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[安全规格]家电产品的安全防护设计概述 [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2023-07-04
}%Dsy2:y  
Ke@zS9  
家电产品在现今的人类生活中,已成为不可或缺的产物。然而,这些产品在使用上,皆需藉助电力以产生热能或动能,若设计不良或使用不当,将可能导致灾害的发生,进而造成生命财产的损失。日常生活的不幸案例时有耳闻,因此电器产品的保护设计益形重要。 u|t<f`ze  
o[pv.:w  
[x Xa3W  
eAR]~ NiW  
家电产品的「安全防护设计」 理论 {fW(e?8)  
`&xo;Vnc  
    目前,在家电方面较常采用的 UL 标准计有 UL982、UL1005、UL1026、UL1082、 UL1083、UL499、UL507 等。这些标准在安全要求方面,会因应不同的产品种类而有所分别,但所运用的基本原则及概念却是相同的。以下就 UL 标 准对家电产品的一般安全要求做一重点式的概略陈述,期待产品开发者在进行产品研发设计时,有更清晰的概念。 +MU|XT_5|6  
A SME~]]?  
一般安全原则 jp?;8rS3  
'i#m%D`dt  
·家电的安全设计不仅须注意正常的使用状态,亦需预估可能发生的故障问题、可能的误用状况及外在环境对产品的影响。 #Ux*":  
·必须假设消费者并未接受任何有关辨识产品危险的训练,也就是说,消费者随时可能接触产品的危险部位,因此须透过警告卷标或使用说明书,告知消费者正确的使用方法及可能因误用而引发的危险。 }#va#Nb(,  
·另须考虑产品维修人员可能接触的范围,故必须在维修手册中标明产品应先去除电气及机械危害后,才可进行维修,同时标明维修人员必须具备的防护器具,并于产品的明显位置加上警告卷标。 $J}d6%   
电器产品的五大潜在危险及相应的防护设计 }+";W)R  
使用电器产品时所可能发生的危险不外乎是「触电」、「能量」、「火灾」、「高温」、「机械」等五大项,在此就各项危险的防护措施简单说明。 *;b.x"  
Rrh?0qWs  
1.「触电」的防护 O/b~TVA  
触电是因电流流经人体而产生,对于人的生理机能影响可依电流量、时间、及流经人体的路径而定。大约 0.5 微安的电流即会影响健康,而更高的电流则会造成如灼伤或心室颤动等伤害。触电可能产生的原因包括使用者接触危险电压的裸露部位、零件之间的绝缘失效、或使用者会接触的绝缘失效。 t:y} 7un  
预防触电的方法: L7oLV?k  
·提供基本的绝缘,并且将可接触到的导线及线路接地。 I{#&!h>]U  
·使用可靠的固定或锁定的外壳,以及安全内断开关等。 yM}b  
·提供过电流保护。 #m yiZL %  
·在零件间提供接地的金属保护幕、或在零件间提供双层或增强的绝缘。 DL0jA/f  
·使用者可碰触部位的绝缘必须通过机械强度及耐高压测试 P>q"P1&{  
检测方式:可利用「漏电电流测试仪」及「耐压测试仪」来测量与触电有关的漏电电流及绝缘效果。 Q(Q .(  
wXdtY  
2.「能量危险」的防护 uFxhr2 <z  
能量危险的产生可能是经由高电流供应器、或高电容线路的相邻端短路所引起,可造成燃烧、电弧、或热融化的金属喷出。在此种情况下,即使产品的线路上仍是可触摸的安全电压,但仍可能造成 危险。 m2&"}bI{  
预防能量危险的方法:采用隔离、防护罩、或提供安全内断开关等。  Z|zyO-  
能量检测方式:可藉「异常操作测试」及「零件短路测试」来判断。 t [gz#'  
s %Ez/or(T  
3.「火灾」的防护 R7axm<PR=  
产品在正常操作下,或由于过负载、零件失效、绝缘失效、接头松脱等情况而产生超过材料或零件所能正常承受的温度,均可能导致火灾的发生。因此产品设计须预防内部过温的发生,即使产生火源亦不会扩散至邻近地方,亦不会造成外围设备的损坏。  -)  
t\YN\`X D  
1e=<df  
预防火灾的方法: QUa_gYp0v  
·提供产品的过电流保护。 % H"A%  
·依产品实际用途,采用适当的防火材料。 #XSs.i{  
·选择适当的零附件及物料,以避免因高温造成的火灾意外。 0Vu&UD  
·使用防护燃烧性物料,将之与起火源隔离。 ^H]q[XFR  
·使用适当防火外壳,以阻绝或避免产品内部起火时所产生的火源扩散。 qf7:Q?+.|  
s"1:#.u  
火灾检测方式:可藉「温升测试」、「异常操作测试」及「零件短路测试」判断产品出现过温时,是否会造成危险。 ] ;@"-H  
_"BYnPq@wb  
4.「高温」的防护 "&jWC  
产品正常操作时所产生的高温,可能会导致使用者接触高热部位时造成灼伤、并使产品降低绝缘功能及关键零件的安全性、以及点燃产品的易燃性液体或气体。 B^4D`0G[4  
预防高温的方法: Be?b| G!M  
·在使用者可接触的产品区域,采取避免产生高温的措施。 @WcK<Qho  
·避免温度超过液体的燃点。 1<Vc[p&  
·若接触热区域是无法避免的话,则必须加上警告使用者的卷标。 Bvbv~7g (  
高温的检测方式:可藉「温升测试」仿真可能发生的最坏状况,以进一步判断是否会造成危险。 2^-Z17Z}  
v0pyyUqS  
5.「机械危险」的防护 ;Dl< GW3<  
机械危险的来源包括产品的尖锐边缘及边角、具潜在性危险的移动或旋转零件、不稳定的产品装备、以及由破裂零件所飞出的物体等。 ^T}6o Ud  
( e> .hfrs  
预防机械危险的方法: gQ]WNJ~>  
·将产品的尖锐边缘及边角磨圆。 We^! (G  
·产品外部提供遮蔽措施。 b"`Vn,  
·安全内断开关的设计。 lTNfTO^  
·无支撑的产品部分必须有充分的稳定性。 &[]0yNG  
·若无法避免使用者的接触,必须提供警告卷标。 Z1V%pg>]*  
机械危险的检测方式:可藉由「结构检查」、「正常操作测试」、「异常操作测试」及「零件短路测试」来判断产品的危险程度。 F"7dN*7  
eBZ^YY<*g  
外壳的设计 wd4wYk\  
W'2a1E  
1. 产品的外壳可依其功能分为三大类: }=kf52Am,}  
·防电外壳:防止触碰具有高电压或高能量的线路或电讯线路。 H^Th]-Zl  
·防火外壳:防止在内部产生的火焰延燃至外部,并将扩散程度减至最低。 y1DP`Ro  
·机械外壳:减少因机械或其它物理性损害所造成的危险伤害。 ?sb O b  
2. 产品外壳的物料及检测方式: ~b}@*fq  
·金属外壳:其厚度、刚性强度、抗锈、材料阻抗、与危险电压间距、或接地,均需符合标准。该物料的检测方式计有「冲击测试」、「推力测试」、「接地导通测试」、「耐压测试」、「坠落测试」、「锐边测试」及「稳度测试」。 } Qjp,(ye  
·塑料外壳:其强度、操作温度、耐燃等级及电气特性等均需符合标准。本物料的检测方式包括「冲击测试」、「坠落测试」、「球压坠落测试」、「稳度测试」及「热应力释放变形测试」。 =ytB\e  
oH/6  
电源线的设计 2FHWOy /N@  
d8 1u  
1. 电源的导线一般可分为「火线」、「中性线」及「地线」,设计上所需注意的事项包括:  Lb# e  
·火线和中性线皆为带电体。 l#8SlRji  
·地线与大地同电位,为非带电体。 ,X Zo0 !  
·火线通常为黑色;中性线通常为白色;地线通常为绿色。 ]lj,GD)c  
p1B~:9y9X  
/I2RU2|B  
2. UL 安全要求: aL\vQ(1zO  
·电源火线需接到产品主开关、主保险丝及标准插头细边叶片。 QN=a{  
·电源中性线需接到产品标准插头宽边叶片。 #*^vd{fl  
·标准接地插头的头型,接地端子有先进后出的设计。 K\5'pp1  
·使用电源线与延长线时需注意: z@E-pYV  
o 按产品额定电流选择适当的线号,最低线号是 18 AWG。 cr!6qv1  
o 电源线的额定电压、电流须不低于产品的额定电压、电流。 & [)1LRt_  
o 可于额定负载连续使用达三小时以上之产品,插头的额定电流须为产品额定电流之 125%。 ( yk^%  
o 成品标准的长度限制。 ]"SH pq  
o 接地型电源线须使用接地型延长线。 tB"amv  
o 在儿童可能拉扯到的地方,避免电源线或延长线自桌上垂挂。 Y40Hcc+Fx  
Kfnn;  
家电产品的未来安全发展趋势 !a&@y#x  
H\A!oB,sw  
    科技发展日新月异,家电产品走向「便利生活」的设计趋势,许多智能型与多功能型的产品因应而生,例如从磨豆到冲泡咖啡的一机多用 咖啡机;多功能食物处理机,从切片、研磨、搅拌、榨汁到碎冰,一应俱全;此外,智能型的家电提供各种自动操作模式及安全防护 ...然而,这些人工智能结晶的新产品在设计研发的阶段,其安全防护设计亦须兼顾各相关标准的安全要求。 1(C3;qlVD  
8zew8I~s  
    为了配合新科技的不断涌现,本文特地归纳几项未来 UL 最具重要性的发展,供产品设计者参考: YDBQ6X  
[u[`!L=  
1. 与 IEC/CSA 标准整合: b#h?O}  
为了与加拿大欧盟电工法规 (IEC) 整合,UL 目前着手发展的家电产品新安全标准已经达到与 CSA 共同研订的目标;此外,针对 IEC 的要求,现在亦采取逐步合并的做法。以 UL1005 的电熨斗安全标准为例,UL 已宣布自 2009 年开始可同步接受 UL1005 及 UL60335-2-3 的认证申请;而自 2011 年,UL60335-2-3 则将取代 UL1005。此举将可逐步降低产品的安全认证成本。 d # :&Uw  
=PXQ X(_  
2. 环保设计的要求: SX)giQLU  
因应环保需要,UL 针对欧盟 2006 年将强制执行的 RoHS 有害物质限制使用指引,规划了可满足整体行产供应链的全套解决方案,协助业者符合环保要求。 Hl"rGA>  
KE\p|Xi  
3. 与信息科技产品结合的安全考虑: G5W6P7-<X  
身处于今日的信息时代,生活产品亦逐渐朝向自动化与系统化发展,因此,未来家电产品的防护设计必须与信息科技产品的安全设计互相结合。 4HlOv % 8  
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文章出自: 世科网 +}c '4hRv  
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