低電壓指令的測(cè)試

一、 前言

本文將介紹歐聯(lián)最新版本的低電壓指令及說明如何滿足新指令的要求，重點(diǎn)將放在包含測(cè)試報(bào)告的 CE 技術(shù)文件的要求，以協(xié)助廠商因應(yīng) LVD 指令。本文簡要的陳述指令的一般要求，而后，把焦點(diǎn)放在測(cè)試要求上，并提供一些例子，說明了如何符合 LVD 測(cè)試的相關(guān)問題。

二、 LVD的適用范圍

LVD 適用于所有本身功能使用電壓范圍在交流 50~1000V ，直流 75~1500V 的電機(jī)產(chǎn)品，這個(gè)定義系指指令的適用范圍，而不是指令適用的限制 ( 例如，在使用交流 230V 的計(jì)算機(jī)中，直流 12V 的電路所造成的危險(xiǎn)也受 LVD 的規(guī)范 ) 。
LVD 適用于提供給消費(fèi)者和工業(yè)使用的產(chǎn)品，如果是工業(yè)用設(shè)備，指令也涵蓋了制造商本身使用的產(chǎn)品 ( 例如 : 測(cè)試設(shè)備 ) 。

三、 CE技術(shù)文件的要求

LVD 的 CE 體制與 EMC 指令類似，所有在適用范圍內(nèi)的產(chǎn)品都必須有 CE 標(biāo)志，而且必須有制造商的代表或進(jìn)口商所簽署的符合聲明書。

簡單的自我宣告并不足以確定產(chǎn)品是安全的 ( 〝安全〞被定義成不會(huì)造成人員或家畜的死傷及財(cái)務(wù)的損害 ) ，基于這個(gè)原因， LVD 的聲明需要有技術(shù)文件檔案的支持來證明。

技術(shù)證明文件須包含 :

1. 機(jī)設(shè)備的一般性描述

2. 概念上的設(shè)計(jì)及制造圖樣

3. 了解這些圖樣所必須的描述和說明

4. 列出全部或部份適用的標(biāo)準(zhǔn)，及描述為滿足指令安全觀點(diǎn)所采行的對(duì)策

5. 設(shè)計(jì)的推算結(jié)果，執(zhí)行過程的檢查

6. 測(cè)試報(bào)告

制造商須用各種必要的方法以確保制造過程符合技術(shù)文件所述，檔案的內(nèi)容應(yīng)清楚的證明產(chǎn)品在設(shè)計(jì)觀點(diǎn)上，是安全的，而且能確定在制造過程中一直都符合。

建立安全設(shè)計(jì)較好的方法是，先表示符合所列出的調(diào)和標(biāo)準(zhǔn)，而以測(cè)試報(bào)告為證據(jù)。調(diào)和標(biāo)準(zhǔn)會(huì)定期地發(fā)表在 EC 的官方公報(bào) (Official Journal) 。使用已受認(rèn)可的文件 ( 如 EN 規(guī)格說明 ) 可以確定準(zhǔn)備檔案的這個(gè)人考慮了在其工業(yè)領(lǐng)域的最佳信息，而不只是他們自己的經(jīng)驗(yàn)。無論如何，此宣告必須考慮 LVD 的必要安全規(guī)范，而此規(guī)范可能超越調(diào)和標(biāo)準(zhǔn)的要求。大體而言，如果產(chǎn)品很明顯地在某 EN 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范范圍內(nèi)，則此 EN 標(biāo)準(zhǔn)就已足夠。

為確保符合的持續(xù)性，制造品質(zhì)系統(tǒng)要有相對(duì)于可評(píng)量安全的對(duì)應(yīng)參數(shù)。首先，是對(duì)每個(gè)樣品在運(yùn)送之前所做的下線測(cè)試 ( 包括接地連續(xù)性、抗電絕緣強(qiáng)度、絕緣電阻 ) ，其次，是要能夠從測(cè)試的結(jié)果中搜集到與產(chǎn)品安全相關(guān)之關(guān)鍵組件與材料 (critical components and materials) ( 如保險(xiǎn)絲、隔離變壓器、可燃的塑料 ) ，依據(jù) EN 標(biāo)準(zhǔn)做測(cè)試可以找出關(guān)鍵組件。

四、 安全上的測(cè)試

依據(jù)一個(gè)受認(rèn)可的規(guī)格來測(cè)試，是否符合指令之技術(shù)要求的關(guān)鍵因素，測(cè)試可由制造商或制造商認(rèn)為有能力的人實(shí)施 ( 也就是說，由第三者機(jī)構(gòu)執(zhí)行測(cè)試或擔(dān)任顧問 ) 。

選擇在廠內(nèi)或廠外測(cè)試，通常是根據(jù)制造商的條件及意愿，以及有時(shí)候買主的要求。無論如何，實(shí)際上最重要的因素是最終結(jié)果的可靠度，簽署聲明的人應(yīng)知道，這些測(cè)試結(jié)果是合法辯護(hù)的基礎(chǔ)，但必須要正確且可重現(xiàn)。如果是由未校正過的儀器或經(jīng)驗(yàn)不足的人員所測(cè)出的結(jié)果，可能無法滿足這些要求。

對(duì)許多人而言，他們對(duì)產(chǎn)品的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)僅來自于 EMC 相關(guān)指令， LVD 指令的測(cè)試有點(diǎn)不同，簡單地說， EMC 測(cè)試是一格針對(duì)已定義好的方法，限制值的量測(cè)，而 LVD 測(cè)試有些則是資料的收集，用以支持一個(gè)通常較為主觀的判斷， LVD 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)非常復(fù)雜，要求的說明和下結(jié)論所需的測(cè)試結(jié)果，也通常是很厚的文件。

五、 安全的原理

對(duì)電器產(chǎn)品而言，大多數(shù)的 LVD 之 EN 標(biāo)準(zhǔn)依循相同的基本安全原理。測(cè)試是為了要確保在正常執(zhí)行和錯(cuò)誤狀況下的安全操作，這些可能包含操作者、旁觀者和服務(wù)人員的影響，要視環(huán)境及規(guī)格的限制而定，如此一來，所有可預(yù)測(cè)及合理操作模式，操作時(shí)的環(huán)境狀況都列入考量，值得注意的是，意外的曝露于危險(xiǎn)的情況要涵蓋在內(nèi)，而自殺式或漫不經(jīng)心的行為則不在范圍內(nèi)。

產(chǎn)品安全的關(guān)鍵因素是 :

1. 經(jīng)適當(dāng)?shù)母綦x系統(tǒng)和絕緣障礙，以保護(hù)防止電擊的危險(xiǎn)

2. 盡量減少起火的危險(xiǎn)，采用低可燃組件及防火材料，以保護(hù)防止火災(zāi)的危險(xiǎn)

3. 適當(dāng)?shù)谋O(jiān)管，以保護(hù)防止機(jī)械危險(xiǎn)

4. 藉監(jiān)管和圍封，以保護(hù)防止設(shè)備外泄出放射性和相同危險(xiǎn) ( 如 X 光，微波 )

5. 藉圍封、化學(xué)或氣體密封，以保護(hù)防止化學(xué)危險(xiǎn)

6. 藉屏障和保護(hù)性組件，以保護(hù)防止接觸能量危險(xiǎn) ( 高電流 )

六、 正常的操作狀態(tài)

產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)，常利用一些組件的組合來產(chǎn)生新的功能，這些組件被連結(jié)起來放在一個(gè)圍封，以形成最終產(chǎn)品，為確保這些完成的產(chǎn)品在正常操作下的安全，組件及材料的額定值和任何現(xiàn)有的文件安全認(rèn)可，都必須列入考量。先前測(cè)試或認(rèn)可的證明，必須整理在測(cè)試報(bào)告中，作為技術(shù)文件的內(nèi)容或參考。

所有的文件必需在此新的圍封環(huán)境中受測(cè)，如果可能的話，增高周圍的溫度，舉例而言，測(cè)試應(yīng)涵蓋溫度量測(cè)及漏電流量測(cè)試，必須額外考量的是，組件使用的材料以及對(duì)電的隔離或防火保護(hù)，可能也需要做環(huán)境測(cè)試 ( 如，振動(dòng)或防水 (IP) 測(cè)試 ) 。特定測(cè)試項(xiàng)目的細(xì)節(jié)，可在適用的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中找到。

七、 多認(rèn)可組件的選擇

許多組件宣稱受 EN 標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可，無論如何，盡可能向廠商索取認(rèn)可證書、測(cè)試報(bào)告或證明文件的影本，如果使用非歐盟認(rèn)證體系的認(rèn)可證書，必須確定與 IEC 參考標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)聯(lián)，以確定符合必要的安全要求。例如， UL 和 CSA 的要求可能與 IEC 或 EN 不同。

八、 不正常的操作狀態(tài)

大多數(shù)的產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)能容許任何組件內(nèi)的單一失效，在這種情況下，此設(shè)備應(yīng)能持續(xù)的被安全操作，或經(jīng)由保護(hù)性組件 ( 如保險(xiǎn)絲、 PTC 或熱效斷流器 ) 的動(dòng)作而能安全地失效 (safe-failure) ，因保護(hù)組件的不當(dāng)選擇所造成的危險(xiǎn)包含火災(zāi)和電擊 ( 由于熱而造成的安全絕緣衰退 ) 。

保護(hù)組件要能正確地動(dòng)作，而且在最差的錯(cuò)誤情形下也能保護(hù)設(shè)備，值得注意的是，有些產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求保護(hù)組件要裝在設(shè)備里面，若允許使用在外部保護(hù)，則組件確實(shí)的型號(hào)和特性必須被指定。

保護(hù)變壓器二次電路的保險(xiǎn)絲是保護(hù)性組件的一個(gè)很好例子，如果沒有適當(dāng)?shù)貦z查保險(xiǎn)絲的時(shí)間特性 ( 例如 : 一個(gè)被認(rèn)可的保險(xiǎn)絲可能容許 1.5 或 2 倍的額定電流通過，過了 30 分鐘才動(dòng)作 ) ，在危險(xiǎn)的狀況下，變壓器在保險(xiǎn)絲未動(dòng)作前就燃燒起來是平常的。

關(guān)于熱保護(hù)的進(jìn)一步舉例如下 : 在有馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備中，小心地選擇熱效斷流器，以防止在正常使用的尖峰狀態(tài)下，不必要的跳脫，而還能在錯(cuò)誤狀態(tài)下 ( 如 : 死鎖的齒輪 / 驅(qū)動(dòng)或過負(fù)載 ) 提供安全保護(hù)。

九、 空間參數(shù)

整個(gè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)一定與圍封體內(nèi)組件的排列方式有關(guān)，測(cè)試及空間上的量測(cè)要確定組件的緊鄰不會(huì)降低安全性 ( 例如，組件不應(yīng)以若將期移去，則會(huì)造成安全障礙的方式排列 ) 。

對(duì)使用者而言，危險(xiǎn)部位的可接近性評(píng)估是另一個(gè)重要因素，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了個(gè)種測(cè)試棒和測(cè)試針，以達(dá)到這個(gè)目的，仔細(xì)地檢查通風(fēng)恐大小是有必要的，因?yàn)檫@些孔存在不經(jīng)意的接觸到危險(xiǎn)性的移動(dòng)部位或有電部位的危險(xiǎn)。

安全開關(guān)或安全監(jiān)視是空間安全參數(shù)的第三個(gè)例子，特別注意各種互鎖裝置和它們的操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)者較常采用軟件的邏輯電路保護(hù)，但許多產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)并不認(rèn)定這種方式能提供全面性的安全，同樣的，監(jiān)視系統(tǒng)必須牢牢的固定住，且在各種可預(yù)期的使用情形下都有效，互鎖或監(jiān)視保護(hù)的使用能被設(shè)備使用者和服務(wù)人員知道。

十、 建立一套日后的測(cè)試方法

第一步是選擇相關(guān)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，以前面提到的因素，對(duì)產(chǎn)品作初步的檢查，主要目的是要建立正常和非正常操作的模式，環(huán)境的基本條件和結(jié)構(gòu)內(nèi)的組件范圍。

這種方式法能使你建立完整的測(cè)試計(jì)畫，以及測(cè)試的優(yōu)先項(xiàng)目。以此定義結(jié)構(gòu)和組件的 EMC 符合要求，和確認(rèn)出在測(cè)試過程中任何問題發(fā)生時(shí)的潛在沖突，是一個(gè)很好的觀點(diǎn)。

記住許多產(chǎn)品范圍的復(fù)雜性，盡早開始這種檢查程序是值得的，如果選擇第三者機(jī)構(gòu)執(zhí)行測(cè)試，那么必須要保留測(cè)試記錄，以確保時(shí)程符合，最后要能確定測(cè)試計(jì)畫的結(jié)論，能應(yīng)用在你的制造品質(zhì)系統(tǒng)。

符合 LVD 的測(cè)試并非是簡單的過程，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)展了許多年，且種類繁多，廠商是否能充份理姐，現(xiàn)階斷而言，不論廠商是否已取得或尚未取得 LVD 指令的認(rèn)可，為確保產(chǎn)品的安全，應(yīng)值得投資時(shí)間來確使產(chǎn)品能符合 LVD 指令的要求。