工業(yè)電源安全標(biāo)準(zhǔn)解析

在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，負(fù)載(設(shè)備和機(jī)械)及人員的安全至關(guān)重要。電源當(dāng)然是這些系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。然而，如果管理不當(dāng)，它們也可能帶來(lái)潛在風(fēng)險(xiǎn)。本文將討論工業(yè)環(huán)境中與電源相關(guān)的設(shè)備和人員的安全要求。

工業(yè)自動(dòng)化中使用的電源需要采取多重防護(hù)措施。單獨(dú)來(lái)看，這些防護(hù)措施各自適用于不同的操作領(lǐng)域;而綜合來(lái)看，它們又相輔相成，共同提供適當(dāng)級(jí)別的防護(hù)，防止事故發(fā)生、設(shè)備損壞和人員受傷。

什么是安全等級(jí)、區(qū)域和分區(qū)?

為了提供適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)等級(jí)，需要精確定義工業(yè)環(huán)境的不同方面及其相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。多個(gè)防護(hù)分類涵蓋不同的操作區(qū)域。

安全等級(jí) (I、II、III) 定義了防電擊的防護(hù)等級(jí)。I 類設(shè)備必須接地;II 類設(shè)備具有雙重絕緣;III 類設(shè)備在足夠低的電壓下運(yùn)行，以避免電擊風(fēng)險(xiǎn)。

危險(xiǎn)場(chǎng)所根據(jù)類別和分區(qū)系統(tǒng)(北美) 或區(qū)域系統(tǒng)(國(guó)際)進(jìn)行分類，指示該場(chǎng)所存在易燃?xì)怏w、蒸汽或粉塵。

溫度等級(jí)(T1 至 T6)表示最大安全表面溫度，防護(hù)等級(jí) (IP) 規(guī)定了對(duì)灰塵和水的防護(hù)，確保設(shè)備能夠承受環(huán)境條件。

外殼的防護(hù)等級(jí)

根據(jù)使用場(chǎng)所對(duì)電源外殼進(jìn)行評(píng)估。 ATEX(爆炸性環(huán)境)是歐洲標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)注根據(jù)區(qū)域評(píng)級(jí)在潛在爆炸環(huán)境中使用的設(shè)備。ATEX 外殼的設(shè)計(jì)目的是防止環(huán)境氣體被點(diǎn)燃，并包含防爆功能和阻火器。該標(biāo)準(zhǔn)的重點(diǎn)是防止設(shè)備產(chǎn)生火花或過(guò)熱，從而避免點(diǎn)燃易爆材料。

IEC Ex 是針對(duì)爆炸性環(huán)境中所使用設(shè)備的國(guó)際認(rèn)證系統(tǒng)，為安全提供全球標(biāo)準(zhǔn)。它統(tǒng)一了各國(guó)的認(rèn)證方法，確保設(shè)備符合嚴(yán)格的防爆安全要求。IEC Ex 涉及廣泛的危險(xiǎn)環(huán)境，并強(qiáng)調(diào)測(cè)試和認(rèn)證的國(guó)際一致性。

NEMA(美國(guó)國(guó)家電氣制造商協(xié)會(huì))：NEMA 外殼主要用于北美，側(cè)重于保護(hù)設(shè)備免受灰塵、濕氣和極端溫度等環(huán)境因素的影響，而非爆炸性環(huán)境的影響。NEMA 等級(jí)從 NEMA 1(通用防護(hù))到 NEMA 13(要求防水防塵的嚴(yán)苛條件)。

工業(yè)電源安全標(biāo)準(zhǔn)

工業(yè)電源有三個(gè)重要的安全標(biāo)準(zhǔn)，分別是 UL 60947、EN/IEC 61010-2-201 和 EN/IEC UL 62368-1。大多數(shù)RECOM AC/DC和DC/DC 電源符合這些標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)或多個(gè)。

UL 60947 是由美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室 (Underwriters Laboratories, UL) 制定的工業(yè)控制設(shè)備(包括工業(yè)電源)的安全標(biāo)準(zhǔn)。它概述了電氣、機(jī)械和防火安全要求，以確保用于工業(yè)控制系統(tǒng)的電源的安全運(yùn)行。UL 60947 涵蓋了過(guò)流保護(hù)、絕緣、溫度等級(jí)和環(huán)境阻力等方面，確保電源能夠經(jīng)受工業(yè)環(huán)境的嚴(yán)峻考驗(yàn)。符合 UL 60947 表示電源已通過(guò)安全性和可靠性測(cè)試，證明其符合保護(hù)工業(yè)應(yīng)用中設(shè)備和人員的必要標(biāo)準(zhǔn)。

IEC 62368-1 是針對(duì)音頻、視頻、信息和通信技術(shù)設(shè)備(包括工業(yè)電源)的安全標(biāo)準(zhǔn)。與之前基于事故的標(biāo)準(zhǔn)不同，EN/IEC 62368-1 采用基于危害的方法，通過(guò)根據(jù)能量源造成危害的可能性進(jìn)行分類，規(guī)定針對(duì)這些能量源的防護(hù)措施，并為這些防護(hù)措施的應(yīng)用和要求提供指導(dǎo)，以識(shí)別和減輕電擊、火災(zāi)和熱損傷等潛在風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于工業(yè)電源，該標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)規(guī)定絕緣、過(guò)流保護(hù)、溫度控制和機(jī)械穩(wěn)定性等要求，確保對(duì)這些危害的充分防護(hù)。IEC 62368-1 取代了 EN 60950-1(信息技術(shù)設(shè)備)和EN 60065(音頻、視頻和類似電子設(shè)備)等舊標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了舊標(biāo)準(zhǔn)覆蓋的所有產(chǎn)品，并增加了其他產(chǎn)品。

IEC 61010-2-201 為用于測(cè)量、控制和實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的控制設(shè)備(包括工業(yè)電源)制定了安全要求。其中關(guān)鍵的幾個(gè)方面包括：電氣安全(絕緣、爬電距離和電擊保護(hù))、熱管理(過(guò)溫保護(hù)和溫升限制)以及機(jī)械安全(外殼強(qiáng)度和部件可及性)。該標(biāo)準(zhǔn)還涵蓋環(huán)境保護(hù)(防塵、防潮和耐腐蝕能力)和功能安全(可靠的控制功能和冗余)。合規(guī)性確保電源在工業(yè)環(huán)境中安全可靠，防止設(shè)備損壞，并保護(hù)人員免受電氣危害。

以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)有何不同?IEC 62368-1 標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍更廣，而 IEC 61010-2-201 標(biāo)準(zhǔn)則更專注于工業(yè)環(huán)境。IEC 62368-1 標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重于為通用電子設(shè)備(包括消費(fèi)類和辦公環(huán)境)采用基于危害的安全工程方法。它強(qiáng)調(diào)根據(jù)能量等級(jí)分類來(lái)防止?jié)撛趥?，適用于一般用途。

相比之下，IEC 61010-2-201 標(biāo)準(zhǔn)提供了專門針對(duì)工業(yè)控制設(shè)備(包括工業(yè)電源)的詳細(xì)安全要求。該標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)工業(yè)環(huán)境量身定制，重點(diǎn)關(guān)注電氣、機(jī)械和環(huán)境耐用性，并假設(shè)用戶已經(jīng)過(guò)培訓(xùn)以及使用條件更為危險(xiǎn)。

什么是 LPS 認(rèn)證?為什么它很重要?

LPS 表示有限電源 (Limited Power Source)。LPS 認(rèn)證的電源專為滿足特定的安全要求而設(shè)計(jì)，以降低電擊或火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。這些電源受到 IEC 62368-112 等標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)管。

LPS 認(rèn)證電源的關(guān)鍵特性包括：

電壓和電流限制。LPS 認(rèn)證對(duì)輸出電壓和電流進(jìn)行了嚴(yán)格限制。例如，輸出電壓通常小于或等于 30VDC 或 30VACrms，且最大短路電流限制為 8A。

功率限制。即使在故障條件下，最大輸出功率也限制在 100W 以內(nèi)。

安全特性。LPC 電源通常包含過(guò)流保護(hù)裝置，如保險(xiǎn)絲或斷路器，以限制提供給負(fù)載的電流。

這些限制確保 LPS 認(rèn)證電源極不可能引起觸電或火災(zāi)，從而提高了在各種應(yīng)用中的使用安全性。

RECOM 的 RACM90-K AC/DC 電源系列 提供 90 W 輸出，并根據(jù)醫(yī)療、ITE、工業(yè)和家用市場(chǎng)的安全標(biāo)準(zhǔn)通過(guò) LPS 認(rèn)證。憑借符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 2”x4” 尺寸，可以作為開(kāi)放電路板或帶外殼的形式提供。其輸入范圍寬，涵蓋 100VAC 至 240VAC，且輸出電壓十分穩(wěn)定。該系列產(chǎn)品符合 EMC 標(biāo)準(zhǔn) EN55032 B 級(jí)并留有較大的安全裕度，可輕松實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。該系列產(chǎn)品還包含板載雙保險(xiǎn)絲，對(duì)安裝 3 級(jí)和過(guò)壓類別 OVCIII 具有浪涌抗擾性。該系列產(chǎn)品已經(jīng)獲得海拔 4000 米的安全認(rèn)證，工作溫度范圍寬，是市場(chǎng)上最通用的產(chǎn)品之一。

結(jié) 論

在工業(yè)自動(dòng)化中，確保設(shè)備和人員的安全是一項(xiàng)復(fù)雜且涉及多個(gè)層面的任務(wù)。針對(duì)電源本身、電源外殼及其運(yùn)行環(huán)境的監(jiān)管，有多項(xiàng)安全標(biāo)準(zhǔn)。RECOM 的所有電源均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。RECOM 的 RACM90-K 系列不僅通過(guò) LPS 認(rèn)證，還通過(guò)其他多項(xiàng)安全認(rèn)證，適用于對(duì)安全要求最為嚴(yán)苛的醫(yī)療和工業(yè)應(yīng)用。