[原创]安规的基本原理和指导思想——如何学习安规标准探讨之一

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在从事安规工作的工程师中有许多人，无论他们是做产品产品设计的，还是做职业认证的，都可能有过那么一种经历：为了读懂那具有苦涩的文字和冗长内容的标准而感到烦躁。很多产品设计工程师，非常重视产品的使用性能方面的设计，而对安全方面的设计却因很少有课程或教科书专门讲到，因此一看到那比产品性能要求还多的产品安全要求（标准），头都要发大。而一些初入此道的认证工程师，又会因缺少对产品和实际的了解，面对一大堆文字、术语感到抽象和枯燥。
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' N- {. U: G( V因此，如何学习（安规）标准？成为许多入门者提出的一个问题。以下想就这个问题从几个方面做一些探讨。
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+ {, `* b* O% F& G* s; ~; t, j安规的基本原理和指导思想

3 E* V! {. Q, k! q# U4 y——如何学习安规标准探讨之一
6 ^$ V' O  ~, B2 b) u( v4 B1 I: I2 Q
' D  }7 j! L' q. |2 n' n) d# h8 @  Q3 }学习安规，首先应该了解安规的一些基本原理和原则。这些原则不仅贯穿在整个安全标准的内容之中，而且有些标准，干脆将其总结，放在标准实质内容的最前面，如IEC60590(GB4943)、IEC60065(GB8898)。学习这些标准应当首先读懂和熟知这些内容。而没有这个总结的，也应掌握或了解这些基本原则。
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本文试以IEC60335（GB4706）为主，来讨论这些原则。

! `% G" v; D" v' ^' x2 B1 ?5 L6 [一  安全防范的危害
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, X* `$ b9 n/ B/ e0 A% e安全就是要防范和避免危险的发生，要防范危险就要知道危险的来源。这里指的危险是来自人们已知的各个方面：

3 Y6 T8 l0 P( t6 N6 A4 {. X1触电（或者说电击）伤害

器具应当避免人与带电部件的可能和意外接触。绝缘要坚固可靠，持久耐用，甚至在（基本）绝缘损坏时还有附加的防护措施。
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& p4 o7 {: C) M2 温度所造成的伤害

这里主要是高温，包括高温引起的着火、烫伤，以及高温导致对一些其它防护措施的损坏所引发的间接危害。如高温对绝缘的破坏会导致触电危险的发生。
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有时低温也会造成伤害。直接伤害 ——如冻伤（冰箱容积大于60L的，门必须可以从里面打开，以避免意外关住小孩）；间接伤害——低温对材料或元件的破坏而引起一些安全防护措施的损坏。
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  t5 J4 o  ^( y: Q% d3 能量聚集或释放造成的伤害
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如其弧可能引起的灼伤或着火。

2 E4 ?* @) V: {0 }9 B9 R4 着火
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着火的防范主要是一要避免着火的发生；第二，器具一旦着火，火焰不会蔓延到火焰近区意外，不会给器具周围造成伤害。
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* z  A1 I6 R6 \8 w& t; h: a5 机械危险

4 C6 `2 r4 K  g2 m+ F# h9 M如飞边、毛刺、尖角或锋利的棱边可能会对人体划伤；触及高速运动的部件也可能受伤；器具的稳定性或悬挂装置出现问题也同样存在机械伤害危险。

# l* m2 X; N' M7 e6 h6 辐射

这些辐射应包括音频辐射、射频辐射、红外辐射、紫外辐射、电离辐射、激光辐射及各类有害物质和射线的辐射
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4 U1 E6 X1 Q+ H( f8 w- w) I7 毒性和化学危害
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; h5 b$ T) e7 S它包括有毒有害物质析出或释放到空气中，在人体吸入或触及时对人体和对自然环境的危害

8 爆炸

" A( l1 s( Q% g5 `2 n' a4 c2 k它可能是高温的后果，也可能是在一些特定环境下电弧或化学反应的后果。
9 ?$ ?) }4 c1 V8 o4 Q

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4 [$ r: i# F# U5 \3 ^7 {介绍这些是为了强调对危险的安全防护是全面的，有些工程师在初做产品设计时，容易忽视某些方面。例如，某些做电器产品的工程师可能会对电气安全比较注意，而忽视其它一些方面，特别是在做一些低压甚至是电池驱动的电器，就会认为没有什么安全问题。实际并非如此。另外值得注意的是，对以上危险的防护标准，可能不是单单体现在一个标准中。它的一些内容体现在某一类别的产品安全标准中，而另一些内容则会体现在某一类别的专业危害防护标准中（如电磁兼容的限值）。


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) [0 K6 o( r( e( N3 X2 ]% k0 F  ]( W二 产品安全的基本指导思想
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知道了危险所在，那么产品的安全标准就是要对这些危险的防范做出规范。安全标准虽然会因产品不同而有不同的内容，但通常无论安全标准的内容有多长，其制定标准的出发点基本有三个，这里提出，供大家参考。

1 产品在正常使用中和在正常使用中出现的最不利情况下，必须是安全的。
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8 Y! W' O3 K1 B; s0 q这一条比较好理解，主要有两重含义：一是指产品在正常使用中，二是强调“最不利原则”。就是说，只要是使用时允许的，产品怎么用，都应该是安全的。这里最重要的是“最不利”原则，既只要产品是在正常使用条件（这个条件制造厂可以规定，但特殊的必须在标志、包装、说明书等处明示），这个条件要在最不利时做实验。例如电压在正常供电时允许有波动，则你的电器在允许的波动范围内长期工作都必须不能出安全问题。电风扇，或带有风机的其它电器，如果风机可以调速，则试验也要在转速对器具最不利时进行。这个最不利既体现在如果器具有不同的工作状态或工作条件时要考虑最不利的，如食品加工器，发热在模拟允许的最大负载下进行；而机械危险中“切割刀片应在盖子打开或移开后1. 5 s内停止工作”一条，则要在空载和最高转速下进行。同时最不利也体现在正常工作时可能遇到的各种情况，尽管有时这种情况是器具的制造和使用者并不期望的。前面说的电压波动是一种。而另一个例子如液体加热器中的电火锅（或电热锅），使用中，内部液体的溢出或溅出是不希望的，但又常常是不可避免和经常会发生的，另外，由于这种器具大多为便携式，使用中搬动、移动也是可能的，而在搬、移的过程中，也有可能会有内部液体溢出的现象发生，所以就有了防水中的溢水试验。

! U/ Z7 G+ i+ b) U; f8 J$ [这里需要特别注意的是所谓正常工作，一是制造者说明书中说明的，二是为标准所规定的，也是一般为公众所认可的。

值得注意的是有的厂家对标准中“额定状态”与“正常使用状态”分不清，标志误标而引起产品被判不合格。如有的产品额定电压标为200~240V，其原意是器具在200~240V电压范围内能正常工作，是正常工作电压范围，其额定电压是220V。如果这是一个电动电热组合型器具，发热试验本来应该在206.8V——233.2V之间最不利电压下进行；而按其标志标出的额定电压，则试验要在188V——254.4V之间最不利电压进行。（第11.6: “以0.94 倍和1.06倍额定电压之间的最不利电压供电”）。这无疑对器具提出了过高的要求，也违背了设计者原意。因此搞清标准中具体条款的具体含义也是极为重要的
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+ i9 F; T& r$ R$ u2 产品在使用中可能出现的非正常情况下也应该是安全的。
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这一要求极易为生产厂家和有关设计人员所忽视。因为是非正常状态，很多厂家以为这里便没有制造者责任，其实不然。当然，既然是非正常工作状态，就不能没有一个限度，厂家不可能对所有出现的非正常工作所造成的损害负责。其界限在于严格依照标准执行。
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/ |7 k" J7 z4 ?+ Q; T. X这种需要设计者和生产者考虑的可能出现的非正常主要分两种：一种是和主观因素有关的非正常，虽然它会属于“使用不当”，但如果它是容易发生的，你的产品也要保证安全；另一种是客观的，即客观条件发生变化，或器具本身出现故障，如果这种情况比较容易出现，器具也要保证安全。前者的例子以家用电器中加热液体的器具“干烧”最具代表。正常情况下，这类器具大多是不允许干烧的，但这是使用中很容易出现的现象。室内加热器的覆盖试验也属于这一类。因此，即便出现这种情况，你的电器可以损坏，但一定不可以出现安全危害，如着火、漏电等。后者的例子更多些，如三相电动机在运行时发生一相断路供电故障；温度控制装置失灵（温控器短路）；电动机的意外堵转或电容电机电容器的短路或断路；带有电子线路的电器中某个电子元件的损坏；灯管漏气下使用的电子镇流器、灯管出现双向导电严重不一致情况下的电感镇流器。在这些器具使用中容易出现的非正常工作状态出现时，器具损坏乃至报废都是允许的，但危机人身安全的损害或现象不允许存在。
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注意，一般标准中非正常工作试验每次仅考虑一种非正常现象发生，不要求对两种以上非正常现象同时发生的防范。
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4 Y& ~, L7 y" I- k3 产品在整个使用的寿命期内都应该是安全的。

' B' e: U' ]0 N+ R本要求主要会体现在标准对产品耐久性和对结构方面要求等章节。这一基本思想是要求产品不仅在新的或使用初期能保证安全，而且在整个寿命周期内，包括在日常维护、维修中和维修后都是安全的。换句话，产品不应因安全原因而报废。这一点也往往不被人们注意到。

了解这一基本思想，就便于理解产品安全为什么不能简单地依靠电气强度、泄漏电流、接地电阻等实验来做出判断，便于理解和学习标准对产品结构、内部布线、元件、电源连接、外部软缆和软线、接线端子、接地措施、螺钉和接线、爬电距离、电气间隙、材料的耐热、耐燃和耐漏电起痕及防锈等多方面做出的大量和详细的规定。对于设计者，就可以在设计中主动依照这一原则考虑（不是被动的对照标准）。例如：普通棉布是否可用做绝缘？如果仅从产品新的状态考虑，它一般均能承受1250V电气强度试验；但从长期使用考虑，棉布具有吸潮、不耐磨等缺陷，时间一长就不能起到绝缘作用。再如绝缘瓷套管，因其易碎，也不能作为基本绝缘之外的附加绝缘或加强绝缘。产品的结构检查可能是很多安规工程师感到的一个难点。而标准中有关这方面的规定，许多都可以从这一基本思想寻找起源，或者说体现着这一基本原则。例如对导线弯曲的要求，对接线端子的要求，对电源线特别是对X连接电源线的要求，对螺钉的要求。而电气间隙、爬电距离的规定更是很大程度地考虑了长期工作后尘埃对电气绝缘的影响。
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    以上三方面的指导思想和对不同危害的防护要求，在与标准条款的具体结合中是相互交叉、融汇、贯通的，这可以在标准的学习和工作实践中逐步理解和体会。

xjhzhero

我个人的一点心得: 我觉得做安规, 第一, 对着产品看标准更容易理解. 对于不适用的条款不要钻牛角尖, 先放一放, 以后遇到与这些条款有关的产品再研究. 第二, 自己将标准分成结构和测试两部分, 例如标准里专门有结构一章,还有电线这一章,虽然也带点测试,但主要还是结构,还有爬电距离和电气间隙等,都可以放在结构里. 将标准的结构和测试分开来学习, 对于初入门的朋友, 可能能够更清晰的去理解标准.

DavidChiu

樓主真是有心...這種觀念的導入,對於新人來說真的是受益匪淺\.....
& T- ?  P( }0 K# ~! \) @我個人的經驗是,雖然法規有在看,但對於一些不常接觸的產品類別和測試項目,真是不間斷的用教育訓練的方式來補強,不然真的會很快就忘了~~又要花一些時間再去翻法規來研讀

2iso

文章中:
如有的产品额定电压标为200~240V，其原意是器具在200~240V电压范围内能正常工作，是正常工作电压范围，其额定电压是220V。如果这是一个电动电热组合型器具，发热试验本来应该在206.8V——233.2V之间最不利电压下进行；而按其标志标出的额定电压，则试验要在188V—— 254.4V之间最不利电压进行。（第11.6: “以0.94 倍和1.06倍额定电压之间的最不利电压供电”）。这无疑对器具提出了过高的要求，也违背了设计者原意。因此搞清标准中具体条款的具体含义也是极为重要的

( Q  L1 _! o/ ?3 y, U请问LZ,你的意思是指厂加额定电流应该要标示为220V,
8 k- G) _& N- D$ ]或是标示220V~240V没问题,而测试应该选用188V—— 254.4V
语意不很清楚,请再补充说明,谢谢

caballo3157

感谢大家对本文的关注。

2ISO的问题回复如下：
5 U# V# ~. m9 }请问LZ,你的意思是指厂加额定]电流]应该要标示为220V,
额定电压一般要标示为220V。这主要是针对国内产品而言。国内的额定电压一般是220v（工业380V）。文中说了，有些厂家标200-240的原意是器具可以工作的电压范围，但这并不叫“额定电压”。就像你标额定电压220V,电压210V时你的器具也能工作一样。有些器具标额定电压220-240V是真的额定电压就是这么宽，它主要是为了适用国外一些额定电压有差异的情况。这种情况与原文说的不同。

! y: @' H5 K' r/ `' O% v9 t! Y或是标示220V~240V没问题,而测试应该选用188V—— 254.4V
原文只是针对一种情况的举例。其它试验情况也根据标准来定。另外188V原文中是对200V要求的试验，如果这里是220V，试验电压只要206.8V就可以了。

5 U& {5 k0 Q7 E" d( t* k$ x语意不很清楚,请再补充说明,谢谢
' Z5 h+ d) m# @0 }9 S, _9 J不知这样回答是否清楚？

kelvinwong

安规有些东西写的很笼统,让人很难看懂,对于 GB2099 插座温升测试,比如16A的插座用2.5平方的导线连接,但输出插头短接用1.5平方的导线长度为1m将端部短接起来进行测试,不知道大家都是这样做的吗?

寒烟翠

引用第0楼caballo3157于2008-07-07 13:15发表的 [原创]安规的基本原理和指导思想——如何学习安规标准探讨之一 :
" f; t" m, ^( Y, V; C" R8 m在从事安规工作的工程师中有许多人，无论他们是做产品产品设计的，还是做职业认证的，都可能有过那么一种经历：为了读懂那具有苦涩的文字和冗长内容的标准而感到烦躁。很多产品设计工程师，非常重视产品的使用性能方面的设计，而对安全方面的设计却因很少有课程或教科书专门讲到，因此一看到那比产品性能要求还多的产品安全要求（标准），头都要发大。而一些初入此道的认证工程师，又会因缺少对产品和实际的了解，面对一大堆文字、术语感到抽象和枯燥。

因此，如何学习（安规）标准？成为许多入门者提出的一个问题。以下想就这个问题从几个方面做一些探讨。

  z: |6 U0 e0 D1 p" ~& w4 e# {
* g7 a2 Q" M1 U6 k.......

楼主总结得很好啊，给新人是一个很好的指导。增加一些内容：楼主提到的1－8个方面的电器危害方面的介绍在标准60950上的general 里有介绍，里面还有举例介绍，有兴趣的可以自己找来看看，对安全的理解很有帮助。

. A& h/ H# g! K" `而在做EN或IEC标准的时候，需要有一个意识就是双保险的系统，EN和IEC的标准都是以这个为前提的，所以才有I类器具，II类，I类就是基本绝缘加接地，II类就是双重绝缘或基本绝缘加附加绝缘或加强绝缘。

既然是双保险的系统，那么在做非正常的时候一般考虑两种情况，一种是misuse，也是楼主解释的第一种情况；第二种就是single fault，一次只假设一种fault，比如短路原件，短路温控器等都属于这一类。

; a  _, i0 I5 R  ~有些特殊的产品需要根据自己的性能来决定非正常的测试，比如电极式的加湿器，非正常就要考虑增加电导率的测试，非常危险。

caballo3157

感谢楼上的补充！
* l: X) C- s; \
强调一点：对于“双保险”不是平行的保险。基本绝缘是基本的保险；接地、附加绝缘是要在基本绝缘失效后能起保护作用的，其可靠性、耐久性应比基本绝缘更高。这体现在标准中是接地“应永久并可靠”；附加绝缘和加强绝缘的要求也比基本绝缘高。

lao_xia

这确实是很多刚入门的安规新手最大的困惑，但有很多人可能忽略了一点就是，要想真正懂安规就必需对电气产品的结构、工作原理有深刻的了解，也就是说首先要学习电子技术才行。不然对标准的理解可能要多比别人付出几倍的精力才行，特别是做测试时就更需要专业技术的支持才行，不然给你一个样机都不知怎么动手。

milighost

读懂安规标准文字后面的原意对于你理解标准是很重要的。很多认证公司都会在一些问题上产生不同的理解，根本原因就是没有对标准的本意透彻的理解。
4 u/ {* \# l1 d! C7 q一个快速入门的方法就是在问题中学习，和认证公司讨论的时候多问为什么，具体到标准哪一条规定，然后把标准原文翻出来仔细品读，有时你会发现对方的理解未必正确。如果你能发现对方的错误，你就得到了提高，即使对方是对的，你也多学了一手。