淺析IEC60335-1：2020中SELV與可觸及帶電部件的關聯(lián)

劉長利

摘要：2020年9月2日國際電工委員會IEC發(fā)布了最新的家用電器的安全標準IEC60335-1：2020，本文針對此標準中SELV與可觸及帶電部件之間的關聯(lián)進行分析。

關鍵詞：IEC60335-1：2020 ?SELV ?可觸及 帶電部件

前言：防止使用者接觸到帶電部件是電氣安全標準中很重要的一個防電擊要求. 在家用電氣安全標準IEC60335-1：2020中SELV與防電擊要求有著重要關聯(lián)，本文重點分析如何理解SELV （英文全稱：safety extra-low voltage，中文是安全特低電壓，簡稱SELV），以及SELV與8.1.4章節(jié)的帶電部件的關聯(lián)，以便更全面的認知SELV和應用第8章節(jié)的防電擊要求。

分析SELV之前，先了解其關聯(lián)定義ELV（即：特低電壓），本標準3.4.1章節(jié)對于ELV的定義原文如下：voltage supplied from a source within the appliance that does not exceed 50 V between conductors and between conductors and earth or functional earth when the appliance is supplied at rated voltage。其中文意思是：當器具連接到額定電壓的電網(wǎng)電源時，由器具內(nèi)部產(chǎn)生的，在導線之間以及導線與地（包括功能接地）之間不超過50V的電壓。

3.4.2章節(jié)的SELV定義為：voltage not exceeding 42 V between conductors and between conductors and earth， the no-load voltage not exceeding 50 V。中文意思是：導線之間以及導線與地之間不超過42V的電壓，其空載電壓不超過50V。從定義可以看出，SELV的電壓限制比ELV的電壓限制更低。另外3.4.2章節(jié)的SELV定義還給出了以下兩個注解， Note1： When safety extra-low voltage is obtained from the supply mains， it is to be through a safety isolating transformer or a convertor with separate windings， the insulation of which complies with double insulation or reinforced insulation requirements。Note 2： The voltage limits specified are based on the assumption that the safety isolating transformer is supplied at its rated voltage。中文意思是：當安全特地電壓從電網(wǎng)獲得時，應通過一個安全隔離變壓器或一個帶分離繞組的轉(zhuǎn)換器，此時安全隔離變壓器和轉(zhuǎn)換器的絕緣應符合雙重絕緣或加強絕緣的要求。這里規(guī)定的電壓限制是假定該安全隔離變壓器的輸入電壓為額定電壓條件下的。其中注解1特別說明了獲取此特地電壓SELV的要求，注解2與ELV中的要求是一致的。對于SELV的定義需要注意以下幾個要點，（1）首先是電壓限制，此電壓需要是特低電壓，即：被評估的部件或部位其正常工作的電壓不能超過42V，并且在空載狀態(tài)下的電壓不能超過50V，這兩個電壓限制需要同時滿足。（2）當產(chǎn)品與電網(wǎng)相連時，此電壓與電網(wǎng)之間需要經(jīng)由具有雙重絕緣或加強絕緣的安全隔離變壓器或轉(zhuǎn)換器進行隔離。這意味著即使是特低電壓，甚至比上述電壓更低的特低電壓，如果其與電網(wǎng)之間沒有經(jīng)過具有雙絕緣或加強絕緣的安全隔離變壓器或轉(zhuǎn)換器隔離的，那么也不能視為安全特低電壓（即：SELV），也同樣認為具有電擊危險的電壓。在實驗室實際檢測應用中，這種與電網(wǎng)之間沒有經(jīng)過雙重絕緣或加強絕緣的安全隔離變壓器或轉(zhuǎn)換器隔離的電壓都被視為與電網(wǎng)電壓一樣處理，例如，如果一個器具的內(nèi)部電路設計為僅通過簡單的阻容降壓后輸出的特低電壓，哪怕只有幾伏，同樣是認為具有電擊風險的帶電部件（英文是live part） ，是不安全的不能被人接觸到的特低電壓。 在實際應用中，除了電池提供的直流電壓之外，適配器，變壓器，或驅(qū)動電源，或在產(chǎn)品內(nèi)部的開關電源等都是常見的用于獲得安全特低電壓的方式。（3）SELV 的前提是基于給產(chǎn)品供給額定電壓，這意味著一個產(chǎn)品如果供給一個高于額定電壓的電壓時，或者電網(wǎng)電源波動時，原來在額定輸入電壓下被評出來的SELV有可能不再是SELV了，如，線形變壓器次級電路如果沒有額外設計穩(wěn)壓電路的情況，其次級端的電壓就會明顯受變壓器的初級輸入端的電網(wǎng)電壓的影響而變化。（4）這個特低電壓ELV是經(jīng)過產(chǎn)品內(nèi)部的一個電源所供給或產(chǎn)生的，這意味著特低電壓不是直接由器具的輸入電壓決定的，還與器具內(nèi)部的電路設計有關，如果器具內(nèi)部設計有某些逆變高壓電路或部件，那么即使器具連接到一個只有30V的電源，同樣可能產(chǎn)生一個非安全的高電壓。例如，空氣凈化器上常用的負離子發(fā)生器就會產(chǎn)生上千伏的危險高電壓，一個只有幾伏的電池供電的電蚊拍，其內(nèi)部的逆變電路同樣會產(chǎn)生數(shù)百伏的高壓，這些高壓都是不可被接觸的危險電壓。

那么是否滿足上述安全特低電壓SELV定義的相關要求的部件就被認為是安全的可以被直接觸及的呢？在此我們需要先認識清楚帶電部件（英文是live part ）的定義，進一步弄清楚在本標準中什么樣的部件是被視為帶電部件，什么樣的情況下被視為非帶電部件或不帶電的。家電產(chǎn)品的安全標準IEC 60335-1中第3.6.4章節(jié)對于帶電部件（英文：live part）的定義如下：conductor or conductive part intended to be energized in normal use， including a neutral conductor but， by convention， not a PEN conductor. 中文意思是：打算在正常使用時通電的導線或?qū)щ娦圆考磻T例包括中性導線，但不包含PEN導線。此定義還附件了以下兩條非常重要的注解Note 1和Note 3。其中Note 1說明凡是符合8.1.4要求的部件，不管是易觸及的還是不可觸及的，都認為是非帶電部件。 Note 3說明： 對于電池供電的器具的部件，不管其是否可觸及，以及電池本身，當滿足本標準附錄B 的B.22.3和B.22.4章節(jié)的電氣限值要求時，被視為是非帶電部件。其中注解3是IEC60335-1：2020版新增加的要求，這正好彌補了舊版標準中對于電池和電池供電器具的這方面的要求。注解1和注解3其實是對于如何判別一個部件是否是帶電部件給出了相應的判定依據(jù)和方式。首先分析注解1，根據(jù)8.1.4章節(jié)的要求， 如果易觸及部件符合以下兩種情況之一則被視為是不帶電的， 也就是被視為是符合本標準意義的沒有電擊危險的. 第一種情況是， 對于SELV供電的， 其交流峰值電壓不超過42.4V， 直流電壓不超過42.4V。這個條件的前提是SELV，但是其電壓限值42.4V與SELV定義中的電壓限值42V稍微有點差異。綜合SELV的定義和8.1.4章節(jié)的這個要求可知， 一個部件其電壓必須是安全隔離的特低電壓， 并且交流不超過42.4V峰值，直流不超過42.4V時才認為是符合本標準的安全意義上的非帶電部件。第二種情況是， 如果該部件與通過保護阻抗與帶電部件隔開， 在有保護阻抗的情況下， 該部件與電源之間的電流， 對于直流不超過2mA ， 對于交流，其峰值不超過0.7mA， 并且對峰值電壓大于42.4V小于或等于450V的，其電容量不超過0.1uF。例如通過滿足雙重絕緣或加強絕緣的Y電容與帶電部件進行隔開就屬于第二種情況的實例。再來分析注解3。對于電池供電的器具，B.22.3規(guī)定可導部件之間的電壓不能超過42.4V，對于單獨的電池或可拆卸的電池，B.22.4章節(jié)規(guī)定可導部件之間的電壓不能超過42.4V。也就是說當電池供電的器具或電池本身的可導部件之間的電壓不超過42.4V時，被認為是不帶電的。

那么一個部件被認為是不帶電的時候，是否就可以被任意接觸或允許接觸到哪些部分呢？對于電池供電的器具，根據(jù)B.22.3規(guī)定，當可導部件之間的電壓超過42.4V，并且電流超過直流2mA或交流峰值超過0.7mA（當紋波超過10%時），不允許被該章節(jié)指定的模擬試驗指同時接觸到兩個或以上不同兩極的可導部件，也就是說在這種情況下只允許接觸到其中一極的可導部件。對于單獨的電池或可拆卸的電池，根據(jù)B.22.4規(guī)定，當可導部件之間的電壓超過42V，電流超過2mA時，不允許被該章節(jié)指定的模擬試驗指同時接觸到兩個或以上不同兩極的可導部件。對于連接到電網(wǎng)供電的器具，根據(jù)第8.1.4章節(jié)，對于交流峰值不超過42.4V，直流不超過42.4V的SELV供電部件，是認為不帶電的，那么也就無需防護，是可以接觸的。

參考文獻：

[1]IEC60335-1：2020 國際電工委員會技術委員會TC61標準