Setelah membaca catatan tentang "besok yang tidak memihak" hipotetis, seorang anak muda yang tumbuh, bertanya, dan berpikir teknik harus diradang oleh kemarahan yang saleh dan, setelah menekan [dengan de-energized dan didinginkan] menyolder besi dengan satu tangan ke dadanya dan meletakkan yang lain pada sebuah buku kolektif yang dibentuk oleh setumpuk buku referensi semikonduktor yang aus. produk, dengan tulus, hangat, dengan air mata sungguh-sungguh bersumpah segalanya, selalu, di mana-mana untuk melakukan satu-satunya hal yang benar! Tapi bagaimana itu benar? Catatan berikut tentang "dasar-dasar keselamatan listrik" , yang dirancang untuk pikiran muda seperti itu, jika tidak membimbing, jadi jelas menjelaskan, itu sendiri membutuhkan klarifikasi, klarifikasi dan bahkan ... beberapa amandemen.

Catatan ini tidak berpura-pura menjadi pedoman, tetapi dipanggil dengan sangat hati-hati, hanya sedikit (agar api revolusioner pikiran yang terganggu tidak kecewa dengan kontradiksi dengan kenyataan yang kering dan keras) untuk membuka pintu ke pantry standar profesional tradisional.

Volt volt perselisihan

Arus listrik berbeda secara kualitatif; membedakan setidaknya: arus searah, bolak-balik, dan berdenyut. Secara kuantitatif, arus ditandai, paling tidak, oleh gaya yang diukur dalam ampere dan oleh tegangan yang diukur dalam volt. Ketika menemukan ekspresi seperti "beberapa volt", selalu diperlukan untuk bernegosiasi (bernegosiasi) yang volts tepatnya? Artinya, apa sebenarnya nilai (puncak, akting, beberapa lainnya) dimaksudkan, karena tidak selalu secara jelas atau eksplisit dibaca dari konteksnya. Beberapa tradisi saat ini di daerah ini diberikan di bawah ini.

VAC, Vac, Va.c. - ini adalah nilai aktual (untuk sinyal sinusoidal murni setara dengan nilai rms) [tegangan] dari arus bolak-balik frekuensi industri (50 atau 60 Hz).

VDC, Vdc, Vd.c. - sangat berarti (biasanya rata-rata, tanpa lonjakan) nilai arus [tegangan] konstan (diperbaiki).

V ~, Vrms - ini adalah nilai kuadrat rata-rata [tegangan] dari arus bolak-balik frekuensi apa pun.

Vpeak, Vp, Vp-o - ini adalah nilai amplitudo (puncak) dari [tegangan] dalam bentuk apa pun (konstan, variabel, impuls), diambil (nilai) dari nilai rata-rata apa pun (untuk kasus arus bolak-balik, sebagai aturan, nol).

Vp-p - ini adalah amplitudo puncak-ke-puncak (voltase) (juga, biasanya, diambil dari beberapa nilai rata-rata).

V =, Vavg, Vo - jadi menunjukkan (sebagai aturan, rata-rata, dihaluskan) nilai [tegangan] arus searah (diperbaiki).

Ekspresi nilai "konteks-independen" seperti itu memungkinkan kuantitas (karakteristik) untuk berbicara langsung di tempat bagi mereka sendiri, tanpa menghilangkan fokus perhatian pembaca. Karena ini, ekspresi khas (karakteristik, kondisi), seperti, misalnya, U = 230 Vac, Umin = 20 Vrms @ 300 kHz, Umax = 46 Vp, pertama, terlihat kompak ("segera di tempat") dan, di kedua, mereka mengungkapkan esensi mereka sendiri secara lebih luas ("untuk diri mereka sendiri").

Sayangnya, pendekatan berbahasa Rusia tidak memberikan keringkasan dan kejelasan, bahkan konsep dasar "arus bolak-balik" dan "arus searah" ditambahkan dalam singkatan yang sama "hal. t. ", dan bahkan ekspresi dari bentuk" nilai puncak 71 V "dan" nilai rms 63 kV "yang ada dalam GOST IEC 60950-1 tidak dapat dibandingkan dengan" 71 V puncak "dan" 63 "yang sesuai. kV rms "dalam bahasa Inggris asli. Oleh karena itu, lebih lanjut, agar tidak bingung, justru "versi bahasa Inggris" semantisasi unit ukuran yang digunakan.

IEC 60950-1

Publikasi IEC 60950-1 mengacu pada standar keselamatan [horizontal inertial] yang disebut, "standar horizontal", yang (menurut definisi) tidak menetapkan persyaratan untuk tipe (tipe) peralatan tertentu. Persyaratan tersebut, sebagai suatu peraturan, ditetapkan baik oleh standar vertikal (persyaratan khusus) yang bertanggung jawab untuk jenis (jenis) peralatan tersebut, atau dengan spesifikasi teknis (spesifikasi) jika tidak ada standar negara (atau internasional) untuk jenis (jenis) peralatan ini.

Sebagai contoh, IEEE 802.3 menetapkan persyaratan bahwa port Ethernet memerlukan insulasi dasar pada level 1,5 kV AC (tahan tegangan 1500 VAC) sesuai dengan IEC 60950-1, sehingga menentukan operasional yang diperlukan ("vertikal", input) karakteristik yang direferensikan ("dipanggil") standar horisontal "dereferensi" (mengungkapkan, suplemen, pemurnian) dengan karakteristik desain (persyaratan "horizontal", output) yang memadai (persyaratan), seperti celah udara dan jarak rambat.

IEC 60950-1 didasarkan pada model "kegagalan tunggal", yang berarti bahwa setiap kegagalan (di bagian mana pun dari produk) membuat seluruh produk tidak beroperasi. Dengan kata lain, semuanya baik dalam produk *, selama semuanya baik dalam segala hal (tidak ada penolakan tunggal), dan dalam produk (lebih penuh perhatian) semuanya (!) Tidak baik **, jika ada setidaknya sesuatu di dalamnya tidak bagus Ya, IEC 60950-1 tidak mempertimbangkan (dan sama sekali tidak menyiratkan) sistem toleran kesalahan.

Di bawah catatan kaki di atas, Anda dapat memberikan komentar berikut: standar yang dimaksud dimaksudkan untuk memastikan keselamatan seseorang yang hanya berurusan dan dengan produk dalam keadaan "semua baik-baik saja" (*); keamanan saat bekerja dengan produk yang sudah dalam keadaan terbalik (**), atau masih dalam keadaan transisi langsung (degradasi selama kegagalan), tidak termasuk dalam ruang lingkup (regulasi) standar.

Berkenaan dengan keselamatan isolasi listrik, bersama dengan penentuan karakteristik desain sesuai dengan persyaratan eksternal yang ditetapkan secara lengkap (Lampiran G), IEC 60950-1 memungkinkan (dalam kasus persyaratan eksternal yang tidak lengkap) penentuan karakteristik tersebut dengan metode analitik berdasarkan perhitungan (atau pengukuran pada prototipe) dari pekerjaan puncak yang sesuai. stres. Namun, perlu diingat bahwa analisis semacam itu juga berasal dari asumsi bahwa "semuanya baik-baik saja."

Misalnya, fakta bahwa di PC yang konon, konverter USB ke RS485 terhubung, ada unit catu daya (node) yang terhubung ke sirkuit utama [catu daya dengan tegangan AC berbahaya], ketika menganalisis tegangan operasi, bahkan tidak akan mengindikasikan (sangat mungkin ) kebutuhan isolasi galvanik antara antarmuka ini, karena dalam keadaan "semua baik-baik saja", sirkuit sekunder yang sesuai dianggap benar-benar atau secara ekivalen ditarik ke "tanah" (tanah pelindung). Isolasi semacam itu di sini hanya bisa menjadi persyaratan eksternal.

Mengenai metode analitik yang disebutkan, perlu juga ditambahkan bahwa hasil yang mungkin (antara lain) dipengaruhi oleh karakteristik desain tertentu (diagram sirkuit, gambar jejak) dari produk (karenanya terdapat setidaknya prototipe tempat pengukuran dapat dilakukan). Untuk pengenalan menyeluruh dengan seluruh proses, lebih baik merujuk langsung ke teks standar itu sendiri. Jadi apa yang harus dibaca?

IEC 60950-1 asli berbahasa Inggris (dan replika-nya dalam bahasa yang sama, seperti UL 60950-1, EN 60950-1) pada awalnya telah ditetapkan agak sembrono (tidak selalu dan tidak di mana-mana akurat secara teknis, menafsirkan secara ambigu, didefinisikan secara mendalam) dan mengejutkan tidak menyenangkan jumlah referensi silang di dalam dirinya sendiri. Secara umum, ini jauh dari mudah dibaca, dan jauh dari murah (aslinya dijual oleh IEC dengan harga sekitar seribu euro per dokumen). Di sisi lain, yang asli adalah yang asli.

Terjemahan bahasa Rusia, GOST IEC 60950-1 dikembangkan dalam upaya untuk mendapatkan "terjemahan identik" (IDT) dari aslinya, yang digunakan secara rata-rata, tetapi tidak mentransmisikan seluruh kelengkapan teks sumber karena adanya kesalahan berbagai tingkat kekasaran dalam terjemahan. Bawahan pengatur terhadap yang asli dan, pada saat yang sama, secara sensitif kalah dengan kualitas aslinya. Bagaimanapun, Anda disarankan untuk membiasakan diri dengan topik untuk pertama kalinya.

Dibandingkan dengan terjemahan bahasa Rusia, yang disusun dalam gaya “Ponomaric”, aslinya jauh lebih nyaman untuk persepsi visual, belum lagi “rewel berselancar” dari teks itu sendiri. (Kebetulan hari ini adalah bahasa Inggris yang ditinggalkan karena kemurahan sains dan teknologi, oleh karena itu setiap insinyur sekarang wajib mengetahuinya pada tingkat membaca literatur teknis.) Dokumen asli sangat direkomendasikan untuk dipelajari oleh semua orang dengan minat profesional (atau teknik lain) pada subjek yang dibahas.


(Lihat "Kutipan" dari GOST di sini. )

"Tekanan umum" dan "tingkat isolasi"

Ketika mengembangkan alat listrik, perancang, biasanya, menangani dua kategori dampak listrik, yang (efek) akan (mungkin) menjadi karakteristik dari alat tersebut. Kedua kategori ini selanjutnya disebut secara kondisional sebagai "tegangan umum" dan "tingkat isolasi", masing-masing, dan didefinisikan sebagai berikut.

“Tegangan umum” - menyiratkan bahwa sinyal yang terkait dengannya ada pada perangkat yang diaktifkan (dihidupkan, biasanya berfungsi) untuk, sebagai aturan, waktu tidak terbatas. (Dalam hal sinyal catu daya, perangkat diberi daya dari sinyal yang sama.)

"Level insulasi" - dicirikan oleh tegangan uji (biasanya beberapa kali lebih tinggi dari "tegangan nominal") dan waktu paparan [tegangan uji ke perangkat] (biasanya puluhan detik, nilai tipikal adalah satu menit), serta tegangan uji diterapkan pada perangkat hanya dalam keadaan de-energized (!).

Untuk kombinasi berbagai rangkaian listrik perangkat, hanya "tegangan nominal", hanya "tingkat isolasi", "tegangan nominal" plus "tingkat isolasi", tidak satu atau yang lain, dapat diatur [sesuai dengan persyaratan yang relevan]. Nilai-nilai itu sendiri [ditetapkan oleh persyaratan yang relevan] dari "tekanan umum" dan "tingkat isolasi" dapat bervariasi baik secara kuantitatif maupun kualitatif.

Misalnya, untuk unit catu daya “laptop” [hipotetis] yang memiliki lima sirkuit listrik - dua daya input utama (L, N), dua daya output sekunder (VCC, GND), satu ground pelindung (PE) —pada port dan pada sasis bahan isolasi, karakteristik yang relevan dapat diatur sebagai berikut:

(a) "tegangan umum" antara sirkuit L dan N - (100 ... 240) VAC; antara sirkuit VCC dan GND - (4,5 ... 5,0) VDC; antara kombinasi rantai lainnya - tidak dipasang;

(B) "tingkat isolasi" antara sirkuit PE dan sirkuit L, N disingkat menjadi satu - 1,5 kVAC @ 60 dtk; antara sirkuit PE dan VCC, sirkuit GND disingkat bersama - 0,5 kVAC @ 60 s; antara sirkuit L, N korsleting dan VCC, sirkuit GND korsleting bersama - 4 kVAC @ 60 dtk; antara kombinasi sirkuit lain - tidak terpasang.

Juga, sering ke "tingkat isolasi" (namun, sama, serta ke "tegangan umum") pada saat yang sama persyaratan dibuat mengenai efek dari berbagai jenis arus. Misalnya, untuk persyaratan 5 VAC untuk arus bolak-balik, persyaratan 8 VDC dan 8 Vpeak untuk arus langsung dan pulsa dapat ditambahkan, masing-masing, dan perangkat yang tahan terhadap pengaruh tersebut diberikan (ditandai) dengan "bintang" yang sesuai (simbol C-2 menurut GOST 23217), seperti [tiga yang pertama] di KDPV.

Berdasarkan serangkaian karakteristik yang diperlukan dari perangkat, termasuk "tekanan umum" dan "level isolasi", perancang kemudian menentukan (dihitung berdasarkan metodologi yang diterima, dipilih secara eksperimental selama pengujian, dan ditentukan dalam penggunaan praktis) karakteristik desain yang tergantung, seperti celah udara ( [udara] clearance) dan jarak rambat), urutan yang dapat ditemukan di IEC 60950-1, IEC 60065, IEC 62368-1, GOST R 53429 dan standar lainnya yang telah disebutkan, serta (oleh pengembang) ) pilih e basis elemen. Mari kita membahas yang terakhir secara lebih rinci.

Jika kami sepakat bahwa bahkan untuk produksi skala kecil, daftar produk radio yang digunakan (dibeli, dibuat khusus) yang dihitung berdasarkan volume output yang diharapkan tidak boleh mengandung item nomenklatur dengan jumlah produk yang sesuai kurang dari puluhan ribu keping, maka [mungkin, sebagian besar perusahaan di Federasi Rusia dapat dianggap memiliki [hanya] produksi episodik.

Dalam situasi seperti itu, sebagai suatu peraturan, pengembang tidak memiliki kemampuan [dibenarkan secara ekonomi] untuk "mendapatkan apa yang dibutuhkan" dan menggunakan komponen yang tersedia di pasar, yaitu, hanya menggunakan "yang [selesai] itu," dengan demikian mengkompensasi kerugian dalam kasus karakteristik perangkat yang lebih rendah daripada yang ditetapkan dalam kondisi teknis untuk penggunaan produk yang dibeli, dan mengambil risiko dalam hal karakteristik perangkat yang melampaui kondisi teknis untuk penggunaan produk yang dibeli.

Di antara tiga - optik, kapasitif, metode induksi - populer isolasi galvanik sinyal listrik, hanya dalam kasus yang terakhir, komponen yang diperlukan untuk ini - produk berliku (transformator) - dapat dibuat [dengan kualitas memuaskan, memuaskan] dengan metode satu-tangan, non-serial, untuk kapasitor tegangan tinggi dan optik semikonduktor, membuang jalur teknologi produksi massal tidak lagi mungkin.

Guntingan PCB

Untuk meningkatkan jarak rambat antara bagian-bagian konduktif dari papan sirkuit gambar yang dicetak dengan memotong bahan di antara mereka adalah praktik yang cukup umum, yang - dalam banyak (tapi, tentu saja, tidak semua) kasus - pada pemeriksaan yang lebih dekat memberikan hasil yang lebih menggembirakan secara manusiawi daripada secara teknis. Jaminan apa pun.

Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa papan sirkuit cetak, sebagai suatu peraturan, adalah "penuh", "berharga", "bekerja" secara elektrik, dan sebagainya, tidak dengan sendirinya, tetapi hanya dengan produk listrik dan radio yang terpasang (komponen elektronik), sehingga karakteristik listrik, termasuk celah udara dan jarak rambat harus dipertimbangkan (dianalisis, diuji) dalam volume dan agregat.

Beberapa kasus diilustrasikan di bawah ini.


Kasus (1), ketika bahkan dalam kondisi nominal (normal, awal, tanpa memperhitungkan waktu dan efek operasi), guntingan di papan memberikan hampir atau tidak sama sekali.


Kasus (2), ketika nominal dan dalam waktu dan kondisi operasi, guntingan itu sendiri (tanpa memperhitungkan elemen kabel "sekitarnya") tidak hanya tidak dapat meningkatkan, tetapi juga memperburuk karakteristik produk.


Kasus (3), antara lain, sekali lagi menunjukkan pentingnya guntingan, tidak dengan sendirinya, tetapi dalam kombinasi dengan elemen struktural lainnya, seperti lapisan pelindung (pengisi) dan bagian bantu (penghalang).

Perlu dicatat bahwa guntingan pada papan sirkuit tercetak juga dibuat untuk keperluan lain yang tidak ada hubungannya dengan keamanan kelistrikan produk, misalnya guntingan dapat menghilangkan tekanan mekanis yang terjadi ketika memasang papan sirkuit tercetak dalam desain umum produk. Di sisi lain, tujuan cut-out mungkin tetap kurang jelas dalam perspektif apa pun, kecuali untuk jangka panjang, misalnya, jika selama pengujian dan (atau) operasi jangka panjang menjadi jelas bahwa isolator (dasar) dari papan sirkuit cetak sendiri dihancurkan karena kelembaban dan [harian, musiman , periodik lain] siklus termal (pemanasan-pendinginan).


Kasus (4), ketika ada dua elektroda dengan potensi listrik yang tinggi di antara mereka, tetapi tidak ada kepastian (dihitung, eksperimental, operasional) bahwa papan sirkuit cetak akan melayani periode yang ditentukan tanpa guntingan, tidak.

Alih-alih sebuah kesimpulan

P. S. Agar tidak menulis catatan terpisah tentang topik "Apa yang benar-benar benar Oleg Artamonov", saya akan mengatakan bahwa pesan-pesan umum kedua dan, terutama, artikel pertama adalah benar dan, sayangnya, sangat topikal. Nah, untuk spesifik praktis, saya harap catatan ini menunjukkan bahwa tidak semua dan tidak selalu begitu sederhana.

(Tapi penjual-lawan, daripada untuk GOST IEC 60950-1, jauh lebih baik untuk mengajar untuk GOST IEC 62850 "Persyaratan umum untuk peralatan yang dimaksudkan untuk digunakan oleh anak-anak di lembaga pendidikan." Nah, ini IMHO.)

P.P. IEC 60950-1 dijanjikan akan segera dibatalkan (pada 2019), menggantikannya dengan IEC 62368-1 yang baru dan diperluas, yang dulunya hanya untuk suara, dan sekarang akan untuk IT, termasuk . Dan di sana, Anda melihat, dan GOST akan menyusul.