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Taiwan 第14 期•06/2005   UL
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想了解 IEC/ UL 60950-1:2000 安全標準如何影響電源供電或電池供電之資訊科技設備的設計嗎?需要變更設計,但卻沒把握 IEC/ UL 60950-1:2000 的規定對於變更的設計有何影響?本文的問答內容旨在協助您符合 IEC/ UL 60950-1:2000 的安全要求。

第一部分 沿面距離 (Creepage Distance)

IEC/ UL 60950-1:2000 最小沿面距離的規定載錄於 2.10.4 條款中。敬請參考表 2L 以了解各設備應有的沿面距離要求。

若您的設備所測出的工作電壓介於表中指定的兩個工作電壓值之間,您可利用線性內插法 (Linear Interpolation) 計算出所需要的沿面距離。請參見表 2L 之附註 2。

現在就由以下的舉例,示範線性插入法的計算運用。

範例 = 電路資訊
輸入電壓:100-240V AC
測出的工作電壓:365 Vms, 890 V peak
污染等級:2
材料類別:IIIa 或 IIIb

Q1a:如何計算基本絕緣需要的沿面距離?

300V 需要的沿面距離 = 3.2mm
400V 需要的沿面距離 = 4.0mm
(4.0-3.2)÷(400-300)×65=0.52
3.2+0.52=3.72
A1a. 基本絕緣需要的的最小沿面距離 = 3.8mm

須根據表 2L 之附註 2,以無條件進入的方式算到最接近的 0.1 mm 單位。

Q1b. 如何計算加強絕緣 (Reinforced Insulation) 需要的沿面距離?

公式:(基本絕緣需要的沿面距離) × 2
==== > 3.72×2=7.44
A1b. 加強絕緣需要的的最小沿面距離 = 7.5 mm

  • 須根據表 2L 之附註 2,以無條件進入的方式算到最接近的 0.1 mm 單位。

  • 須先將基本絕緣所需的最小沿面距離加倍後,再用無條件進入的方式算到最接近的 0.1 mm 單位。如果基本絕綠的沿面距離已先採用無條件進入,然後再加倍計算,則計算結果會有 0.1mm 單位的誤差。

  • 根據 2.10.4 條款的第三項,萬一最小沿面距離小於最小隔空間隙 (Clearance),則以最小隔空直線間隙做為沿面距離的間距。
 
第二部分 隔空間隙 (Clearance)

以下將說明如何針對上例的加強絕緣要求,算出最小的隔空間隙。

敬請參照 2.10.3.2 條款的表 2H 及表 2J 以進一步了解您的設備之隔空間隙要求。

Q2. 如何計算加強絕緣所需要的隔空間隙?

根據 2.10.3.2 條款規定,當電路的工作電壓值 (Peak) 超過交流電源供電器的電壓時,可採取兩個步驟決定最小的隔空間隙。

A2. 步驟1:

請查閱「表 2H ─ 初級電路 (Primary Circuits) 以及初級電路和次級電路 (Secondary Circuits) 之間絕緣所需的最小隔空間隙」

從最大工作電壓等於交流電供應電壓的位置 240 Vac 的 300 Vrms 列,向右移到名稱為 「Nominal AC mains supply voltage > 150 V 300 V」的電流突波電壓 (Transient Voltage) 2500V 欄位,您可從表 2H 找到加強絕緣所需的最小隔空間隙 = 4.0mm。

步驟 2:

請查閱「表 2J ─ 初級電路的工作電壓值超過額定 (Nominal) 交流電源供應電壓值時,絕緣所需的額外隔空間隙」

在名稱為「Nominal AC mains supply voltage > 150 V 300 V」的電流突波電壓 (Transient Voltage) 2500V 欄位裡,從橫列中選出數值最接近的量測出工作電壓值 (= 933V) 。注意選出的電壓不能小於已測出的工作電壓。運用「表 2J」此列,即可找出加強絕緣的「額外隔空間隙」(= 1.4mm)。

將步驟 1 和步驟 2 取得的最小隔空間隙相加 ─ 4.0+1.4=5.4,就可得到加強絕緣的最小隔空間隙為 5.4 mm。

本範例中,計算出的隔空間隙小於沿面距離,因此我們可判斷上例設備的間隙,加強絕緣時所需的沿面距離是 7.5mm。

以上範例屬於極為一般的情況,已將任何特定條件除外。具體詳情請參考適用的相關標準。

影響絕緣配置 (Insulation Coordination) 的因素之一 ─ 材料類別

材料類別 (Materials Group) 是根據材料的 CTI 值分類。CTI ─ 比較留痕指數 (Comparative Tracking Index / 單位:(伏特數) 是依據 UL 746C 或 IEC 60112 測試而產生的數據。 UL 認可元件目錄 (Recognized Component Directory) 列出了某些同時符合 UL746C 及 IEC 60112 標準的絕緣膠帶 (Insulated Tapes)。

在決定最小的沿面距離前,除非事先已知隔空間隙路徑中所採用的物料之 CTI 值,否則即設定物料類別為 IIIa 或 IIIb。

若您打算因為更好或更高等級的 CTI 值,而縮小變壓器結構中的最小沿面距離,請注意下列事項:

  1. 絕緣膠帶和加邊膠帶 (Margin Tapes) 的薄膜 (Film) 及粘著面之 CTI 值,必須依據變壓器的結構而有不同的考量。

  2. 最內部線圈 (Winding) 的最小沿面距離,可從加邊膠帶粘著邊或線軸 (Bobbin) 表面等兩個較差的 CTI 值中取得。除了加邊膠帶的 CTI 值外,還必須檢查線軸物料的 CTI 值。

利用較佳的 CTI 值來決定所需的沿面距離可縮減沿面距離的結果。不過,當工作電壓所需隔空間隙大於沿面距離時,您必須以隔空間隙值做為要求的沿面距離值。

以上範例屬於極為一般的情況,已將任何特定條件除外。具體詳情請參考適用的相關標準。UL Logo
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