Après avoir lu la note sur l'hypothétique «impartial demain» , un jeune esprit d'ingénierie grandissant, curieux et croissant devrait être enflammé de colère juste et, après avoir pressé [avec de l'énergie et refroidi] du fer à souder d'une main contre sa poitrine et mettre la seconde sur la bible collective, formée par une pile de livres de référence sur les semi-conducteurs usés produits, sincèrement, chaleureusement, en larmes jurent solennellement tout, toujours, partout pour faire la seule et unique bonne chose! Mais comment est-ce bien? Le prochain article sur les «bases de la sécurité électrique» , conçu pour être destiné à de si jeunes esprits, sinon à guider, donc à clarifier, nécessite lui-même des clarifications, des clarifications et même ... quelques amendements.

Cette note ne prétend pas être un guide, mais est appelée très soigneusement, juste un peu (pour que le feu révolutionnaire d'un esprit perturbé ne soit pas déçu par les contradictions avec une réalité sèche et dure) pour ouvrir la porte au garde-manger des défauts professionnels traditionnels.

Volt volt conflit

Le courant électrique est différent qualitativement; distinguer au moins: courants continus, alternatifs et pulsés. Quantitativement, le courant est caractérisé, au minimum, par la force mesurée en ampères et par la tension mesurée en volts. Lorsque vous rencontrez une expression telle que "plusieurs volts", il est toujours nécessaire de négocier (négocier) quels volts exactement? C'est-à-dire quel type de valeur (crête, efficace, une autre) signifie, car il n'est pas toujours lu clairement ou explicitement dans le contexte. Quelques traditions actuelles dans ce domaine sont données ci-dessous.

VAC, Vac, Va.c. - il s'agit de la valeur réelle (pour un signal sinusoïdal pur équivaut à la valeur efficace) [tension] d'un courant alternatif de fréquence industrielle (50 ou 60 Hz).

VDC, Vdc, Vd.c. - donc moyenne (généralement moyenne, sans surtensions) la valeur du courant [de tension] constant (redressé).

V ~, Vrms - c'est la valeur carrée moyenne [tension] du courant alternatif de n'importe quelle fréquence.

Vpeak, Vp, Vp-o - c'est la valeur d'amplitude (crête) de [tension] de toute nature (constante, variable, impulsion), prise (valeur) de toute valeur moyenne (pour les cas de courant alternatif, en règle générale, zéro).

Vp-p - c'est l'amplitude d'amplitude (tension) crête à crête (également, en règle générale, prise à partir d'une valeur moyenne).

V =, Vavg, Vo - ainsi dénote (en règle générale, moyenne, lissée) la valeur [tension] du courant continu (redressé).

Une telle expression de valeurs «indépendante du contexte» permet aux quantités (caractéristiques) de s'exprimer directement sur place, sans pour autant détourner l'attention du lecteur. Pour cette raison, les expressions typiques (caractéristiques, conditions), telles que, par exemple, U = 230 Vac, Umin = 20 Vrms @ 300 kHz, Umax = 46 Vp, tout d'abord, semblent compactes («immédiatement en place») et, dans deuxièmement, ils révèlent plus largement leur propre essence («pour eux-mêmes»).

Malheureusement, l'approche en langue russe n'offre pas une telle brièveté et clarté, même les concepts de base de "courant alternatif" et de "courant continu" s'additionnent dans la même abréviation "p. t. », et même les expressions de la forme« valeur de crête de 71 V »et« valeur efficace de 63 kV »présentes dans la norme GOST CEI 60950-1 ne peuvent pas être comparées avec les« crête de 71 V »et« 63 correspondantes ». kV rms "dans l'original anglais. Par conséquent, pour être moins confus, c'est précisément la «version anglaise» de la sémantisation des unités de mesure qui est utilisée.

IEC 60950-1

La publication CEI 60950-1 fait référence aux [normes historiquement inertielles encore] dites normes de sécurité "horizontales", qui (par définition) n'établissent pas d'exigences pour un type (type) d'équipement spécifique. De telles exigences, en règle générale, sont établies soit par la norme verticale (exigences particulières) responsable d'un tel type (type) d'équipement, soit par des spécifications techniques (spécifications) s'il n'y a pas de norme nationale (ou internationale) pour ce type (type) d'équipement.

Par exemple, IEEE 802.3 établit l'exigence que le port Ethernet nécessite une isolation de base à un niveau de 1,5 kV AC (tension de tenue 1500 VAC) selon CEI 60950-1, déterminant ainsi le fonctionnement nécessaire («vertical», entrée) opérationnel la caractéristique selon laquelle la norme horizontale référencée («appelée») «déréférence» (révèle, complète, affine) avec des caractéristiques de conception (exigences) suffisantes («horizontale», sortie), telles que l'entrefer et la ligne de fuite.

La CEI 60950-1 est basée sur le modèle de «défaillance unique», ce qui signifie que toute défaillance (dans n'importe quelle partie du produit) rend l'ensemble du produit inopérant. En d'autres termes, tout est bon dans le produit *, tant que tout est bon dans tout (il n'y a pas un seul refus), et dans le produit (plus attentivement) tout (!) N'est pas bon **, s'il y a au moins quelque chose dedans pas bon. Oui, la CEI 60950-1 ne prend pas en compte (et n'implique en aucune façon) les systèmes tolérants aux pannes.

Sous les notes de bas de page ci-dessus, vous pouvez faire le commentaire suivant: la norme en question est destinée à assurer la sécurité d'une personne qui ne traite qu'avec le produit dans un état "tout va bien" (*); la sécurité lors du travail avec un produit qui est déjà à l'état inverse (**), ou encore à l'état de transition directe (dégradation en cas de défaillance), n'est pas incluse dans le domaine d'application (réglementation) de la norme.

En ce qui concerne la sécurité de l'isolation électrique, ainsi que la détermination des caractéristiques de conception selon des exigences externes exhaustivement établies (Annexe G), la CEI 60950-1 permet (dans le cas d'exigences externes incomplètes) la détermination de ces caractéristiques par une méthode analytique basée sur le calcul (ou la mesure sur un prototype) du pic de fonctionnement correspondant souligne. Cependant, il convient de rappeler qu'une telle analyse procède également de l'hypothèse que «tout va bien».

Par exemple, le fait que dans un PC auquel, disons, un convertisseur USB vers RS485 est connecté, il y a une unité d'alimentation (nœud) connectée aux circuits primaires [alimentation avec une tension alternative dangereuse], lors de l'analyse des tensions de fonctionnement, cela n'indiquera même pas (tout à fait possible ) la nécessité d'une isolation galvanique entre ces interfaces, car dans l'état "tout va bien", les circuits secondaires correspondants sont considérés comme étant réellement ou de manière équivalente attirés vers la "masse" (masse de protection). Un tel isolement ne peut être ici qu'une exigence externe.

En ce qui concerne la méthode analytique mentionnée, il convient également d'ajouter que le résultat possible (entre autres) est influencé par les caractéristiques d'une conception particulière (schéma de circuit, dessin de trace) du produit (d'où la présence d'au moins un prototype sur lequel des mesures peuvent être effectuées). Pour une familiarisation complète avec l'ensemble du processus, il est préférable de se référer directement au texte de la norme elle-même. Alors quoi lire?

L'original en anglais IEC 60950-1 (et ses répliques dans la même langue, comme UL 60950-1, EN 60950-1) sont déjà initialement présentés de manière un peu frivole (pas toujours et pas partout techniquement précis, interprété sans ambiguïté, défini de manière exhaustive) et désagréablement surprenant le nombre de références croisées en lui-même. En général, c'est loin d'être facile à lire et loin d'être bon marché (l'original est vendu par la CEI au prix d'environ mille euros par document). D'un autre côté, l'original est l'original.

La traduction en langue russe GOST IEC 60950-1 a été développée dans le but d'obtenir une «traduction identique» (IDT) de l'original, qu'elle gère en moyenne, mais ne transmet pas l'intégralité du texte source en raison de la présence d'erreurs de degrés de grossièreté variables dans la traduction. Réglementation subordonnée à l'original et, en même temps, sensiblement inférieure à la qualité d'origine. Dans tous les cas, il est recommandé de vous familiariser avec le sujet pour la première fois.

Par rapport à la traduction en russe, composée dans le style «Ponomaric», l'original est beaucoup plus pratique précisément pour la perception visuelle, sans parler de la «navigation pointilleuse» du texte lui-même. (Il se trouve qu'aujourd'hui c'est l'anglais qui a été laissé à la merci de la science et de la technologie, donc chaque ingénieur est maintenant obligé de le connaître au niveau de la lecture de la littérature technique.) L'original est simplement fortement recommandé pour l'étude par toute personne ayant un intérêt professionnel (ou autre ingénierie) dans le sujet en discussion.


(Voir la "Citation" de GOST ici. )

«Stress commun» et «niveau d'isolement»

Lors du développement d'un appareil électrique, le concepteur traite généralement deux catégories d'impacts électriques qui (les effets) seront (peuvent) être caractéristiques d'un tel appareil. Ces deux catégories, ci-après dénommées conditionnellement respectivement «contrainte commune» et «niveau d'isolation», sont définies comme suit.

«Tension commune» - implique que le signal qui lui correspond est présent sur un appareil alimenté (allumé, fonctionnant normalement) pendant, en règle générale, une durée illimitée. (Dans le cas d'un signal d'alimentation, l'appareil est alimenté par le même signal.)

Le «niveau d'isolation» - est caractérisé par la tension d'essai (généralement plusieurs fois supérieure à la «tension nominale») et le temps d'exposition de la [tension d'essai à l'appareil] (généralement des dizaines de secondes, la valeur typique est d'une minute), ainsi que la tension d'essai appliqué à l'appareil uniquement dans un état hors tension (!).

Pour les combinaisons de divers circuits électriques de l'appareil, seules «la tension nominale», uniquement le «niveau d'isolement», la «tension nominale» plus le «niveau d'isolation», ni l'un ni l'autre, peuvent être réglés [selon les exigences pertinentes]. Les valeurs elles-mêmes [établies par les exigences pertinentes] des «contraintes communes» et des «niveaux d'isolation» peuvent varier à la fois quantitativement et qualitativement.

Par exemple, pour une unité d'alimentation [hypothétique] "portable" qui a cinq circuits électriques - deux alimentation d'entrée principale (L, N), deux alimentation de sortie secondaire (VCC, GND), une terre de protection (PE) - sur les ports et dans le châssis du matériau isolant, les caractéristiques pertinentes peuvent être définies comme suit:

a) «tension commune» entre les circuits L et N - (100 ... 240) VCA; entre les circuits VCC et GND - (4,5 ... 5,0) VDC; entre toute autre combinaison de chaînes - non installée;

(b) «niveau d'isolement» entre le circuit PE et les circuits L, N court-circuités ensemble - 1,5 kVAC @ 60 s; entre le circuit PE et le VCC, les circuits GND sont court-circuités ensemble - 0,5 kVAC @ 60 s; entre les circuits L, N court-circuités ensemble et les circuits VCC, GND court-circuités ensemble - 4 kVAC @ 60 s; entre toute autre combinaison de circuits - non installé.

De plus, il n'est pas rare que le «niveau d'isolement» (dans la même mesure que pour la «tension commune») soit réalisé simultanément en ce qui concerne les effets de différents types de courant. Par exemple, à l'exigence de 5 VAC pour le courant alternatif, les exigences de 8 VDC et 8 Vpeak pour les courants directs et impulsionnels peuvent être ajoutées, respectivement, et les appareils qui résistent à de telles influences sont attribués (marqués) avec les «étoiles» correspondantes (symbole C-2 selon GOST 23217), comme [trois premiers] sur le KDPV.

Sur la base de l'ensemble des caractéristiques requises de l'appareil, y compris les «contraintes communes» et les «niveaux d'isolation», le concepteur détermine ensuite (calculé selon la méthodologie acceptée, est sélectionné expérimentalement pendant les tests et spécifié dans l'utilisation pratique) les caractéristiques de conception dépendantes, telles que les entrefers ( [air]) et la ligne de fuite), dont l'ordre peut être trouvé dans les normes CEI 60950-1, CEI 60065, CEI 62368-1, GOST R 53429 et d'autres normes déjà mentionnées, ainsi que (par le développeur ) sélectionnez e base de l'élément. Arrêtons-nous plus en détail sur ce dernier.

Si nous convenons que même pour la production à petite échelle, la liste des produits radio utilisés (achetés, fabriqués sur mesure) calculée sur la production attendue ne doit pas contenir d'éléments de nomenclature avec la quantité du produit correspondant inférieure à des dizaines de milliers de pièces, alors [probablement, la grande majorité des entreprises de la Fédération de Russie peut être considérée comme ayant [seulement] production épisodique.

Dans une telle situation, en règle générale, le développeur n'a pas la capacité [économiquement justifiée] "d'obtenir ce qui est nécessaire" et utilise les composants disponibles sur le marché, c'est-à-dire n'utilise que "ce [fini] qui est", compensant ainsi indépendamment la perte de le cas de caractéristiques d'appareil inférieures à celles prévues dans les conditions techniques d'utilisation des produits achetés, et prend des risques dans le cas de caractéristiques d'appareil allant au-delà des conditions techniques d'utilisation des produits achetés.

Parmi les trois - optique, capacitif, induction - méthodes populaires d'isolement galvanique des signaux électriques, seulement dans le cas de ces derniers, les composants requis pour cela - produits de bobinage (transformateurs) - peuvent être fabriqués [avec une qualité acceptable et satisfaisante] par la méthode à une main, non série, pour les condensateurs haute tension et l'optique semi-conductrice, il n'est plus possible de se passer de lignes technologiques de production en série.

Découpes PCB

Augmenter la ligne de fuite entre les parties conductrices du dessin de la carte de circuit imprimé en découpant le matériau entre elles est une pratique assez courante, qui - dans de nombreux cas (mais, bien sûr, pas tous) - à y regarder de plus près, donne un résultat plus encourageant humainement que techniquement Toute garantie.

Cela est dû au fait que la carte de circuit imprimé, en règle générale, est électriquement «pleine», «précieuse», «fonctionnelle», etc., pas seule, mais uniquement avec les produits électriques et radio installés (composants électroniques), de sorte que les caractéristiques électriques, y compris les entrefers et les lignes de fuite doivent être pris en compte (analysés, testés) en volume et en agrégat.

Certains de ces cas sont illustrés ci-dessous.


Cas (1), même dans des conditions nominales (normales, initiales, sans tenir compte du temps et des effets de fonctionnement), la découpe de la carte donne presque ou rien du tout.


Cas (2), lorsque tant nominalement que dans le temps et les conditions de fonctionnement, la découpe elle-même (sans tenir compte des éléments de câblage "environnants") peut non seulement ne pas s'améliorer, mais aussi aggraver les caractéristiques du produit.


Cas (3), entre autres, montrant une fois de plus l'importance de la découpe non pas en soi, mais en conjonction avec d'autres éléments structurels, tels que les revêtements de protection (charges) et les pièces auxiliaires (barrières).

Il convient de noter que les découpes dans la carte de circuit imprimé sont également faites à d'autres fins qui n'ont rien à voir avec la sécurité électrique du produit, par exemple, les découpes peuvent soulager les contraintes mécaniques qui se produisent lors du montage de la carte de circuit imprimé dans la conception générale du produit. D'un autre côté, le but des découpes peut rester moins évident dans toutes les perspectives, sauf pour le long terme, par exemple, si pendant les tests et (ou) le fonctionnement à long terme, il devient clair que l'isolant (base) de la carte de circuit imprimé elle-même est détruit en raison de l'humidité et [quotidienne, saisonnière , autres cycles thermiques périodiques (chauffage-refroidissement).


Cas (4), lorsqu'il y a deux électrodes avec un potentiel électrique élevé entre elles, mais il n'y a aucune certitude (calculée, expérimentale, opérationnelle) que la carte de circuit imprimé servira la période spécifiée sans coupure, non.

Au lieu d'une conclusion

P. S. Afin de ne pas rédiger une note séparée sur le sujet «Qu'est-ce qu'Oleg Artamonov strictement correct», je dirai que les messages généraux de son deuxième et, surtout, du premier article sont vrais et, malheureusement, extrêmement d'actualité. Eh bien, en ce qui concerne les détails pratiques, j'espère que cette note a montré que pas tout et pas toujours aussi simple.

(Mais l'adversaire vendeur, plutôt que pour GOST IEC 60950-1, il est beaucoup plus agréable d'enseigner pour GOST IEC 62850 «Exigences générales pour les équipements destinés aux enfants dans les établissements d'enseignement». Eh bien, c'est IMHO.)

La CEP 60950-1 de P.P.S. devrait être annulée prochainement (en 2019), en la remplaçant par une nouvelle norme CEI 62368-1 élargie, qui était auparavant réservée au son, et qui le sera désormais pour l'informatique, y compris . Et là, vous regardez, et GOST se rattrapera.