電機十年EE Tour,  電氣安規

電氣安規法規大統整|玲瑯滿目、層出不窮,但萬變不離其宗

大家在購買電器產品的時候,常常不曉得每個吃電的產品,都需要經過多樣的測試。但其實,我們隨意找身邊的東西,時常會看到經過檢驗過的紀錄。舉筆電的例子來說,可以看到有UL、CE、CCC、TUV等標籤,其實這些背後,都代表「經過了某些法規測試」。所以本篇我們就來聊聊法規吧!

法規的架構

法規也是分階層的,最上層的法規就好比憲法一般,其他的法規都是從這邊延伸出來的,英文叫做”Grandfather Regulation”。通常這會是由國際性的組織制定的,像是IEC、ISO、IEEE…。之後再由各認證實驗室、或者by product區分到更細。比如醫療產品的大法規,再區分到斷層掃描法規、手術機器法規、到一般的體脂計法規等等。又或者是電動交通工具法規,然後再細分到電動汽車、電動腳踏車等等。所以當你不懂該做什麼法規時,做這個grandfather regulation找,通常不會錯!

法規大全

  1. IEC 60601 Medical electrical equipment 電性醫療器材安全規範要求
  2. IEC 61851 Electric vehicle conductive charging system 電動車輛充電系統安規測試
  3. IEC 60335 Household and similar electrical appliances – Safety 家電用品安規測試
  4. IEC 60065 Audio, video and similar electronic apparatus – Safety requirements 影音產品安規測試
  5. IEC 60950 Information technology equipment – Safety 資訊產品安規測試
  6. IEC 62368 影音及資訊技術設備 (將取代IEC60065和IEC60950)
  7. IEC 60270-1 High-voltage test techniques – Partial discharge measurements 高壓測試方式 – 局部放電量測
  8. IEC 60747 Semiconductor devices 半導體元件 (如光耦合器)
  9. IEC 61730 Photovoltaic (PV) module safety qualification 太陽光電模組之安全確認
  10. IEC 60598 Luminaires 燈具照明
  11. IEC 61010 Safety requirements for electrical equipment for measurement, control, and laboratory use 儀器儀表安全規範

從上面我們可以簡單歸納電氣安規測試涵蓋的領域有:醫療電動車家電用品影音產品資訊產品半導體元件被動元件太陽能發電儀器儀表燈具照明
不要看電氣安規,或者說耐壓測試好像很無趣,應用面可是超級廣!以下我們就再簡單的介紹一下各項IEC法規吧!

IEC 60601 電性醫療器材安全規範要求

IEC 60601是對於醫療器材的測試標準,包含呼吸器、X-Ray診斷系統、超音波影像診斷、生理監控器、血液分析儀及電動病床等。醫療產品因為大多接觸到人體,對於電的規範更是嚴謹、安全。通常測試項目涵蓋有:

  • 接地阻抗測試
  • 交直流耐壓測試
  • 洩漏電流測試

由這個長老級法規,又延伸了很多區域和產品類型的法規。像是:

  • GB 9706.1-2020 醫用電氣設備
  • UL544-1998 牙科醫用設備

IEC 61851 電動車輛充電系統安全規範

汽車產業一直都是萬眾矚目,號稱「最貴的電子產品」。加上能源產業的進步,電動車幾乎被視為未來的主流(雖然現在只有特斯拉和比亞迪等極少做得好的)。因電動車運轉使用的電壓較高(約600V),因此必須避免使用者遭到電氣傷害。其實電動車為什麼這麼受到安規產業的重視呢?因為電池本體要測一遍Hipot,電池包(battery pack)又要再測一次。放入汽車後的電池與汽車本體的絕緣要測,馬達要測、線材要測、引擎要測…,賣一台電動車的測試需求實在太大了!

  • 接地阻抗測試
  • 交直流耐壓測試
  • 對地漏電流測試

IEC 60335 家電用品安規測試

家電產品,只要需要用到插頭的,都歸納在此類。舉例來說,烤箱、冰箱、電視、果汁機、咖啡機、吹風機、電風扇……種類繁多。這些產品人體隨時都會接觸到,因此也必須相當注重使用者安全。另外只要人體很容易接觸到的東西,像是醫療、家電產品,通常都會測試洩漏電流(Leakage Current)。相反的,人體較少接觸到的,如電池芯、馬達,則測是絕緣阻抗即可。

測試項目包含:
◆ 接地阻抗測試
◆ 交直流耐壓測試
◆ 洩漏電流測試

IEC 62368 影音產品安規測試

疫情期間,居家工作及休閒方式成為大家的關注焦點。據媒體報導,遠距工作需求的筆電、網路攝影機或居家娛樂的遊戲機、電視、跑步機等都出現銷量大增的情況。影音產品包含DVD放映機、電視、音響設備、遊戲機等等,IEC62368-1廣泛適用於各種高科技產品,包括:電子電氣設備、影音產品、資訊類產品、通訊、網路不超過 600V 的商用辦公室自動化設備等,電源類產品、伺服器、顯示器、電視、筆記型電腦、個人電腦及電腦週邊產品等。(參考:TUV Rheinland)

測試項目包含:

  • 接地阻抗測試
  • 交直流耐壓測試
  • 對地洩漏電流測試
  • 輸出洩漏電流測試

IEC 60270-1 局部放電測量標準

所有的電氣絕緣物,都有機會測到局部放電測試,包含電纜橡膠、大型變壓器、馬達、電驛、電池正負極絕緣、電容、光耦合器等等。而所有不同產品依據的局部放電法規,就是IEC 60270-1。

IEC 60270-1定義了局部放電的時間、頻率、週期抓取的次數、要多少pico 庫倫 (pC)。而IEC60747-5-5就是針對半導體在局部放電量測的標準,從IEC 60270延伸而來的子法規。
更多局部放電的介紹請參考:局部放電偵測|電氣微小缺陷的抓漏大師

測試項目包含:

  • 交直流耐壓測試
  • 絕緣阻抗測試
  • 局部放電量測

20201027 Ver 1.0