Después de leer la nota sobre el hipotético "mañana imparcial" , una mente ingenieril joven, creciente, inquisitiva y en crecimiento debería inflamarse con ira justa y, presionar [con energía y enfriar] soldador con una mano sobre su pecho y colocar la otra en una biblia colectiva formada por una pila de libros de referencia de semiconductores desgastados ¡Productos, sinceramente, cálidamente, con lágrimas, solemnemente, juran todo, siempre, en todas partes, para hacer lo único y lo correcto! ¿Pero cómo es correcto? El próximo artículo sobre los "fundamentos de la seguridad eléctrica" , diseñado para mentes tan jóvenes, si no es que guía, por lo que es muy claro, requiere aclaraciones, aclaraciones e incluso ... algunas enmiendas.

Esta nota no pretende ser una guía, sino que se solicita con mucho cuidado, solo un poco (para que el fuego revolucionario de una mente perturbada no se decepcione en contradicciones con la realidad seca y dura) para abrir la puerta a la despensa de los incumplimientos profesionales tradicionales.

Volt volt strife

La corriente eléctrica es cualitativamente diferente; distinguir al menos: corrientes directas, alternas y pulsadas. Cuantitativamente, la corriente se caracteriza, como mínimo, por la fuerza medida en amperios y por el voltaje medido en voltios. Al encontrar una expresión como "varios voltios", ¿siempre es necesario negociar (negociar) qué voltios exactamente? Es decir, qué significa exactamente el valor (pico, actuación, algún otro), ya que no siempre se lee clara o explícitamente del contexto. Algunas tradiciones actuales en esta área se dan a continuación.

VAC, Vac, Va.c. - este es el valor real (para una señal sinusoidal pura es equivalente al valor eficaz) [voltaje] de una corriente alterna de frecuencia industrial (50 o 60 Hz).

VDC, Vdc, Vd.c. - Entonces, significa (generalmente promedio, sin sobretensiones) el valor de la corriente [rectificada] constante (rectificada).

V ~, Vrms: este es el valor cuadrado medio [voltaje] de la corriente alterna de cualquier frecuencia.

Vpeak, Vp, Vp-o: este es el valor de amplitud (pico) de [voltaje] de cualquier tipo (constante, variable, impulso), tomado (valor) de cualquier valor promedio (para casos de corriente alterna, como regla, cero).

Vp-p: esta es la amplitud pico a pico de amplitud (voltaje) (también, por regla general, tomada de algún valor promedio).

V =, Vavg, Vo - así denotar (como regla, promedio, suavizado) valor [voltaje] de corriente directa (rectificada).

Tal expresión de valores "independiente del contexto" permite que las cantidades (características) hablen directamente en el acto por sí mismas, sin quitarles el foco de atención. Debido a esto, las expresiones típicas (características, condiciones), como, por ejemplo, U = 230 Vac, Umin = 20 Vrms @ 300 kHz, Umax = 46 Vp, en primer lugar, se ven compactas ("inmediatamente en su lugar") y, en en segundo lugar, revelan su propia esencia de manera más amplia ("para sí mismos").

Desafortunadamente, el enfoque en idioma ruso no proporciona tal brevedad y claridad, incluso los conceptos básicos de "corriente alterna" y "corriente continua" se suman en la misma abreviatura "p. t. ", e incluso las expresiones de la forma" valor pico de 71 V "y" valor eficaz de 63 kV "presentes en GOST IEC 60950-1 no se pueden comparar con el correspondiente" pico de 71 V "y" 63 kV rms "en el original en inglés. Por lo tanto, además, para estar menos confundido, es precisamente la "versión en inglés" de semantización de las unidades de medida que se utiliza.

IEC 60950-1

La publicación IEC 60950-1 se refiere a las llamadas normas de seguridad [todavía históricamente inerciales] “horizontales”, que (por definición) no establecen requisitos para un tipo (tipo) específico de equipo. Tales requisitos, como regla, se establecen ya sea por el estándar vertical (requisitos particulares) responsables de dicho tipo (tipo) de equipo, o por especificaciones técnicas (especificaciones) si no hay un estándar estatal (o internacional) para este tipo (tipo) de equipo.

Por ejemplo, IEEE 802.3 establece el requisito de que el puerto Ethernet requiera aislamiento básico a un nivel de 1.5 kV AC (voltaje de resistencia 1500 VAC) de acuerdo con IEC 60950-1, determinando así el funcionamiento necesario ("vertical", entrada) la característica que las "desreferencias" estándar horizontales referenciadas ("llamadas") (revelan, complementan, refinan) con características (requisitos) de diseño suficientes ("horizontales", de salida), tales como espacio de aire y distancia de fuga.

IEC 60950-1 se basa en el modelo de "falla única", lo que significa que cualquier falla (en cualquier parte del producto) hace que todo el producto no funcione. En otras palabras, todo es bueno en el producto *, siempre y cuando todo sea bueno en todo (no hay un solo rechazo), y en el producto (más atentamente) todo (!) No es bueno **, si hay al menos algo en él no es bueno Sí, IEC 60950-1 no considera (y de ninguna manera implica) sistemas tolerantes a fallas.

Debajo de las notas de pie de página anteriores, puede hacer el siguiente comentario: el estándar en cuestión tiene por objeto garantizar la seguridad de una persona que solo trata y con el producto en un estado de "todo está bien" (*); La seguridad cuando se trabaja con un producto que ya está en el estado inverso (**), o aún en un estado de transición directa (degradación durante la falla), no está incluido en el alcance (regulación) de la norma.

Con respecto a la seguridad del aislamiento eléctrico, junto con la determinación de las características de diseño de acuerdo con los requisitos externos establecidos exhaustivamente (Apéndice G), IEC 60950-1 permite (en el caso de requisitos externos incompletos) la determinación de tales características mediante un método analítico basado en el cálculo (o medición en un prototipo) del trabajo pico correspondiente tensiones Sin embargo, vale la pena recordar que dicho análisis también parte de la suposición de que "todo está bien".

Por ejemplo, el hecho de que en una PC a la que, por ejemplo, está conectado un convertidor de USB a RS485, hay una unidad de fuente de alimentación (nodo) conectada a los circuitos primarios [fuente de alimentación con un voltaje de CA peligroso], al analizar los voltajes de funcionamiento ni siquiera indicará (bastante posible ) la necesidad de aislamiento galvánico entre estas interfaces, ya que en el estado "todo está bien", los circuitos secundarios correspondientes se consideran atraídos de manera real o equivalente a la "tierra" (tierra de protección). Tal aislamiento aquí solo puede ser un requisito externo.

Con respecto al método analítico mencionado, también vale la pena agregar que el resultado posible (entre otras cosas) está influenciado por las características de un diseño particular (diagrama de circuito, dibujo de trazas) del producto (de ahí la presencia de al menos un prototipo en el que se pueden realizar mediciones). Para una familiarización completa con todo el proceso, es mejor referirse directamente al texto del estándar en sí. Entonces, ¿qué leer?

El IEC 60950-1 original en inglés (y sus réplicas en el mismo idioma, como UL 60950-1, EN 60950-1) ya se presentan inicialmente de forma algo frívola (no siempre y no en todas partes técnicamente precisas, inequívocamente interpretadas, exhaustivamente definidas) y desagradablemente sorprendentes. El número de referencias cruzadas dentro de sí mismo. En general, esto está lejos de ser fácil de leer, y lejos de ser barato (el original lo vende IEC a un precio de aproximadamente mil euros por documento). Por otro lado, el original es el original.

La traducción al idioma ruso GOST IEC 60950-1 fue desarrollada en un intento de obtener una "traducción idéntica" (IDT) del original, que se maneja en promedio, pero no transmite la integridad completa del texto fuente debido a la presencia de errores de diversos grados de grosería en la traducción. Regulatorio subordinado al original y, al mismo tiempo, sensiblemente inferior al original en calidad. En cualquier caso, se recomienda que se familiarice con el tema por primera vez.

En comparación con la traducción al idioma ruso, compuesta en el estilo "Ponomarico", el original es mucho más conveniente precisamente para la percepción visual, sin mencionar la "navegación exigente" del texto en sí. (Dio la casualidad de que hoy es el inglés el que se ha dejado a merced de la ciencia y la tecnología, por lo tanto, todos los ingenieros ahora están obligados a saberlo al nivel de lectura de literatura técnica). El original simplemente se recomienda encarecidamente para que lo estudien todos los que tengan un interés profesional (u otra ingeniería) en el tema en discusión.


(Vea la "Cita" de GOST aquí. )

"Estrés común" y "nivel de aislamiento"

Al desarrollar un aparato eléctrico, el diseñador, por regla general, se ocupa de dos categorías de impactos eléctricos, que (los efectos) serán (pueden) característicos de dicho dispositivo. Estas dos categorías en lo sucesivo se denominan condicionalmente "estrés común" y "nivel de aislamiento", respectivamente, y se definen de la siguiente manera.

"Voltaje común": implica que la señal correspondiente está presente en un dispositivo alimentado (encendido, que funciona normalmente) durante, por regla general, tiempo ilimitado. (En el caso de una señal de fuente de alimentación, el dispositivo recibe alimentación de la misma señal).

"Nivel de aislamiento": se caracteriza por el voltaje de prueba (generalmente varias veces mayor que el "voltaje nominal") y el tiempo de exposición del [voltaje de prueba al dispositivo] (generalmente decenas de segundos, el valor típico es un minuto), así como el voltaje de prueba aplicado al dispositivo solo en un estado desenergizado (!).

Para combinaciones de varios circuitos eléctricos del dispositivo, solo se puede configurar "voltaje nominal", solo "nivel de aislamiento", "voltaje nominal" más "nivel de aislamiento", ni uno ni el otro [de acuerdo con los requisitos pertinentes]. Los valores mismos [establecidos por los requisitos relevantes] de "tensiones comunes" y "niveles de aislamiento" pueden variar tanto cuantitativa como cualitativamente.

Por ejemplo, para una unidad de fuente de alimentación “portátil” [hipotética] que tiene cinco circuitos eléctricos: dos de alimentación de entrada primaria (L, N), dos de potencia de salida secundaria (VCC, GND), una tierra de protección (PE), en los puertos y en el chasis de material aislante, las características relevantes se pueden establecer de la siguiente manera:

(a) "voltaje común" entre los circuitos L y N - (100 ... 240) VAC; entre circuitos VCC y GND - (4,5 ... 5,0) VDC; entre cualquier otra combinación de cadenas, no instalada;

(b) "nivel de aislamiento" entre el circuito PE y los circuitos L, N en cortocircuito: 1,5 kVCA a 60 s; entre circuito PE y VCC, circuitos GND en cortocircuito juntos - 0.5 kVAC @ 60 s; entre los circuitos L, N en cortocircuito juntos y los circuitos VCC, GND en cortocircuito juntos - 4 kVAC @ 60 s; entre cualquier otra combinación de circuitos, no instalada.

Además, a menudo al "nivel de aislamiento" (sin embargo, igualmente, así como al "voltaje común") al mismo tiempo, se hacen requisitos con respecto a los efectos de los diferentes tipos de corriente. Por ejemplo, al requisito de 5 VCA para corriente alterna, se pueden agregar los requisitos de 8 V CC y 8 ​​V pico para corrientes directas y de pulso, respectivamente, y los dispositivos que resisten tales influencias se otorgan (marcan) con las "estrellas" correspondientes (símbolo C-2 según GOST 23217), como [primeros tres] en el KDPV.

Basado en el conjunto de características requeridas del dispositivo, incluyendo "tensiones comunes" y "niveles de aislamiento", el diseñador determina (calculado de acuerdo con la metodología aceptada, se selecciona experimentalmente durante las pruebas y se especifica en el uso práctico) características de diseño dependientes, como espacios de aire ( [aire]) y la distancia de fuga), cuyo orden se puede encontrar en IEC 60950-1, IEC 60065, IEC 62368-1, GOST R 53429 y otras normas ya mencionadas, así como (por el desarrollador ) seleccione e elemento base Detengámonos en esto último con más detalle.

Si estamos de acuerdo en que incluso para la producción a pequeña escala, la lista de productos de radio usados ​​(comprados, hechos a medida) calculados a partir de la producción esperada no debe contener elementos de nomenclatura con una cantidad del producto correspondiente inferior a decenas de miles de piezas, entonces [probablemente, se puede considerar que la gran mayoría de las empresas en la Federación Rusa tienen [solo] producción episódica.

En tal situación, como regla general, el desarrollador no tiene la capacidad [económicamente justificada] de "obtener lo que se necesita" y usa componentes disponibles en el mercado, es decir, usa solo "eso [terminado]", compensando así la pérdida en el caso de las características del dispositivo que son inferiores a las establecidas en las condiciones técnicas para el uso de los productos comprados, y asume riesgos en el caso de las características del dispositivo que van más allá de las condiciones técnicas para el uso de los productos comprados.

Entre los tres métodos populares, ópticos, capacitivos, de inducción, de aislamiento galvánico de señales eléctricas, solo en el caso de este último, los componentes necesarios para esto (productos de bobinado (transformadores)) pueden fabricarse [con una calidad aceptable y satisfactoria] mediante el método no en serie de una sola mano, para condensadores de alto voltaje y óptica de semiconductores, ya no es posible prescindir de las líneas de tecnología de producción en masa.

Recortes de PCB

Aumentar la distancia de fuga entre las partes conductoras del dibujo de la placa de circuito impreso cortando el material entre ellas es una práctica bastante común que, en muchos (pero, por supuesto, no en todos los casos), un examen más detallado da un resultado que es más alentador que técnicamente Cualquier garantía

Esto se debe al hecho de que la placa de circuito impreso, como regla, está eléctricamente “llena”, “valiosa”, “funcionando”, etc., no por sí misma, sino solo con los productos eléctricos y de radio instalados (componentes electrónicos), por lo que las características eléctricas, incluyendo Los espacios de aire y las distancias de fuga se deben considerar (analizar, probar) en volumen y en conjunto.

Algunos de estos casos se ilustran a continuación.


Caso (1), cuando incluso en condiciones nominales (normales, iniciales, sin tener en cuenta el tiempo y los efectos operativos), el corte en el tablero da casi o nada.


Caso (2), cuando tanto nominalmente como en tiempo y condiciones de operación, el corte en sí mismo (sin tener en cuenta los elementos de cableado "circundantes") no solo no puede mejorar, sino que también puede empeorar las características del producto.


El caso (3), entre otras cosas, muestra una vez más la importancia del recorte, no en sí mismo, sino en combinación con otros elementos estructurales, como recubrimientos protectores (rellenos) y piezas auxiliares (barreras).

Vale la pena señalar que los recortes en la placa de circuito impreso también se hacen para otros fines que no tienen nada que ver con la seguridad eléctrica del producto, por ejemplo, los recortes pueden aliviar las tensiones mecánicas que se producen al montar la placa de circuito impreso en el diseño general del producto. Por otro lado, el propósito de los recortes puede ser menos obvio en cualquier perspectiva, excepto a largo plazo, por ejemplo, si durante la prueba y (o) operación a largo plazo queda claro que el aislante (base) de la placa de circuito impreso se destruye debido a la humedad y [a diario, estacionalmente , otros periódicos] ciclos térmicos (calentamiento-enfriamiento).


Caso (4), cuando hay dos electrodos con un alto potencial eléctrico entre ellos, pero no hay certeza (calculada, experimental, operativa) de que la placa de circuito servirá el período especificado sin un corte, no.

En lugar de una conclusión

P. S. Para no escribir una nota por separado sobre el tema "¿Qué es estrictamente correcto Oleg Artamonov", diré que los mensajes generales de su segundo y, especialmente, el primer artículo son verdaderos y, lamentablemente, extremadamente tópicos. Bueno, en cuanto a los detalles prácticos, espero que esta nota haya demostrado que no todos y no siempre son tan simples.

(Pero el vendedor-adversario, en lugar de GOST IEC 60950-1, es mucho más agradable enseñar para GOST IEC 62850 "Requisitos generales para equipos destinados a niños en instituciones educativas". Bueno, esto es IMHO).

Se promete que el P.P.S. IEC 60950-1 se cancelará pronto (en 2019), reemplazándolo por un nuevo IEC 62368-1 expandido, que solía ser solo por sonido, y ahora será por TI, incluido . Y allí, miras, y GOST se pondrá al día.