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IEC 60335-1 erklärt: Sicherheitsnormen für Haushaltsgeräte

19. Mai 2020 von Ron Stull – Lesezeit: 6 Minuten

IEC 60335-1 erklärt: Sicherheitsnormen für Haushaltsgeräte

IEC 60335-1 ist Teil 1 einer internationalen Norm, die sich mit den allgemeinen Anforderungen an elektrische/elektronische Haushaltsgeräte und ähnliche Anwendungen befasst. Die Norm umfasst Geräte mit Nennspannungen bis zu 250 V für einphasig und bis zu 480 V für mehrphasig. Durch die Entwicklung des IoT, der Haushaltsgeräte und der Idee des Smart Home wurde die Sicherheit von Haushaltsgeräten wichtiger denn je. Geräte, die früher relativ einfache Maschinen waren, umfassen heute eine Vielzahl von elektronischen Schaltungen, die grafische Anzeigen, drahtlose Kommunikation, Softwareschnittstellen und andere Funktionen ermöglichen, die alle zur Gesamtsicherheit des Produkts beitragen.

Zusätzlich zu den allgemeinen Anforderungen von Teil 1 gibt es einen Teil 2 der Norm, der zusätzliche Anforderungen für einige spezifische Gerätetypen festlegt, wie z. B. elektrische Bügeleisen, die von IEC 60335-2-3 abgedeckt werden. Aufgrund der Vielfalt der Geräte, die in einem Haushalt zu finden sind, wurden in Teil 2 über 100 Gerätetypen genannt.

Abbildung von intelligenten Geräten – Kühlschrank und Toaster
Abb. 1: (Links) Intelligenter Kühlschrank mit hochauflösendem Display und Wi-Fi-Konnektivität. (Rechts) Intelligenter Toaster mit LCD-Touchscreen.

Harmonisierung in Europa und Nordamerika

In Nordamerika wurde IEC 60335-1 als Grundlage für eine trinationale Norm zwischen den Vereinigten Staaten (UL 60335-1), Kanada (CAN/CSA-C22.2 Nr. 60335-1) und Mexiko (NMX-J-521/1-ANCE) verwendet. In den USA ist UL 60335-1, das sich in der 6. Auflage befindet, im Rahmen der Teilnahme an der HOUS-Kategorie des IECEE CB Scheme mit IEC 60335-1 harmonisiert. Die Vereinigten Staaten erkennen jedoch nicht alle der Teil-2-Normen an. Die Anforderungen von Teil 2 haben Vorrang vor den in Teil 1 dargelegten allgemeinen Anforderungen.

In Europa ist die harmonisierte Norm EN 60335-1 und definiert, wie Geräte den europäischen Richtlinien, wie z. B. der Niederspannungsrichtlinie, entsprechen können. Im Gegensatz zu den Vereinigten Staaten erkennt die EU die meisten, wenn nicht sogar alle, der Normen 100+ Teil 2 an, die sich auf bestimmte Produkte beziehen.

Auswirkungen auf das Netzteildesign

Bei der Beurteilung einer neuen Norm ist es hilfreich, die Anforderungen mit einer bereits bekannten Norm zu vergleichen. Die vielleicht häufigste Produktkategorie für externe Adapter und Netzteile ist die der Informations- und Technologiegeräte (ITE). Diese Kategorie, die einst nach IEC 60950 genormt war und jetzt nach IEC 62368 genormt ist, ist in der Regel der Maßstab, mit dem die meisten anderen Netzteilstandards verglichen werden. Im Folgenden vergleichen wir einige gängige Anforderungen, die sich auf das Design eines Netzteils auswirken können.

Kriechweg und Abstände

Einer der ersten Unterschiede liegt in Kriechweg und Abständen. Der Kriechweg ist der kürzeste Weg zwischen zwei leitenden Teilen entlang der Oberfläche der Isolierung (Abbildung 2). Der Abstand ist der Abstand zwischen zwei leitenden Teilen in der Luft (Abbildung 3). Die jeweiligen Anforderungen sind abhängig von der Arbeitsspannung und der Art der Isolierung (Basis vs. verstärkt). In vielen Fällen sind die Anforderungen die gleichen, aber in bestimmten Fällen können die Anforderungen mehr oder weniger streng sein. Z. B. erfordert IEC 60950-16,4 mm Kriechweg für verstärkte Isolierung, wenn die Arbeitsspannung zwischen 250 V und 300 V liegt, während IEC 60335-1 für die gleichen Bedingungen 8,0 mm vorschreibt. Die Abstandsanforderung für die gleiche Situation beträgt jedoch 4,0 mm für IEC 60950-1 und nur 3,5 mm für IEC 60335-1.

Diagramm zur Darstellung des Kriechwegs
Abb. 2: Kriechweg
Diagramm zur Darstellung des Abstands
Abb. 3: Abstand

Isolationsspannung

Ein weiterer Unterschied liegt in den Isolierungsanforderungen. Die Isolierspannung ist die höchste Spannung, die kurzzeitig zwischen Eingang und Ausgang oder Chassis eines Netzteils angelegt werden darf. Oberhalb dieses Wertes kann die Isolierung zusammenbrechen und Strom zu fließen beginnen. Dies ist nicht mit der Arbeitsspannung zu verwechseln, die die maximale Spannung ist, die kontinuierlich über eine Isolierbarriere angelegt werden darf. Die erforderliche Isolierspannung hängt von der Lage der Isolierung ab; Eingang zum Ausgang, Eingang zur Masse oder Ausgang zur Masse. Für IEC 60950-1 gibt es feste Werte für jeden Punkt, wobei die Eingangs-/Ausgangsanforderung 3 Kv beträgt. Die Anforderung von IEC 60335-1 hängt von der Arbeitsspannung ab. Zum Beispiel beträgt die Eingangs-zu-Ausgangsleistung 2,4 kV plus die mit 2,4 multiplizierte Arbeitsspannung. Außerdem verlangt IEC 60950-1 für die Anforderung Ausgang gegen Erde 500 V, während IEC 60335-1 keine Anforderung stellt.

Leckstrom

Leckstrom ist der Strom, der im Schutzleiter oder Chassis fließt. Wenn keine Massenverbindung besteht oder diese unterbrochen ist, kann dieser Leckstrom durch den menschlichen Körper fließen, weshalb es wichtig ist, ihn zu begrenzen. Wenn es um den Leckstrom geht, gibt es nicht nur einen Unterschied im zulässigen Strom, sondern auch in der Klassifizierung der Geräte. IEC 60950-1 klassifiziert Geräte als handgehaltene, bewegliche oder ortsfeste Geräte, während IEC 60335-1 zwei Kategorien identifiziert: tragbare Geräte und stationäre Geräte. Tragbare Geräte weisen die gleichen Anforderungen wie Handgeräte auf (0,75 mA), während stationäre und bewegliche Geräte der IEC 60950-1 die gleichen Anforderungen wie die stationären Geräte der IEC 60335-1 (3,5 mA) aufweisen.

Sonstige Unterschiede

Die zusätzliche Komplexität moderner Haushaltsgeräte führt zu einer größeren Anzahl potenzieller Fehler, die auftreten können. Einige davon können andere Sicherheitsvorkehrungen innerhalb des Geräts beeinträchtigen. In Anerkennung dessen betrachtet die IEC nicht nur einzelne Fehler, sondern Fehler in Verbindung mit anderen Fehlern.

Die Umgebung, in der ein ITE-Gerät verwendet wird, kann sich stark von der eines Haushaltsgeräts unterscheiden, insbesondere wenn es um das Vorhandensein von Wasser geht. Je nach Gerät ist es zu erwarten, dass eine Menge Feuchtigkeit in oder um diese Geräte vorhanden sein kann. Um dem Rechnung zu tragen, gibt es in IEC 60335 eine Anforderung an die Feuchtigkeitsbeständigkeit, die sogenannte IP-Schutzart, für den Schutz, den ein elektrisches Gehäuse vor Festkörpern und Flüssigkeiten bietet. Die Anforderung ist abhängig von der Geräteklassifizierung gemäß IEC 60529, einer internationalen Norm, die verschiedene Schutzniveaus definiert.

Fazit

Die zunehmende Anzahl und wachsende Komplexität intelligenter Geräte hat die Anzahl und Arten von Geräten erhöht, die der Norm IEC 60335-1 unterliegen. Mit der Entwicklung der Geräte hat sich auch der Sicherheitsstandard weiterentwickelt – mit neueren Ausgaben und einer größeren Anzahl von Geräten, die in Teil 2 genannt werden.

Kategorien: Sicherheitskonformität

Zusätzliche Ressourcen


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Ron Stull

Ron Stull

Stromversorgungsingenieur

Seit Ron Stull 2009 zu CUI kam, hat er eine Reihe von Kenntnissen und Erfahrungen in den Bereichen der analogen und digitalen Stromversorgung sowie der AC/DC- und DC/DC-Energieumwandlung gesammelt. Er spielt eine Schlüsselrolle im Engineering-Team von CUI, mit Verantwortlichkeiten wie Anwendungsunterstützung, Test und Validierung sowie Design. Außerhalb der Energietechnik spielt Ron Gitarre, joggt und unternimmt mit seiner Frau Ausflüge in die Natur. Sie haben vor, alle US-Nationalparks zu besuchen.

 
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