Nachdem ein junger, wachsender, forschender, wachsender Ingenieur die Notiz über das hypothetische „unparteiische Morgen“ gelesen hat, sollte er sich mit aufrichtigem Zorn entzünden und den Lötkolben mit einer Hand an die Brust drücken und die andere auf eine Sammelbibel legen, die aus einem Stapel abgenutzter Halbleiter-Nachschlagewerke besteht Produkte, aufrichtig, warm, tränenreich, schwören feierlich alles, immer und überall, um das einzig und einzig Richtige zu tun! Aber wie ist es richtig? Der folgende Hinweis zu den "Grundlagen der elektrischen Sicherheit" , der für solche jungen Köpfe gedacht ist, wenn er nicht führt, so sicher erklärt, erfordert selbst Klärung, Klärung und sogar ... einige Änderungen.

Diese Notiz gibt nicht vor, eine Richtschnur zu sein, sondern wird sehr sorgfältig angefordert, nur ein wenig (damit das revolutionäre Feuer eines gestörten Geistes nicht von Widersprüchen mit der trockenen, harten Realität enttäuscht wird), um die Tür zur Speisekammer traditioneller professioneller Standardeinstellungen zu öffnen.

Volt Volt Streit

Elektrischer Strom ist qualitativ unterschiedlich; unterscheiden mindestens: Gleich-, Wechsel- und Impulsströme. Quantitativ ist der Strom mindestens durch die in Ampere gemessene Kraft und durch die in Volt gemessene Spannung gekennzeichnet. Wenn Sie auf einen Ausdruck wie "mehrere Volt" stoßen, ist es immer notwendig zu verhandeln (verhandeln), welche Volt genau? Das heißt, was genau Wert (Spitze, Handeln, ein anderer) ist gemeint, da er nicht immer klar oder explizit aus dem Kontext gelesen wird. Einige aktuelle Traditionen in diesem Bereich sind unten angegeben.

VAC, Vac, Va.c. - Dies ist der Istwert (für ein reines Sinussignal entspricht der Effektivwert) [Spannung] eines Wechselstroms der Industriefrequenz (50 oder 60 Hz).

VDC, Vdc, Vd.c. - so bedeutet (normalerweise durchschnittlich, ohne Überspannungen) den Wert des konstanten (gleichgerichteten) Stroms [Spannung].

V ~, Vrms - Dies ist der mittlere quadratische Wert [Spannung] des Wechselstroms einer beliebigen Frequenz.

Vpeak, Vp, Vp-o - Dies ist der Amplitudenwert (Spitzenwert) von [Spannung] jeglicher Art (konstant, variabel, Impuls), der aus einem beliebigen Durchschnittswert (für Wechselstromfälle in der Regel Null) entnommen wird (Wert).

Vp-p - Dies ist die Amplitude der Spitze-Spitze-Amplitude (Spannung) (in der Regel auch einem Durchschnittswert entnommen).

V =, Vavg, Vo - bezeichnen also (in der Regel gemittelt, geglättet) den Wert [Spannung] des Gleichstroms.

Ein solcher „kontextunabhängiger“ Ausdruck von Werten ermöglicht es Mengen (Merkmalen), direkt vor Ort für sich selbst zu sprechen, ohne ihnen den Fokus der Aufmerksamkeit des Lesers zu nehmen. Aus diesem Grund sehen typische Ausdrücke (Eigenschaften, Bedingungen) wie beispielsweise U = 230 VAC, Umin = 20 Veff bei 300 kHz, Umax = 46 Vp zunächst kompakt aus („sofort an Ort und Stelle“) und in zweitens offenbaren sie ihre eigene Essenz breiter ("für sich selbst").

Leider bietet der russischsprachige Ansatz keine solche Kürze und Klarheit, selbst die Grundkonzepte von "Wechselstrom" und "Gleichstrom" summieren sich in derselben Abkürzung "p. t. “, und selbst die in GOST IEC 60950-1 vorhandenen Ausdrücke der Form„ 71 V Spitzenwert “und„ 63 kV Effektivwert “können nicht mit den entsprechenden„ 71 V Spitzenwerten “und„ 63 “verglichen werden kV rms "im englischen Original. Um weniger verwirrt zu sein, wird daher genau die „englische Version“ der Semantisierung der Werte von Maßeinheiten verwendet.

IEC 60950-1

Die Veröffentlichung IEC 60950-1 bezieht sich auf die [historisch trägen noch] sogenannten „horizontalen“ Sicherheitsnormen, die (per Definition) keine Anforderungen für einen bestimmten Gerätetyp (Typ) festlegen. Solche Anforderungen werden in der Regel entweder durch die vertikale Norm (besondere Anforderungen) festgelegt, die für einen solchen Gerätetyp (Typ) verantwortlich ist, oder durch technische Spezifikationen (Spezifikationen), wenn es für diesen Gerätetyp (Typ) keinen staatlichen (oder internationalen) Standard gibt.

Beispielsweise legt IEEE 802.3 die Anforderung fest, dass der Ethernet-Port eine Grundisolierung auf einem Niveau von 1,5 kV AC (Spannungsfestigkeit 1500 VAC) gemäß IEC 60950-1 erfordert, wodurch der erforderliche („vertikale“ Eingang) Betrieb bestimmt wird das Merkmal, dass die referenzierten ("aufgerufenen") horizontalen Standard- "Dereferenzen" (enthüllen, ergänzen, verfeinern) mit ausreichenden ("horizontalen", ausgegebenen) Konstruktionsmerkmalen (Anforderungen) wie Luftspalt und Kriechstrecke.

IEC 60950-1 basiert auf dem Modell „Single Failure“. Dies bedeutet, dass jeder Fehler (in einem Teil des Produkts) das gesamte Produkt außer Betrieb setzt. Mit anderen Worten, alles ist gut im Produkt *, solange alles in allem gut ist (es gibt keine einzige Ablehnung) und im Produkt (aufmerksamer) ist alles (!) Nicht gut **, wenn zumindest etwas darin ist nicht gut. Ja, IEC 60950-1 berücksichtigt keine fehlertoleranten Systeme (und impliziert dies in keiner Weise).

Unter den obigen Fußnoten können Sie folgenden Kommentar abgeben: Die betreffende Norm soll die Sicherheit einer Person gewährleisten, die sich nur mit dem Produkt befasst und sich in einem Zustand befindet, in dem "alles in Ordnung" ist (*); Die Sicherheit bei der Arbeit mit einem Produkt, das sich bereits im umgekehrten Zustand (**) oder noch im direkten Übergangszustand (Verschlechterung während eines Ausfalls) befindet, ist nicht im Geltungsbereich (Vorschrift) der Norm enthalten.

In Bezug auf die Sicherheit der elektrischen Isolierung ermöglicht die IEC 60950-1 zusammen mit der Bestimmung der Konstruktionsmerkmale gemäß vollständig festgelegten externen Anforderungen (Anhang G) (bei unvollständigen externen Anforderungen) die Bestimmung dieser Eigenschaften durch eine Analysemethode auf der Grundlage der Berechnung (oder Messung an einem Prototyp) der entsprechenden Spitzenarbeit betont. Es sei jedoch daran erinnert, dass eine solche Analyse auch von der Annahme ausgeht, dass "alles in Ordnung ist".

Zum Beispiel die Tatsache, dass in einem PC, an den beispielsweise ein USB-zu-RS485-Wandler angeschlossen ist, ein Netzteil (Knoten) an die Primärkreise angeschlossen ist [Stromversorgung mit einer gefährlichen Wechselspannung], was bei der Analyse der Betriebsspannungen nicht einmal angezeigt wird (durchaus möglich) ) die Notwendigkeit einer galvanischen Trennung zwischen diesen Schnittstellen, da im Zustand "Alles ist gut" die entsprechenden Sekundärkreise entweder tatsächlich oder gleichwertig zur "Masse" (Schutzerde) gezogen werden. Eine solche Isolation kann hier nur eine externe Anforderung sein.

In Bezug auf die erwähnte Analysemethode ist auch hinzuzufügen, dass das mögliche Ergebnis (unter anderem) durch die Eigenschaften eines bestimmten Designs (Schaltplan, Spurzeichnung) des Produkts beeinflusst wird (daher das Vorhandensein mindestens eines Prototyps, an dem Messungen durchgeführt werden können). Für eine umfassende Einarbeitung in den gesamten Prozess ist es besser, direkt auf den Text der Norm selbst zu verweisen. Also, was zu lesen?

Das englischsprachige Original IEC 60950-1 (und seine Repliken in derselben Sprache wie UL 60950-1, EN 60950-1) sind bereits zunächst etwas leichtfertig (nicht immer und nicht überall technisch korrekt, eindeutig interpretiert, erschöpfend definiert) und unangenehm überraschend dargestellt die Anzahl der Querverweise in sich. Im Allgemeinen ist dies alles andere als einfach zu lesen und alles andere als billig (das Original wird von der IEC zu einem Preis von etwa tausend Euro pro Dokument verkauft). Andererseits ist das Original das Original.

Die russischsprachige Übersetzung GOST IEC 60950-1 wurde entwickelt, um eine „identische Übersetzung“ (IDT) des Originals zu erhalten, mit der sie im Durchschnitt fertig wird, die jedoch aufgrund von Fehlern unterschiedlicher Unhöflichkeit in der Übersetzung nicht die gesamte Vollständigkeit des Quelltextes überträgt. Regulatorisch dem Original untergeordnet und gleichzeitig dem Original in der Qualität empfindlich unterlegen. In jedem Fall wird empfohlen, sich zum ersten Mal mit dem Thema vertraut zu machen.

Im Vergleich zu der russischsprachigen Übersetzung, die im „Ponomaric“ -Stil verfasst wurde, ist das Original gerade für die visuelle Wahrnehmung viel praktischer, ganz zu schweigen vom „pingeligen Surfen“ des Textes. (Es ist so vorgekommen, dass heute Englisch der Wissenschaft und Technologie ausgeliefert ist, daher ist jeder Ingenieur jetzt verpflichtet, es auf der Ebene des Lesens technischer Literatur zu kennen.) Das Original wird einfach von jedem empfohlen, der ein professionelles (oder anderes technisches) Interesse an dem diskutierten Thema hat.


(Siehe das "Zitat" von GOST hier. )

"Common Stress" und "Isolationsstufe"

Bei der Entwicklung eines Elektrogeräts befasst sich der Konstrukteur in der Regel mit zwei Kategorien elektrischer Einflüsse, die (Auswirkungen) für ein solches Gerät charakteristisch sind (sein können). Diese beiden Kategorien werden im Folgenden bedingt als "gemeinsame Spannung" bzw. "Isolationsgrad" bezeichnet und sind wie folgt definiert.

"Gemeinsame Spannung" - bedeutet, dass das entsprechende Signal in der Regel unbegrenzt lange an einem mit Strom versorgten (eingeschalteten, normalerweise funktionierenden) Gerät anliegt. (Bei einem Stromversorgungssignal wird das Gerät über dasselbe Signal mit Strom versorgt.)

„Isolationspegel“ - wird durch die Prüfspannung (normalerweise um ein Vielfaches höher als die „Nennspannung“) und die Einwirkzeit der [Prüfspannung an das Gerät] (normalerweise mehrere zehn Sekunden, typischer Wert ist eine Minute) sowie die Prüfspannung charakterisiert Wird nur im stromlosen Zustand (!) auf das Gerät angewendet.

Für Kombinationen verschiedener Stromkreise des Geräts kann nur "Nennspannung", nur "Isolationspegel", "Nennspannung" plus "Isolationspegel", weder der eine noch der andere, eingestellt werden [entsprechend den relevanten Anforderungen]. Die Werte selbst [festgelegt durch die relevanten Anforderungen] von „gemeinsamen Spannungen“ und „Isolationsniveaus“ können sowohl quantitativ als auch qualitativ variieren.

Zum Beispiel für ein [hypothetisches] "Laptop" -Netzteil mit fünf Stromkreisen - zwei primäre Eingangsleistung (L, N), zwei sekundäre Ausgangsleistung (VCC, GND), eine Schutzerde (PE) - an den Anschlüssen und im Gehäuse von Isoliermaterial können die relevanten Eigenschaften wie folgt eingestellt werden:

(a) "gemeinsame Spannung" zwischen den Schaltkreisen L und N - (100 ... 240) VAC; zwischen VCC- und GND-Schaltkreisen - (4,5 ... 5,0) VDC; zwischen anderen Kettenkombinationen - nicht installiert;

(b) "Isolationspegel" zwischen dem PE-Stromkreis und den L, N-Stromkreisen, die kurzgeschlossen sind - 1,5 kVAC bei 60 s; zwischen PE-Stromkreis und VCC sind GND-Stromkreise kurzgeschlossen - 0,5 kVAC bei 60 s; zwischen den kurzgeschlossenen Stromkreisen L, N und den kurzgeschlossenen VCC, GND-Stromkreisen - 4 kVAC bei 60 s; zwischen anderen Stromkreiskombinationen - nicht installiert.

Oft werden gleichzeitig auch auf die "Isolationsstufe" (jedoch gleichermaßen sowie auf die "gemeinsame Spannung") Anforderungen hinsichtlich der Auswirkungen verschiedener Stromarten gestellt. Zum Bedarf von 5 VAC für Wechselstrom können beispielsweise die Anforderungen von 8 VDC und 8 Vpeak für Gleich- und Impulsströme hinzugefügt werden, und Geräte, die solchen Einflüssen standhalten, werden mit den entsprechenden „Sternen“ (Symbol C-2 gemäß GOST 23217) als gekennzeichnet [die ersten drei] auf dem KDPV.

Basierend auf den vom Gerät geforderten Merkmalen, einschließlich „gemeinsamer Spannungen“ und „Isolationsniveaus“, bestimmt der Konstrukteur dann (berechnet nach der anerkannten Methodik, wird während der Tests experimentell ausgewählt und im praktischen Gebrauch spezifiziert) abhängige Konstruktionsmerkmale wie Luftspalte ( [Luft] Abstand) und die Kriechstrecke), deren Reihenfolge in der IEC 60950-1, IEC 60065, IEC 62368-1, GOST R 53429 und anderen bereits erwähnten Normen sowie (vom Entwickler) enthalten ist ) wählen Sie e Elementbasis. Lassen Sie uns näher auf Letzteres eingehen.

Wenn wir uns einig sind, dass selbst für die Produktion in kleinem Maßstab die Liste der gebrauchten (gekauften, maßgeschneiderten) Funkprodukte, berechnet auf der Grundlage des erwarteten Produktionsvolumens, keine Nomenklaturartikel enthalten sollte, deren Menge des entsprechenden Produkts weniger als Zehntausende von Teilen beträgt, kann [wahrscheinlich die überwiegende Mehrheit der Unternehmen in der Russischen Föderation als solche angesehen werden [nur] episodische Produktion.

In einer solchen Situation verfügt der Entwickler in der Regel nicht über die [wirtschaftlich gerechtfertigte] Fähigkeit, „das zu bekommen, was benötigt wird“, und verwendet auf dem Markt verfügbare Komponenten, dh verwendet nur „das [Fertig], das heißt“, wodurch der Verlust in kompensiert wird der Fall von Geräteeigenschaften, die niedriger sind als diejenigen, die in den technischen Bedingungen für die Verwendung gekaufter Produkte festgelegt sind, und Risiken bei Geräteeigenschaften eingehen, die über die technischen Bedingungen für die Verwendung gekaufter Produkte hinausgehen.

Unter den drei - optischen, kapazitiven, induktionsbedingten - gängigen Methoden zur galvanischen Isolierung elektrischer Signale können nur bei letzteren die dafür erforderlichen Komponenten - Wicklungsprodukte (Transformatoren) - mit der nicht seriellen Einhandmethode für Hochspannungskondensatoren [mit akzeptabler, zufriedenstellender Qualität] hergestellt werden und Halbleiteroptik ist es nicht mehr möglich, auf Linien der Massenproduktionstechnologie zu verzichten.

Leiterplattenausschnitte

Das Erhöhen der Kriechstrecke zwischen den leitenden Teilen der Leiterplattenzeichnung durch Ausschneiden des Materials zwischen ihnen ist eine ziemlich übliche Praxis, die - in vielen (aber natürlich nicht allen) Fällen - bei näherer Betrachtung ein Ergebnis ergibt, das menschlicher als technisch ermutigender ist Jede Garantie.

Dies liegt an der Tatsache, dass die Leiterplatte in der Regel elektrisch „voll“, „wertvoll“, „funktionsfähig“ usw. ist, nicht für sich allein, sondern nur für die installierten Elektro- und Funkprodukte (elektronische Komponenten), also die elektrischen Eigenschaften, einschließlich Luftspalte und Kriechstrecken müssen volumenmäßig und insgesamt berücksichtigt (analysiert, getestet) werden.

Einige dieser Fälle sind unten dargestellt.


Fall (1), selbst unter nominellen (normalen, anfänglichen, ohne Berücksichtigung von Zeit- und Betriebseffekten) Bedingungen ergibt der Ausschnitt in der Platine entweder fast oder gar nichts.


Fall (2), wenn sowohl nominell als auch zeitlich und unter Betriebsbedingungen, kann der Ausschnitt selbst (ohne Berücksichtigung der "umgebenden" Verdrahtungselemente) die Eigenschaften des Produkts nicht nur nicht verbessern, sondern auch verschlechtern.


Fall (3) zeigt unter anderem erneut die Bedeutung des Ausschnitts nicht an sich, sondern in Kombination mit anderen Strukturelementen wie Schutzbeschichtungen (Füllstoffe) und Hilfsteilen (Barrieren).

Es ist anzumerken, dass Ausschnitte in der Leiterplatte auch für andere Zwecke hergestellt werden, die nichts mit der elektrischen Sicherheit des Produkts zu tun haben. Beispielsweise können Ausschnitte mechanische Spannungen abbauen, die beim Montieren der Leiterplatte im allgemeinen Design des Produkts auftreten. Andererseits kann der Zweck der Ausschnitte in jeder Perspektive weniger offensichtlich bleiben, außer auf lange Sicht, wenn beispielsweise während des Testens und (oder) des Langzeitbetriebs klar wird, dass der Isolator (Basis) der Leiterplatte selbst aufgrund von Feuchtigkeit und [täglich, saisonal zerstört wird , andere periodische] Wärmezyklen (Heizen-Kühlen).


Fall (4), wenn zwei Elektroden mit einem hohen elektrischen Potential dazwischen liegen, aber keine Gewissheit (berechnet, experimentell, betriebsbereit) besteht, dass die Leiterplatte den angegebenen Zeitraum ohne Unterbrechung bedient, Nr.

Anstelle einer Schlussfolgerung

P. S. Um keine gesonderte Anmerkung zum Thema „Was ist Oleg Artamonov genau richtig“ zu schreiben, möchte ich sagen, dass die allgemeinen Botschaften seines zweiten und insbesondere des ersten Artikels wahr und leider äußerst aktuell sind. Nun, was die praktischen Besonderheiten betrifft, hoffe ich, dass diese Notiz gezeigt hat, dass nicht alle und nicht immer so einfach sind.

(Aber der Verkäufer-Gegner, anstatt für GOST IEC 60950-1, ist es viel schöner, für GOST IEC 62850 zu unterrichten: „Allgemeine Anforderungen an Geräte, die für Kinder in Bildungseinrichtungen bestimmt sind.“ Nun, das ist IMHO.)

Es wird versprochen, dass P.P.S. IEC 60950-1 bald (2019) gestrichen wird und durch eine neue, erweiterte IEC 62368-1 ersetzt wird, die früher nur für Sound gedacht war und jetzt auch für die IT, einschließlich . Und da siehst du, und GOST wird aufholen.