维修保养工作,其内容写入使用说明书或标记在器具上.2.10.1 电子元件 electronic component主要是通过电子在真空,气体或半导体中运动来完成传导的部件.注:颊光指示灯不被认为是电子元件.2.10.2 电子电路 electronic circuit至少装有一个电子元件的电路.2.10.3 保护阻抗 protective imped
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- 2023 变压器 安全 性能 分析 设计
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