IEC 61010: Dlaczego ma to znaczenie
Elektryczność może spowodować porażenie prądem elektrycznym, poparzenie, a nawet śmierć, dlatego codzienna praca z nią może być bardzo niebezpieczna. Dlatego też kluczowe znaczenie dla ochrony elektryków przed potencjalnymi wypadkami mają środki ochrony, takie jak odpowiednia odzież, rękawice i buty. Jednak mniej oczywistym, ale równie istotnym środkiem ostrożności jest odpowiednia konstrukcja każdego sprzętu testowego używanego do konserwacji układów elektrycznych.
Norma Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej (IEC) 61010 obejmuje wymagania bezpieczeństwa dotyczące elektrycznych przyrządów pomiarowych, automatyki i urządzeń laboratoryjnych. Zawiera wymagania dotyczące testowania i pomiaru obwodów oraz przyrządów. Wszystkie przyrządy powinny spełniać co najmniej wymogi tej normy. Poniższy dokument zawiera przegląd kluczowych elementów normy.
Opis ogólny
Norma IEC 61010 została po raz pierwszy opublikowana w 1990 roku. Celem normy jest zminimalizowanie zagrożeń dla operatorów, otoczenia i sprzętu. Norma składa się z wielu części (-01, -02-030, -02-032, -031 itp.), które mają zastosowanie do przyrządów testowych. Na przestrzeni lat dokonano aktualizacji i zmian technicznych w normie, aby nadążyć za zmieniającymi się technologiami i doświadczeniem w zakresie zastosowań w terenie.
Proste przestrzeganie normy IEC 61010 często nie wystarcza, aby zagwarantować bezpieczeństwo we wszystkich sytuacjach. Posiadanie umiejętności i znajomość odpowiednich norm ma kluczowe znaczenie dla projektowania przyrządów, które będą „bezpieczne w terenie”. Norma nie jest czarno-biała; wymaga oceny w oparciu o przewidywalne nadużycia i wynika z rzeczywistych doświadczeniach w zakresie potencjalnych źródeł zagrożenia.
Docelowe środowisko pracy przyrządów jest czynnikiem spełniającym wymagania normy. Wymagania dotyczące ochrony przed określonymi zagrożeniami:
- Ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym
- Ochrona przed zagrożeniami mechanicznymi
- Odporność na naprężenia mechaniczne
- Ochrona przed rozprzestrzenianiem się ognia
- Odporność na ciepło
- Ochrona przed niebezpieczeństwem związanym z płynami
- Ochrona przed promieniowaniem
- Ochrona przed uwolnionym gazem
Wymagania bezpieczeństwa normy IEC 61010 nie obejmują następujących elementów:
- Niezawodne działanie, wydajność lub inne właściwości sprzętu niezwiązane z bezpieczeństwem
- Skuteczność opakowania transportowego
- Wymagania dotyczące kompatybilności elektromagnetycznej
- Środki ochronne w atmosferach zagrożonych wybuchem
Wymagania dotyczące ochrony określone w normie IEC 61010 służą jako podstawowe wytyczne, które opierają się na innych normach wpływających na bezpieczną konstrukcję przyrządów. Przyjrzyjmy się poszczególnym wymaganiom.
Ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym
Ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym jest utrzymywana w warunkach normalnych i w warunkach pojedynczych usterek. Warunki pojedynczych usterek obejmują zwarcia, przerwy w obwodzie, usterki uziemienia i przeciążenia. Przykładowo, do zwarcia dochodzi, gdy występuje nieplanowana niska rezystancja pomiędzy dwoma punktami w obwodzie, która może spowodować przepływu nadmiernego prądu.
Dwa słowa kluczowe w zapobieganiu porażeniom to „upływ” i „odstęp” Upływ to najkrótsza odległość pomiędzy dwoma punktami o różnym potencjale elektrycznym wzdłuż powierzchni materiału izolacyjnego. Odstęp to najkrótsza odległość w powietrzu pomiędzy dwiema częściami przewodzącymi. Części przewodzące o znacznej różnicy napięć muszą znajdować się w bezpiecznej odległości względem siebie, w przeciwnym razie może wystąpić usterka powodująca łuk elektryczny. Usterki powodujące łuk elektryczny prowadzą do uszkodzeń obwodu, przegrzania i pożaru, a także stwarzają poważne zagrożenie porażeniem prądem elektrycznym użytkownika.
Ochrona przed zagrożeniami mechanicznymi
Norma zabrania stosowania sprzętu w celu ochrony przed zagrożeniami, takimi jak:
- Ostre krawędzie, które mogą spowodować skaleczenia
- Ruchome części, które mogą zgnieść części ciała lub przebić skórę
- Niestabilny sprzęt, który może spaść na osobę podczas użytkowania lub przenoszenia
- Upadek sprzętu spowodowany pęknięciem części nośnej
- Części wyrzucone ze sprzętu testowego
Odporność na naprężenia mechaniczne
Urządzenie musi być odporne na próby statyczne, uderzenia i upuszczenia przeprowadzone zgodnie z normą. Po przeprowadzeniu testów urządzenie jest sprawdzane pod kątem izolacji i skuteczności wszystkich innych części obudowy. Urządzenie jest również sprawdzane w celu ustalenia, czy:
- Nie stwierdzono wycieków substancji żrących lub szkodliwych
- Obudowy nie mają pęknięć, które mogłyby spowodować zagrożenie
- Odstępy elektryczne nie są mniejsze niż ich dopuszczalne wartości
- Izolacja wewnętrznych przewodów pozostaje nieuszkodzona
- Bariery ochronne niezbędne dla bezpieczeństwa nie zostały uszkodzone, poluzowane ani przemieszczone
- Żadne ruchome części nie są odsłonięte
- Nie stwierdzono uszkodzeń, które mogłyby spowodować rozprzestrzenianie się ognia.
Przyrząd musi być w stanie przetrwać wypadki, np. wypadnięcie z wózka, a także pęknięcia. Nawet niewielkie pęknięcia mogą spowodować powstanie niewidocznej ścieżki elektrycznej, narażając użytkownika na niebezpieczeństwo.
Ochrona przed rozprzestrzenianiem się ognia
W warunkach normalnych oraz w warunkach pojedynczych usterek pożar nie może rozprzestrzenić się poza sprzęt. Zgodność jest testowana na trzy różne sposoby:
- Testowanie w warunkach pojedynczych usterek, które powodują rozprzestrzenianie się ognia poza sprzęt.
- Weryfikacja usunięcia lub zmniejszenia źródeł zapłonu w sprzęcie. Bardzo ważne jest, aby izolacja i wszelkie fizyczne bariery elektryczne pomiędzy częściami spełniały określone wymagania.
- Sprawdzenie, czy w przypadku wystąpienia ognia pozostanie on wewnątrz sprzętu. Sprzęt i obudowa muszą spełniać wymagania konstrukcyjne, w tym złącza i materiał izolacyjny o klasie palności V-2 lub wyższej. Izolowane przewody i żyły muszą zapobiegać rozprzestrzenianiu się ognia. Obudowa musi zapewniać odpowiednią sztywność.
W przypadku obudów z tworzyw sztucznych dodatki ognioodporne mogą zwiększyć podatność obudowy na uszkodzenia mechaniczne.
Odporność na ciepło
Zagrożenia spowodowane przez wysokie temperatury nie są rzadkimi zagrożeniami. Obudowy niemetalowe muszą być odporne na podwyższone temperatury. Ta część normy określa materiały stosowane w obudowach przyrządów.
Ochrona przed płynami i ciałami stałymi
Sprzęt musi być zaprojektowany w taki sposób, aby zapewnić operatorowi ochronę przed niebezpieczeństwami związanymi z płynami i ciałami stałymi obcymi występującymi podczas normalnego użytkowania. Normalne użytkowanie zależy od doświadczenia w użytkowaniu. Musi być zaprojektowany z uwzględnieniem ochrony przed wnikaniem ciał obcych. Obecność obcych osadów na elementach izolacyjnych może prowadzić do zagrożenia, a nagromadzenie ciał obcych może spowodować rozprzestrzenianie się ognia.
Ochrona przed promieniowaniem i ciśnieniem dźwiękowym
Sprzęt elektroniczny musi zapewniać ochronę przed wpływem promieniowania ultrafioletowego, jonizującego i mikrofalowego wytwarzanego wewnętrznie.
Ochrona przed wyzwolonymi gazami i substancjami
Urządzenie nie może uwalniać niebezpiecznych ilości substancji. Norma ta obejmuje trujące lub szkodliwe gazy w warunkach normalnych lub w warunkach pojedynczych usterek. W przypadku uwolnienia substancji niebezpiecznych operatorzy nie mogą być bezpośrednio narażeni na określoną ilość substancji.
Wnioski
Jeśli bezpieczeństwo użytkownika stanowi problem, podstawą dla projektowania przyrządów elektrycznych powinna być norma IEC 61010. Prowadzi to do trzech głównych obszarów procesu projektowania:
- Elementy konstrukcji elektrycznej
- Materiały
- Elementy konstrukcji mechanicznej
Istnieją powiązane normy i narzędzia, które dodatkowo odnoszą się do każdego z tych obszarów, aby zapewnić maksymalne bezpieczeństwa użytkownika.
Norma nie istnieje w próżni. Proste projektowanie zgodnie z normą bez znajomości środowiska użytkowania i testów nie wystarczy. Jeśli jesteś użytkownikiem przyrządu testowego, zapoznaj się z normą i wykorzystaj ją do zadawania właściwych pytań.
