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1、電動工具安全要求,Intertek ETL SEMKO Galen Chen,目 錄,1、基本概念 2、結構要求 3、元器件要求 4、銘牌與說明書 5、主要測試項目,1、基本概念,基本概念,什么樣的產(chǎn)品才是安全的? 基本理念: 消費者在正常使用中, 即便是由于不小心或誤操作產(chǎn)品也不會對人體生命及財產(chǎn)造成傷害. 產(chǎn)品中使用的元器件的可靠程度將會直接影響到整個產(chǎn)品的安全性.,基本概念,安全性規(guī)范涉及的危害是什么? 觸電危險 機械傷害 過熱傷害 火災危險(包括爆炸與自燃) 輻射傷害 化學腐蝕傷害,基本概念人體可觸及,模擬人體（試驗棒，試驗彎指/直指，試驗短指，試驗銷等） 試驗時可能施于模擬人體上的力

2、，大小和方向 器具狀態(tài)：除去可拆卸部件（只能用工具的，用一定力的，或操作或維修狀態(tài)） 為防止電擊考慮（觸及帶電部件？基本絕緣？） 為防止接觸灼傷考慮（溫度？持續(xù)或偶然握持？接觸到的材料） 為防止機械傷害考慮,基本概念電氣的可觸及,試驗指可以碰到的部分。 器具內(nèi)部與試驗指可觸及部件之間電氣連通（conductive）的部件也屬于可觸部分。,可導電部件（如金屬）,器具,可觸及部分,帶電件,基本概念防觸電結構分類,I類器具：依靠基本絕緣+接地提供防觸電保護 II類器具：依靠雙重絕緣或者加強絕緣提供防觸電保護 II類結構：器具的部分結構屬于II類 III類器具：依靠安全特低電壓提供防觸電保護 安全特低

3、電壓：特低電壓回路安全隔離變壓器供電,基本概念I類,帶電件,基本絕緣,可觸及部分,接地,基本概念II類,帶電件,基本絕緣,可觸及部分,附加絕緣,（可觸及部分與帶電件之間也可為加強絕緣）,基本概念混合防觸電結構,這三種結構可以由低向高兼容，即II類器具可以有III類結構，I類器具可以有II類結構，等等。這時對于器具中的不同結構必須滿足相應的要求。,基本概念絕緣分類,基本絕緣：提供對帶電件的基本防觸電保護 附加絕緣：獨立于基本絕緣，在基本絕緣損壞時提供防觸電保護。 雙重絕緣：基本絕緣+附加絕緣 加強絕緣：等效于雙重絕緣，僅在無法對帶電體實施雙重絕緣隔離的情況下使用。,基本概念絕緣via距離，間隙和

4、穿透,爬電距離：帶電件與帶電件或者帶電件與可觸及部分之間沿著絕緣材料表面的最短距離。 電氣間隙：帶電件與帶電件或者帶電件與可觸及部分之間沿空氣的最短距離。 絕緣穿透厚度：帶電件與可觸及部分之間透過阻隔其間的絕緣材料內(nèi)部的最短穿透距離。,基本概念實例：電機轉(zhuǎn)子,可觸及部分,可導電部分,基本概念電源連接型式分類,X連接：用戶可以很容易更換電源線，如所需更換的電源線是特殊制備的，需在說明書中注明由制造廠或者維修站代為更換。 Y連接：只能由制造廠或者維修站更換電源線，工具在使用中不可能損壞到電源線。,基本概念器具使用型式分類,手持式器具：正常使用時能手持并進行操作或移動 可移動式器具：由一個人可以搬動

5、，在安全及固定的位置上使用，由快速固定裝置固定或無固定裝置固定亦可安全使用。不適用于專業(yè)生產(chǎn)線上使用,2、結構的安全要求,結構要求,結構的安全要求 防觸電 防機械損傷 防過熱 防火,防觸電（一）觸指檢查,防觸電檢查要點: 所有可拆卸部件都要拆下 標準試驗指與標準試驗銷（10N推力）不得觸及帶電部件，功能絕緣，或僅用油漆，搪瓷，普通紙，紡織品或氧化層隔離的帶電部件 II類器具標準試驗指不能觸及基本絕緣 對一些器具上的開口需要用無關節(jié)試驗指以50N力考核，如可推入，則換用標準觸指測試可觸及性,防觸電（一）觸指檢查,什么是可拆卸部件？ 不用工具即能拆下的部件。 可移動式工具中，如說明書明確指出使用及

6、維護中的拆卸部件，則無論是否使用工具，均視其為可拆卸部件拆卸后進行檢查。,防觸電（一）試驗指,防觸電（一）試驗指,R2,80,60,防觸電（一）試驗銷,防觸電（一）試驗銷,Dia.3mm,Dia.4mm,防觸電（一）觸指檢查實例,試驗指用50N的力能推進出風口，試驗指能碰到基本絕緣（電機金屬外殼或者內(nèi)部導線）,防觸電（一）觸指檢查實例,試驗指用50N的力推，試驗指能碰到基本絕緣（電機金屬外殼或者內(nèi)部導線）,防觸電（一）觸指檢查實例,試驗銷能碰到帶電件,防觸電（一）觸指檢查實例,試驗指能夠從進風口進去并碰到基本絕緣（電機金屬外殼）,進風口正面,防觸電（二）電氣距離和間隙,爬電距離和電氣間隙基本要

7、求（工作電壓130V-250V，不防塵） 爬電距離mm電氣間隙mm 不同極性之間帶電體3.02.5 基本絕緣4.03.0 繞組2.02.0 加強絕緣8.08.0 繞組6.06.0 附加絕緣4.04.0,防觸電（二）電氣距離和間隙實例,開關端子（帶電件）,可觸及部分,必須滿足加強絕緣的要求,防觸電（二）絕緣穿透,絕緣穿通距離DTI： 附加絕緣厚度：1 mm， 加強絕緣 2 mm 例外：如果絕緣采用片狀材料組成（云母和類似鱗狀材料除外）而且符合下列條件： 附加絕緣至少兩層，每層能承受附加絕緣的耐壓要求2500V； 加強絕緣至少三層，每兩層能承受附加絕緣的耐壓要求4000V,轉(zhuǎn)子絕緣穿通示意圖,防觸

8、電相關（三）外殼,外殼的要求 足夠的強度 (耐沖擊, 抗重壓) 足夠的防護等級（防觸指進入，防灰，防水） 足夠的耐腐蝕能力(防銹),防觸電相關（三）外殼,外殼的強度要求 1/0.5焦耳沖錘試驗：任何最薄弱部位要能經(jīng)受3次1J的沖擊，碳刷蓋部位為3次0.5J的沖擊。 鋼板撞擊試驗：整個樣品同樣要經(jīng)受4次（樣品懸掛在一米的擺臂上升高到500mm處然后跌落至鋼板上）。 1m跌落試驗：1m高度跌落至水泥地面 沖擊后不能有帶電部件外露、絕緣損壞或者距離減小，通過視檢實測及耐壓測試。,防觸電相關（四）絕緣材料,木料、棉花、絲綢、普通紙和類似的纖維材料和吸水材料，未經(jīng)浸漬處理不能作為絕緣 一般的陶瓷（除非燒

9、結緊密） 及類似材料不能作為附加絕緣或者加強絕緣 橡膠作為附加絕緣必須考慮它的氧化及開裂,防觸電相關（四）絕緣材料試驗,耐潮 耐久試驗 抗老化（橡膠用作安全絕緣時，必須考慮其老化） 耐熱(球壓） 耐漏電起痕 耐燃（熱芯軸、灼熱絲、針焰）,防觸電（五）接地,接地必須永久可靠 應有防松措施（鋸齒形墊圈最佳）。 耐腐蝕（至少58%的銅，鋼必須有5m的涂層）。不同金屬間的接觸電位差0.6V，將加速金屬腐蝕和變質(zhì)。 接地線應在載流線之后拉緊。 接地不能借用，且在日常維護后處于不可能被漏裝遺忘 接地電阻： 0.1歐的接地電阻。接地線且應足夠粗。 標識：接線端子標識符號。黃綠雙色線,防觸電其他要求（ 六 ）

10、,II類器具中的III類結構，SELV與帶電件之間的絕緣必須滿足雙重絕緣或者加強絕緣 附加絕緣和加強絕緣要作成不易被忽略, 不能被錯誤安放; 除非嚴重損壞,不能移動,防機械損傷防止觸及危險部件,危險部位: 尖角, 銳邊, 毛刺等 運動部件：軋壓點、工具工作頭、電機風葉等 安全措施 防護罩（固定罩、可自動關閉活動罩、可調(diào)活動罩等） 安全開關（雙手動作、反自鎖、無自鎖等） 保護裝置非自復位型 斷電后恢復供電，不能自啟動,防機械損傷穩(wěn)定性,手持式器具除外, 最惡劣情況下產(chǎn)品于10傾斜都不能翻倒,防熱灼傷,產(chǎn)品正常使用中，不應產(chǎn)生過熱： 外殼（包括正常使用中偶爾觸及） 60K 手柄（包括正常使用中持續(xù)

11、握持）塑料50K 金屬30K,防火,電氣連接接觸不良 內(nèi)部的故障 灰塵和殘渣的聚集引起絕緣崩潰 碳刷火花 外部火源,3、元器件要求,元器件要求總則,元器件必須適用于整機使用條件，滿足整機安全要求。 元器件必須符合相應的IEC/EN安全標準的要求 選用已取得認證的元器件，如SEMKO，KEMA， VDE，NEMKO，BSI，IMQ，ASTA等，或 隨機測試,元器件要求元器件測試標準,開關 SwitchEN 61058-1 電容 CapacitorIEC 60384-14 插頭 Power plugIEC 83 電源線 Power cordHD 21 馬達熱保護器 Thermal motor pr

12、otectorEN 60730-2-2 熱斷路器 Thermal cut-outEN 60730-2-9 充電器 ChargerEN 60335-2-29,元器件要求開關,工具開關壽命要求：正常工作條件，動作次數(shù)至少50,000次(電動機負載)。 開關額定參數(shù)的解讀(EN61058)，例 250V，10(6)A，5E4，T85 (阻性電流10A，感性電流6A，環(huán)溫85度) 如果沒有T標志，則默認環(huán)溫為0-50度。 T85/55：開關的環(huán)溫限值為0-85度，開關操動元件的環(huán)溫限值為0-55度。 25T85：開關的環(huán)溫限值為 -25 -85度。,元器件要求開關,開關能承受50次電機堵轉(zhuǎn)操作無危險后

13、果產(chǎn)生。 Full disconnection: 開關觸點開合間距大于3毫米以上。,元器件要求開關,元器件要求電容,電容器的基本要求（IEC 60384-14） X電容：通常跨接電源兩極間，損壞時無觸電危險。通常X2,元器件要求電容,Y電容：通?？缃与娫淳€對地端，損壞時會引起觸電危險。通常Y2,元器件要求電容,元器件要求電容,X電容 殘余電壓：器具插頭拔下以后，殘余電壓最大值不大于34V。 小于等于0.1 F容量的電容不考慮殘余電壓。 如果電容容量大于0.1 F：需進行放電測試。,元器件要求插頭與電源線,工作在額定值下，插頭與電源線必須相匹配，一個插頭只能與一條電源線相連接。 對于不同的產(chǎn)品，

14、Part 2對電源線的規(guī)格可能會有不同的要求。對于工具產(chǎn)品，至少H05VV-F,H05RR-F,H05RN-F,元器件要求電機,電機必須滿足爬電距離和電氣間隙的要求： 爬電距離mm電氣間隙mm 繞組與鐵心2.02.0 繞組與軸(可觸及)6.06.0 換向器與軸（不可觸及）4.03.0 換向器與軸(可觸及) 8.08.0,元器件要求電機,爬電距離必須2mm（漆包線到鐵芯處）,元器件要求電機,元器件要求內(nèi)部布線,內(nèi)部導線需承受2000V，15min的耐壓試驗。 凡電線穿過金屬孔洞處需提供護套或作成圓滑的表面(半徑為1.5mm以上)。 內(nèi)部導線防止觸及銳邊和運動部件。 內(nèi)部導線外皮為基本絕緣，需要考

15、慮其被附加絕緣的所有要求。 可移動式工具使用中相對移動的內(nèi)部導線，作彎折試驗：10000次。,元器件要求塑料件,隨機的測試： 1、球壓：外殼 85 C 或者 支撐帶電件 125 C （或者40 C該部位正常溫升） 2、熱芯軸測試300 C， IEC 標準中為灼熱絲試驗。 3、耐漏電起痕（175V）,元器件要求塑料件,聚合材料分為以下幾種：熱塑性材料、熱固性材料 熱塑性材料：通過反復加熱，可以很容易被軟化及再軟化。通過球壓測試判定。 熱固性材料：在加熱時可通過化學反應固化，一旦固化，不能重新加熱再軟化。其溫度在溫升中獲得必須小于該材料允許溫度。,4、銘牌與說明書,銘牌與說明書的安全要求,銘牌和說

16、明書作為產(chǎn)品安全的一部分， 必不可少。 銘牌與說明書必須保持 一致性：銘牌與說明書上的產(chǎn)品型號，制造商及其相關信息，插圖等必須與申請表一致。各類強制性語句、警告條款必須與標準一致。 規(guī)范性：銘牌與說明書上涉及的各種單位，各種符號，必須符合標準要求,銘牌與說明書的安全要求,通常產(chǎn)品說明書包含: 安全警告說明, 產(chǎn)品部件說明與組裝方法, 產(chǎn)品使用說明, 維護和保養(yǎng)這四個部分。,5、主要測試項目,試驗的基本要求,1、試驗順序：試驗必須按照標準規(guī)定的順序進行。 2、試驗時開關、器具的可移動部件都應該放在最不利位置。 3、試驗環(huán)境：205C、空氣流通。 4、試驗電壓：標準要求的范圍內(nèi)取得最不利試驗結果的

17、電壓值 器具只標有一個額定電壓：試驗電壓為額定電壓規(guī)定系數(shù) 器具標有額定電壓范圍：上限大于1的系數(shù) 下限小于1的系數(shù),試驗的基本要求,5、試驗頻率：標準要求的范圍內(nèi)取得最不利試驗結果的頻率值 如果器具只標有一個額定頻率：在該額定頻率下測試。 如果器具沒有標頻率：在50Hz在測試。 如果器具標有50-60Hz：在50或者60Hz下測試，視那個更不利。,工具的正常工作,正常工作條件Normal Operation（Normal Load） 電壓：額定電壓 頻率：額定頻率 功率或電流：額定值(或part2另又規(guī)定)。,啟動試驗,室溫下0.85倍額定電壓啟動三次,輸入功率,正常工作狀態(tài)下的輸入功率(參

18、照該產(chǎn)品特定標準，如無則按該產(chǎn)品操作說明書使用）,溫升,試驗電壓：0.94至1.06倍額定電壓范圍 試驗頻率：額定頻率 工作狀態(tài)：正常工作條件 溫度測量：除了電機使用電阻法，其余用熱電偶法 試驗周期：直到達到熱平衡(除非part2指明) 測量位置：溫升最高的地方,如不確定需均勻分布 試驗室溫：20 +/- 5,溫升電阻法,繞組的溫升,試驗開始時的繞組阻值,試驗結束時的繞組阻值,銅234.5；鋁225,試驗開始時的室溫,試驗結束時的室溫,溫升電阻法,測試結束時，應該在盡可能短的時間內(nèi)開始測量電機的繞組阻值，并且應該以一定的間隔（如5秒）測量至少4個點。然后根據(jù)測量的數(shù)據(jù)作出電阻阻值與時間的關系曲

19、線，即可得出在t0時（即斷開電源瞬間）的電阻值。,溫升電阻法與熱電偶法的區(qū)別,1、電阻法測量的是電機繞組內(nèi)部的平均溫升，而熱電偶法只能測量繞組表面的溫升。 2、一般電阻法測量的結果比熱電偶法測量的結果高10K左右。 電阻法比熱電偶法在測量繞組溫升時更精確。,溫升測量,測取最高溫升的部位 內(nèi)部導線： 如內(nèi)部導線與電機金屬外殼接觸，以電機金屬外殼的溫升表示內(nèi)部導線的溫升。 PCB板： 與散熱片接觸的地方溫升最高。,溫升幾個重要溫度的測量,環(huán)境溫度的測量： 當使用熱電偶測量環(huán)境溫度時，熱電偶不應受到外界熱輻射的影響。 解決方法： 可以將熱電偶布在一個油罐中,溫升幾個重要溫度的測量,電氣絕緣的溫升 測

20、量位置： 絕緣表面(非熱源。如是需埋入，例電機繞組) 可能發(fā)生短路的地方（如電源線分叉處） 可能引起絕緣橋接的地方或者爬電距離與電氣間隙減小的地方。 元器件的環(huán)溫：指距該元器件5mm處環(huán)境的溫度最高的地方。,溫升判斷,電機絕緣：例90KE級，95KB級 作附加絕緣的電線護套：35K 作安全功能（絕緣等）的熱塑性材料：配合球壓試驗 作安全功能（絕緣等）的非熱塑性材料：規(guī)定的溫度限值。 元器件：電源線和導線(有T標志T-25，無則50K) 開關和溫控器等(有T標志T-25，無則30K) 正常使用中偶爾觸及的和持續(xù)握持的表面,泄漏電流,泄漏電流的分類： 流過基本絕緣的泄漏電流：帶電件和基本絕緣之間

21、流過雙重絕緣和加強絕緣的泄漏電流：帶電件和可觸及部件之間,泄漏電流測量,熱態(tài)泄漏電流的測量 試驗電壓：1.06倍額定電壓（額定電壓范圍的上限） 試驗頻率：額定頻率 工作狀態(tài)：依溫升試驗且溫升最高時 其他：用一塊1020mm的金屬箔覆蓋器具外殼 限值： II器具雙重和加強絕緣0.25mA II器具基本絕緣5.0mA I器具0.75mA,泄漏電流歐標熱態(tài)試驗接線,模擬阻抗,耐久測試,主要模擬工具長期使用考核其壽命。在試驗中及試驗后，器具及其組成零部件應符合標準規(guī)定的安全要求： 各連接件需未松脫 耐壓測試 試驗方法一般為24hr 1.06x額定電壓（上限），24 hr 0.94x額定電壓（下限）。,

22、耐壓,試驗電壓(手持工具)： 安全特低電壓的基本絕緣500V 不同極性之間 1500V 基本絕緣1500V 附加絕緣2500V 加強絕緣4000V 額定頻率，正常工作條件， 1分鐘,潮態(tài)試驗,普通產(chǎn)品 溫度：20-30 濕度：93 試驗周期：48小時 其他：樣品在放進潮態(tài)箱以前，必須考慮發(fā)生冷凝的可能性，即：樣品的溫度應該比潮態(tài)箱的溫度高一點（如4C），以防樣品溫度過低，放進潮態(tài)箱以后水汽凝結在樣品上。,非正常試驗,串激電機超速試驗：1.3倍額定電壓一分鐘 感應電機：電機電容開/短路，轉(zhuǎn)動部件堵轉(zhuǎn) 電子元器件短開路非正常試驗中，不能有產(chǎn)生火焰、熔化金屬、產(chǎn)生有毒有害 氣體。轉(zhuǎn)速不能超過空載轉(zhuǎn)速的150。 工具轉(zhuǎn)向可通過開關在運行中調(diào)節(jié)的，則需進行25次的工具運行中開關正反轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)。,非正常試驗電子線路,標準要求的需考慮的電子線路的故障 1）短路爬電距離或電氣間隙小于標準要求 2）短路電容器（滿足38414的電容除外） 3）短路電子元器件（三極管、可控硅等） 4）元器件開路 5）三極管故障為二極管 6）復雜集成電路故障模擬 每次只模擬一個故障,結構強度沖擊試驗,三次1J于最薄弱位置，三次0.5J于碳刷蓋處。 整個樣品同樣要經(jīng)受4次（樣品懸掛在一米的擺臂上升高到5