标准IEC 60669-2-1新旧版本差异解读及电子开关产品常见检测问题分析

2022-02-26 13:46李忠耀郑灌廷
日用电器 2022年1期
关键词:新旧端子装置

李忠耀 郑灌廷 徐 倩

(1.威凯检测技术有限公司 广州 510663; 2.嘉兴威凯检测技术有限公司 嘉兴 314000)

前言

2021年2月,新版标准IEC 60669-2-1:2021(Edition 5.0),“Switches for household and similar fixed electrical installations - Part 2-1:Particular requirements-Electronic control devices”发布,本标准取代IEC 60669-2-1:2015 (Edition 4.2),“Switches for household and similar fixed electrical installations - Part 2-1:Particular requirements -Electronic switches”。本次标准换版,是该标准较为重要的一次修订,标准更加完善。

目前,电子开关已不再局限于传统的控制通断。而是赋予了电子开关更多的人性化的功能,如采用WiFi远程控制、或Zigbee、Bluetooth等进行控制,其可以实现远程控制、照明场景定制、语音控制、环境监控等,并与智能窗帘、智能照明系统等进行配合,实现全屋智能,主要用于家庭、酒店和公寓,是智能家居类产品的中控类产品。

但因电子产品设计结构复杂,功能高度集成。复杂的设计与功能,会带来使用中的各类风险。产品的防触电保护不达标、金属触摸面板的易触带电部件未进行安全隔离,不能保证用电安全;另外,相应元件选型不合理,当出现故障时会有短路等应发火灾的风险。此次新版标准的修订,在于弥补了旧版标准对这一类电子开关(智能产品)的标准要求的不足。

本文通过分析新版标准重点差异章节,解读IEC 60669-2-1新旧版本标准之间的差异,解析新版标准增加及修订的测试项目。同时,通过分析部分典型测试案例,以便于理解标准变更后的新技术要求。

1 新旧版本标准的主要差异介绍

新版标准主要变化是将IEC 60669-2-5所规定的住宅和楼宇电子系统(HBES)用开关的相关要求编入本标准;明确规定了针对预期用于控制LEDs的开关的相关试验和要求;明确规定了电子控制装置的涵盖范围;明确了对带有“looping through function”功能的开关的相关试验要求。新旧标准版本差异如下:

1.1 新旧标准范围差异

新版标准范围增加了住宅和楼宇电子系统(HBES)、建筑自动化控制系统(BACS)开关产品,并与电子开关统称为电子控制装置;增加了额定值为交流250V和直流120V的电子辅助装置(electronic extension units);增加了集成无线电接收机和发射机在内的电子控制装置;进一步明确操作和控制方式,并明确实现形式,如人为操作或物力操作等;增加了电子控制装置预期使用的环境温度下限值;同时标准明确了在IEC 60730和IEC 61058标准内规定的控制器和器具开关不在本文件范围内。

1.2 新旧标准规范性引用文件的差异

新版标准规范性引用文件引用标准进行了增加,如新增IEC 60669-1:2017、IEC 60670(allparts)、IEC 60704-1、IEC 60715、IEC 60990等。对新版标准规范性引用文件引用标准进行了删除,如删除IEC 60065:2001、IEC 60085:1984等。对新版标准规范性引用文件引用标准版本进行了修订,如将“IEC 61000-3-2:2000”改为“IEC 61000-3-2:2018”,“ISO 306:1994”改为“ISO 306:2013”等。

1.3 新旧标准术语和定义的差异(如表1)

表1 术语和定义的差异

1.4 新旧标准试验的一般说明的差异

更换标准中试验所需样品一览表,并再表格内增加注释a到t。明确给出每一个测试章节所需要的具体样品。

1.5 新旧标准额定值的差异

将“优选额定电压”改为“优选的负载电路的额定电压”,并增加注释,明确电子辅助装置的交流或直流电压。

1.6 新旧标准产品分类的差异

新增了电子控制装置的分类类别,新增了根据产品的类型分类,根据被控制的负载类型等进行分类。

1.7 第8章标志

明确根据7.102.1不同分类的开关,其额定电流的标志要求不同,需要标出A或AX;明确关于IP防护等级的第1个特征数字如高于IP4X时,第2个特征数应同时被标志出;第2个特征数字高于IPX2时,第1个特征数应同时被标志出;给出了电子辅助装置(Electronic extension units)的标志要求说明以及新增LED光源负载类型对应的符号:LED。

对开关所接负载为阻性负载和电动机负载同时存在时,则额定电流的标识方法为:阻性负载电流值之后紧跟电动机负载电流值,并用括号分割,例如“16(3)A”,其中16A是针对阻性负载,3A是针对电动机负载。

因此,电子开关类产品按照新版IEC 60669-2-1:2021标准进行设计生产时,要注意标志要求变化,尤其是针对预期用于控制电动机负载的电子开关。

1.8 第10章防触电保护

新增了对特低安全电压等电路的要求,新增接触电流保护要求等。新版IEC 60669-2-1:2021标准修订后,对易触及部件为特低安全电压的部件的考核进行了明确。相关生产企业在设计具有触摸控制电子开关时应注意,易触及部件应是特低安全电压。

1.9 第12章端子

新增对主电路之外的电路中的接线端子的接线容量要求;以及对所接导线横截面积不超过0.5mm2的端子,应满足标准IEC 60999-1要求;以及对符合标准IEC 60998-2-2要求的端子的相关说明。新版IEC 60669-2-1:2021标准修订后,对附加端子以及接线容量较小的如控制信号线用的端子等,增加了额外测试要求。企业设计时应充分考虑。

1.10 第13章结构要求

更改第13.9条,IP代码高于IP20的明装式开关的相关要求:IP防护等级高于IPX4,IPX5和IPX6的开关应该有排水孔;新增第13.103条Free ends of leads关于引线自由端的相关要求。新版IEC60669-2-1:2021标准修订后,明确IP等级大于等于IPX4的电子控制装置,必须增加排水孔;其次对电子开关和HBES/BACS开关的引线的自由端(如果有)可以提前采用压接等方式做预处理,但不得使用预焊锡使得导线末端成为一股。

1.11 第16章绝缘电阻和电气强度

对新版标准中不同电路之间的测试要求给出了更详细的说明。

1.12 第17章温升

明确电子开关和HBES/BACS开关应按正常使用时接上熔断器、断路器或其他限流装置(如果有的话);明确了带有机械开关机构的电子开关和HBES/BACS开关,如继电器,应施加最大额定电流;新增了对带有looping through function功能的开关的相关要求;新增了第17.101Looping through circuit条要求;同时对标准中表101-允许温升值进行了调整。

1.13 第18章分断容量

依据新版标准的要求,针对所接不同负载类型时,所适用的测试项目进行了详细的说明;并新增第18.2 Overload测试要求。

1.1 4第1 9章正常操作

新增了第19.107条用于加热装置的电子开关和HBES/BACS开关的要求;新增了第19.108条关于电动机控制电路中触头机构的要求。

1.15 第20章机械强度

在第20.2条中新增了机械强度试验后的相关要求。当在镜头(用于指示灯的窗口或用于传感装置的观察窗口)上进行测试后,该镜头可能会破裂和/或脱落,相应的试验指不能触及危险的带电部件。

1.16 爬电距离电气间隙和通过密封胶距离

新增了第23.101 Use of enamel wires条,对使用漆包线的要求;新增了第23.102 Separation between circuits条,对电路之间的隔离的要求。

1.17 第26章电磁兼容

修改了标准部分的表述内容,并新增了EMC测试设备示例附录DD。并明确了允许使用专用软件进行测试;对于使用射频(射频频率)的电子控制装置,相应的射频要求应满足所适用的具体国家标准要求;对于使用PL(电源线)的HBES/BACS开关及其电子辅助装置,应满足所适用的特定国家/地区的排放要求。

1.18 第102章元件

修改标准部分表述内容,关键差异如下:修改对电阻器的相关要求,新版第102.4条直接给出对电阻器的试验要求,不再引用IEC 60065第14.1条。

本次修订中所涉及到文书表达方面的勘误,以及标准行文方式的调整,如在标准中相应章节增加子标题并调整条款序号等轻微编辑性差异,本文不再赘述;由于本标准所适用的电子控制装置的涵义范围包括了住宅和楼宇电子系统(HBES)、建筑自动化控制系统(BACS)开关,由此带来的标准条文中的适用产品范围的变化,本文亦不再赘述。

2 电子开关产品常见检测问题分析

根据上文提到,新版标准的主要变化内容,总结出电子开关在依据标准IEC 60669-2-1以及相应国标GB/T16915.2进行检测时,常见的不合格项目如标志、结构、元器件的检查这几个方面进行研究分析,供相应从业人员参考。

2.1 标志检查

常见不合格内容为,制造商或生产厂未按照标准第8章要求,表示出相应的标志。具体为:

1)产品底座上无制造商或销售商的名称或商标或识别标志(见图1所示);

2)未在产品底座上标识出小间隙结构、微间隙结构、半导体开关装置符号(见图1所示);

3)根据产品的实际使用情况,未标识出产品的负载种类符号(见图1所示);

图1 不符合示例

4)产品底座上未准确标识出额定电压值,未按标准要求标识出每一种负载的最小和最大电流,或最小和最大负载(见图2所示);

图2 不符合示例

5)产品电路中带有熔断器的电路板上,未正确标识出熔断器的额定值和类型(见图3所示)。

图3 不符合示例

2.2 结构检查

图4所示的盖板,采用非螺钉固定的方式固定,且在拆卸该盖板时要朝几乎垂直于安装/支承表面的方向施力才能拆卸的盖板。拆掉该盖板后,标准试验指仅能触及绝缘部件,盖板的脱扣力测试为10N;下图所示产品,施加10N的力进行检测,盖板能脱出(见图4所示)。

图4 不符合示例

2.3 电子开关元器件检查

如图5所示,在无过流保护的情况下,安规电容X2直接与L、N端子相连接。根据标准第102章要求,X2安规电容的使用要求,在不串联阻抗的时,应在X2安规电容的前置装有过流保护元件;下图所示产品,未装有过流保护元件。

图5 不符合示例

3 结论

IEC 60669-2-1:2021 "Switches for household and similar fixed electrical installations - Part 2-1:Particular requirements - Electronic control devices" 标准除了试验项目测试变化外,最大的变化是将标准IEC 60669-2-5 所规定的住宅和楼宇电子系统(HBES)用开关的相关要求纳入其中;结合IEC 60669-2-5的相关条款内容,新增BACS(building automation and control systems)等开关名词;以及明确了针对预期用于控制LEDs 的开关的相关试验和要求;明确针对带有“looping through function”功能的开关的相关试验,指火线或火线和零线端子上的装置,用于为安装电路中的其他设备供电;新增条款17.101 对 Looping through circuit 的温升试验,按图102所示的方法加载制造商声称的上游保险丝或断路器的额定电流1 h,端子温升不超过55 K。另外,新增部分测试章节以及对附录进行调整,如新增第103章Electromagnetic fields(EMF)电磁辐射。更改规范性附录Annex A为:针对具有软缆出口和保持装置的电子控制设备的附加要求;更改资料性附录Annex B 为:为协调IEC 60669 与IEC 60228、IEC 60998 和IEC 60999 的要求而在未来计划的修改。新增资料性附录Annex C:电路开发(19.3);新增资料性附录Annex D:绝缘刺穿端子的附加要求;新增资料性附录Annex E:预期用于环境温度低于-5 ℃的开关的附加要求和试验;新增资料性附录Annex DD:测试设置;新增资料性附录Annex EE:中相位切断调光器的电气接口规范相位切断调光照明系统;新增资料性附录Annex FF,并对Annex AA 和CC 进行了调整。

企业在设计产品时,应依据新版标准要求进行充分考虑和严格要求。通过上文对新旧标准差异解读以及对电子开关常见检测问题的研究分析,能够帮助企业对新版标准的换版有一个全面的认识与了解,在开发和检测认证阶段能够加快进度,缩小企业生产成本,提高效率。

随着科技的发展,人民生活水平的提高,对电子开关产品的要求也越来越严格,产品功能多元化的要求也越来越多。因此,新版标准的换版,在满足了市场的消费需求的同时,对产品标准的检测要求进行了规范和调整。总体上,电子开关在其产品功能和技术上将会不断创新,在提高产品质量的基础下,追求新的功能和新的技术要求,是行业未来的发展方向。

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