Depois de ler a nota sobre o hipotético “amanhã imparcial” , uma mente jovem, crescente, indagadora e crescente de engenharia deve ser inflamada com raiva justa e, depois de pressionar [com desenergizado e resfriado] ferro de soldar com uma mão no peito e colocar a outra em uma Bíblia coletiva formada por uma pilha de livros de referência de semicondutores gastos produtos, sinceramente, calorosamente, lágrimas solenemente juro tudo, sempre, em todos os lugares para fazer a única e única coisa certa! Mas como está certo? A nota a seguir sobre os "princípios básicos de segurança elétrica" , projetados para serem utilizados por essas mentes jovens, se não guiarem, e certamente explicam, ela própria exige esclarecimentos, esclarecimentos e até ... algumas alterações.

Esta nota não pretende ser norteadora, mas é solicitada com muito cuidado, apenas um pouco (para que o fogo revolucionário de uma mente perturbada não se decepcione com as contradições com a realidade seca e dura) para abrir a porta para a despensa dos padrões profissionais tradicionais.

Volt volt contenda

A corrente elétrica é diferente qualitativamente; distinguir pelo menos: correntes diretas, alternadas e pulsadas. Quantitativamente, a corrente é caracterizada, no mínimo, pela força medida em amperes e pela tensão medida em volts. Ao encontrar uma expressão como "vários volts", é sempre necessário negociar (negociar) qual volts exatamente? Ou seja, qual é exatamente o valor (pico, atuação, outro), pois nem sempre é clara ou explicitamente lida a partir do contexto. Algumas tradições atuais nesta área são dadas abaixo.

VAC, Vac, Va.c. - este é o valor real (para um sinal sinusoidal puro é equivalente ao valor eficaz) [tensão] de uma corrente alternada de frequência industrial (50 ou 60 Hz).

VDC, Vdc, Vd.c. - tão médio (geralmente médio, sem surtos) o valor da corrente [tensão] constante (retificada).

V ~, Vrms - este é o valor médio quadrático [tensão] da corrente alternada de qualquer frequência.

Vpeak, Vp, Vp-o - este é o valor de amplitude (pico) de [tensão] de qualquer tipo (constante, variável, impulso), obtido (valor) de qualquer valor médio (para casos de corrente alternada, como regra, zero).

Vp-p - esta é a amplitude de pico a pico de amplitude (tensão) (também, como regra, tirada de algum valor médio).

V =, Vavg, Vo - denotam (via de regra, média, suavização) valor [tensão] da corrente direta (retificada).

Essa expressão de valores "independente do contexto" permite que quantidades (características) falem diretamente no local por si mesmas, sem tirar delas o foco da atenção do leitor. Devido a isso, expressões típicas (características, condições), como, por exemplo, U = 230 Vac, Umin = 20 Vrms a 300 kHz, Umax = 46 Vp, primeiramente parecem compactas (“imediatamente no lugar”) e, em seguida, segundo, eles revelam sua própria essência de maneira mais ampla ("para si mesmos").

Infelizmente, a abordagem na língua russa não fornece essa brevidade e clareza, mesmo os conceitos básicos de "corrente alternada" e "corrente direta" se somam na mesma abreviação "p. t. ”, e mesmo as expressões da forma“ valor de pico de 71 V ”e“ valor rms de 63 kV ”presentes na GOST IEC 60950-1 não podem ser comparadas com os“ pico de 71 V ”e“ 63 correspondentes kV rms "no original em inglês. Portanto, além disso, para ser menos confuso, é precisamente a "versão em inglês" da semantização das unidades de medida que é usada.

IEC 60950-1

A publicação IEC 60950-1 refere-se aos [ainda tradicionalmente inercialmente] os chamados padrões de segurança "horizontais", que (por definição) não estabelecem requisitos para um tipo específico (tipo) de equipamento. Tais requisitos, em regra, são estabelecidos pelo padrão vertical (requisitos particulares) responsável por esse tipo (tipo) de equipamento ou por especificações técnicas (especificações) se não houver um padrão estadual (ou internacional) para esse tipo (tipo) de equipamento.

Por exemplo, o IEEE 802.3 estabelece o requisito de que a porta Ethernet exija isolamento básico a um nível de 1,5 kV CA (tensão suportável de 1500 VCA), de acordo com a IEC 60950-1, determinando, assim, o funcionamento operacional ("vertical", entrada) necessário a característica que a referência horizontal ("chamada") "desreferências" (revela, suplementa, refina) com características de projeto suficientes ("horizontais", saída)) (requisitos), como folga de ar e distância de arraste.

A IEC 60950-1 é baseada no modelo de “falha única”, o que significa que qualquer falha (em qualquer parte do produto) torna todo o produto inoperante. Em outras palavras, tudo é bom no produto *, desde que tudo seja bom em tudo (não há uma única recusa) e no produto (mais atentamente) tudo (!) Não é bom **, se houver pelo menos algo nele não é bom. Sim, a IEC 60950-1 não considera (e de forma alguma implica) sistemas tolerantes a falhas.

Nas notas de rodapé acima, você pode fazer o seguinte comentário: o padrão em questão visa garantir a segurança de uma pessoa que lida apenas e com o produto em um estado de "tudo está bem" (*); segurança ao trabalhar com um produto que já esteja no estado reverso (**) ou ainda em estado de transição direta (degradação durante falha), não está incluído no escopo (regulamento) da norma.

Com relação à segurança do isolamento elétrico, juntamente com a determinação das características do projeto de acordo com os requisitos externos exaustivamente estabelecidos (Apêndice G), a IEC 60950-1 permite (no caso de requisitos externos incompletos) a determinação de tais características por um método analítico baseado no cálculo (ou medição em um protótipo) do pico de trabalho correspondente tensões. No entanto, vale lembrar que essa análise também procede da suposição de que "está tudo bem".

Por exemplo, o fato de que em um PC ao qual, digamos, um conversor USB para RS485 está conectado, existe uma unidade de fonte de alimentação (nó) conectada aos circuitos primários [fonte de alimentação com uma perigosa tensão CA], ao analisar as tensões operacionais, isso nem indica (possível ) a necessidade de isolamento galvânico entre essas interfaces, uma vez que, no estado "tudo está bem", os circuitos secundários correspondentes são considerados reais ou equivalentes ao "terra" (terra de proteção). Esse isolamento aqui pode ser apenas um requisito externo.

Em relação ao método analítico mencionado, também vale acrescentar que o resultado possível (entre outras coisas) é influenciado pelas características de um projeto específico (diagrama de circuitos, desenho de traços) do produto (daí a presença de pelo menos um protótipo no qual as medidas podem ser feitas). Para uma familiarização abrangente com todo o processo, é melhor consultar diretamente o texto do próprio padrão. Então o que ler?

A IEC 60950-1 original em inglês (e suas réplicas no mesmo idioma, como UL 60950-1, EN 60950-1) já é inicialmente apresentada de maneira um tanto frívola (nem sempre e nem em todo o lado tecnicamente precisa, sem ambiguidade, interpretar, exaustivamente definida) e desagradavelmente surpreendente o número de referências cruzadas dentro de si. Em geral, isso está longe de ser de fácil leitura e muito barato (o original é vendido pela IEC a um preço de cerca de mil euros por documento). Por outro lado, o original é o original.

A tradução no idioma russo GOST IEC 60950-1 foi desenvolvida na tentativa de obter uma "tradução idêntica" (IDT) do original, com a qual lida em média, mas não transmite toda a integridade do texto de origem devido à presença de erros de vários graus de grosseria na tradução. Regulador subordinado ao original e, ao mesmo tempo, sensivelmente inferior ao original em qualidade. De qualquer forma, é recomendável que você se familiarize com o tópico pela primeira vez.

Comparado à tradução em russo, feita no estilo "Ponomaric", o original é muito mais conveniente precisamente para a percepção visual, sem mencionar a "navegação exigente" do próprio texto. (Aconteceu que hoje o inglês foi deixado à mercê da ciência e da tecnologia, portanto, todo engenheiro agora é obrigado a conhecê-lo no nível da leitura de literatura técnica.) O original é simplesmente fortemente recomendado para estudo por todos com um interesse profissional (ou outra engenharia) no assunto em discussão.


(Veja a "Citação" do GOST aqui. )

"Estresse comum" e "nível de isolamento"

Ao desenvolver um aparelho elétrico, o projetista, em regra, lida com duas categorias de impactos elétricos, que (efeitos) serão (podem) ser característicos de um dispositivo desse tipo. Essas duas categorias são a seguir denominadas condicionalmente como "estresse comum" e "nível de isolamento", respectivamente, e são definidas a seguir.

“Tensão comum” - implica que o sinal correspondente a ele esteja presente em um dispositivo energizado (ligado, normalmente funcionando) por um tempo ilimitado, em regra. (No caso de um sinal de fonte de alimentação, o dispositivo é alimentado pelo mesmo sinal.)

“Nível de isolamento” - é caracterizado pela tensão de teste (geralmente várias vezes maior que a “tensão nominal”) e pelo tempo de exposição da [tensão de teste no dispositivo] (geralmente dezenas de segundos, o valor típico é de um minuto), bem como a tensão de teste aplicado ao dispositivo apenas em um estado desenergizado (!).

Para combinações de vários circuitos elétricos do dispositivo, apenas “tensão nominal”, apenas “nível de isolamento”, “tensão nominal” mais “nível de isolamento”, nenhum ou outro, pode ser definido [de acordo com os requisitos relevantes]. Os próprios valores [estabelecidos pelos requisitos relevantes] de "tensões comuns" e "níveis de isolamento" podem variar quantitativa e qualitativamente.

Por exemplo, para uma unidade de fonte de alimentação “hipotética” de laptop que possui cinco circuitos elétricos - duas de entrada primária (L, N), duas de saída secundária (VCC, GND), uma de proteção (PE) - nas portas e no chassi de material isolante, as características relevantes podem ser definidas da seguinte forma:

a) "tensão comum" entre os circuitos L e N - (100 ... 240) VAC; entre circuitos VCC e GND - (4,5 ... 5,0) VDC; entre outras combinações de correntes - não instaladas;

(b) “nível de isolamento” entre o circuito PE e os circuitos L, N em curto - 1,5 kVAC a 60 s; entre o circuito PE e o VCC, os circuitos GND em curto - 0,5 kVAC a 60 s; entre os circuitos L, N em curto e os circuitos VCC, GND em curto - 4 kVAC a 60 s; entre outras combinações de circuitos - não instaladas.

Além disso, não é incomum que o "nível de isolamento" (no entanto, na mesma extensão que a "tensão comum") seja feito simultaneamente com relação aos efeitos de diferentes tipos de corrente. Por exemplo, ao requisito de 5 VCA para corrente alternada, os requisitos de 8 VCC e 8 Vpico para correntes diretas e de pulso podem ser adicionados, respectivamente, e os dispositivos que suportam tais influências são premiados (marcados) com as "estrelas" correspondentes (símbolo C-2 de acordo com GOST 23217), como [três primeiros] no KDPV.

Com base no conjunto de características exigidas do dispositivo, incluindo "tensões comuns" e "níveis de isolamento", o desenvolvedor determina (calculado de acordo com o método aceito, selecionado experimentalmente durante os testes e especificado no uso prático) características de projeto dependentes, como intervalos de ar ( [ar]) e a distância de fluência), cuja ordem pode ser encontrada nas normas IEC 60950-1, IEC 60065, IEC 62368-1, GOST R 53429 e outros padrões já mencionados, bem como (pelo desenvolvedor ) selecione e base do elemento. Vamos nos debruçar sobre este último em mais detalhes.

Se concordarmos que, mesmo para produção em pequena escala, a lista de produtos de rádio usados ​​(comprados, feitos sob medida) calculados no volume de saída esperado não deve conter itens da nomenclatura com a quantidade do produto correspondente menor que dezenas de milhares de peças, então [provavelmente, a grande maioria das empresas na Federação Russa pode ser considerada como tendo [apenas] produção episódica.

Em tal situação, como regra, o desenvolvedor não tem a capacidade [economicamente justificada] de “obter o que é necessário” e usa componentes disponíveis no mercado, ou seja, usa apenas “o que é terminado”, compensando assim a perda de o caso de características do dispositivo inferiores às estabelecidas nas condições técnicas para o uso de produtos adquiridos e corre riscos no caso de características do dispositivo que vão além das condições técnicas de uso dos produtos adquiridos.

Entre os três - métodos ópticos, capacitivos e de indução - populares de isolamento galvânico de sinais elétricos, somente no último, os componentes necessários para isso - produtos de enrolamento (transformadores) - podem ser fabricados [com qualidade satisfatória e aceitável] pelo método de mão única, não serial, para capacitores de alta tensão e óptica semicondutora, não é mais possível dispensar as linhas de tecnologia de produção em massa.

Recortes de PCB

Aumentar a distância de fuga entre as partes condutoras do desenho da placa de circuito impresso cortando o material entre elas é uma prática bastante comum, que - em muitos casos (mas, é claro, não em todos) - após uma análise mais detalhada, resulta em um resultado mais humanamente encorajador do que tecnicamente. Qualquer garantia.

Isso se deve ao fato de a placa de circuito impresso, via de regra, estar eletricamente “cheia”, “valiosa”, “funcionando” e assim por diante, não por si só, mas apenas com os produtos elétricos e de rádio instalados (componentes eletrônicos), portanto, as características elétricas, incluindo os intervalos de ar e as distâncias de fluência devem ser considerados (analisados, testados) em volume e em agregado.

Alguns desses casos são ilustrados abaixo.


Caso (1), mesmo em condições nominais (normais, iniciais, sem levar em consideração o tempo e os efeitos operacionais), o recorte no painel fornece quase ou quase nada.


No caso (2), quando nominalmente e no tempo e nas condições operacionais, o próprio entalhe (sem levar em conta os elementos de fiação "circundantes") pode não apenas não melhorar, mas também piorar as características do produto.


O caso (3), entre outras coisas, mostra mais uma vez a importância do recorte não por si só, mas em conjunto com outros elementos estruturais, como revestimentos de proteção (enchimentos) e peças auxiliares (barreiras).

É importante notar que os recortes na placa de circuito impresso também são feitos para outros fins que não têm nada a ver com a segurança elétrica do produto, por exemplo, os recortes podem aliviar tensões mecânicas que ocorrem ao montar a placa de circuito impresso no design geral do produto. Por outro lado, o objetivo dos cortes pode permanecer menos óbvio em qualquer perspectiva, exceto no longo prazo, por exemplo, se durante o teste e (ou) operação de longo prazo, ficar claro que o isolador (base) da própria placa de circuito impresso é destruído devido à umidade e ao calor diário. , outros periódicos] ciclagem térmica (aquecimento-resfriamento).


Caso (4), quando houver dois eletrodos com alto potencial elétrico entre eles, mas não houver certeza (calculada, experimental, operacional) de que a placa de circuito impresso cumprirá o período especificado sem recorte, não.

Em vez de uma conclusão

P. S. Para não escrever uma nota separada sobre o tópico “O que Oleg Artamonov está estritamente correto”, direi que as mensagens gerais de seu segundo e, principalmente, o primeiro artigo são verdadeiras e, infelizmente, extremamente atuais. Bem, quanto aos detalhes práticos, espero que esta nota mostre que nem tudo e nem sempre tão simples.

(Mas o adversário do vendedor, e não o GOST IEC 60950-1, é muito melhor ensinar para o GOST IEC 62850 “Requisitos gerais para equipamentos destinados a crianças em instituições de ensino.” Bem, isso é IMHO.)

Promete-se que o P.P.S. IEC 60950-1 seja cancelado em breve (em 2019), substituindo-o por um novo IEC 62368-1 expandido, que costumava ser apenas para som e agora será para TI, incluindo . E aí, você olha, e GOST alcançará.