音频、视频、信息和通信技术设备电引起的伤害检测技术内容

1. 检测项目分类及技术要点

电引起的伤害主要指触电（电击）和能量危险，检测需覆盖设备在正常条件和单一故障条件下的安全性。检测项目主要分为以下类别：

1.1 防电击保护

• 接触电流（又称泄漏电流）： 测量在正常工作或单一故障条件下，流经人体或动物体的模拟电流。技术要点包括：

  • 使用符合标准（如IEC 60990）的测量网络（如感知电流/反应电流网络、摆脱电流网络）。

  • 测试在设备额定电压、最不利电源极性、以及湿热处理（通常为93%±3% RH，40℃±2℃，48小时）后进行。

  • 测量点包括所有可触及部件（如外壳、端口、控制旋钮）与参考地之间。限值通常为交流0.25mA（峰值）至3.5mA（峰值），直流2mA至10mA，具体取决于设备类型和接触条件。

• 抗电强度（电气强度）： 评估绝缘材料的耐压能力。技术要点包括：

  • 在指定绝缘路径（如基本绝缘、附加绝缘、加强绝缘）上施加规定的高压（交流有效值通常为1kV至4kV，或等效直流电压）。

  • 电压以平稳或分段方式升至规定值，并保持60秒。试验期间不得出现击穿或重复飞弧。

  • 测试通常在湿热处理后进行，以评估绝缘在潮湿环境下的性能。

• 绝缘电阻： 测量绝缘材料的直流电阻，作为绝缘质量的辅助指示。通常在施加500V直流电压下测量，限值一般不低于2MΩ（基本绝缘）或7MΩ（加强绝缘）。

• 保护接地和连接电阻： 评估保护接地导体的有效性。技术要点包括：

  • 使用频率为50/60Hz、空载电压不超过12V的交流电源，提供至少10A的试验电流，持续规定时间。

  • 测量保护接地端子与需要接地的可触及金属部件之间的电压降，计算电阻值。电阻限值通常不超过0.1Ω（对于大电流设备可能更低，如0.05Ω）。

1.2 能量危险防护

• 危险能量等级评估： 检测可触及的电路或部件中存储的能量是否构成危险。技术要点包括：

  • 测量可触及端子或部件的电容和电压，计算存储能量：E = 0.5 * C * U²。

  • 限值参考IEC 62368-1标准，例如，对于持续时间小于2秒的接触，可触及电压高于2V的电路，存储能量不应超过20J。

• 限电源（LPS）要求验证： 评估设备内部可能提供安全隔离或限能的电源或电路是否符合限电源特性。技术要点包括：

  • 在正常负载和单一故障条件下，测量输出回路的电压、电流和功率。

  • 依据标准曲线和表格判断是否符合限值要求，以确保在过载或短路时输出受到限制，降低着火和电击风险。

1.3 结构安全要求检查

• 电气间隙、爬电距离和绝缘穿透距离： 确保不同电位导电部件之间有足够的空间距离，以防止击穿和漏电起痕。技术要点包括：

  • 依据设备的工作电压、污染等级、材料组别和绝缘类别，查标准表格确定最小距离要求。

  • 使用测量工具（如卡尺、塞规、光学投影仪）进行精确测量。对于印制板，需考虑导体涂覆的影响。

• 元器件和布线的评估： 确认关键安全元器件（如保险丝、隔离变压器、光电耦合器、压敏电阻）符合相关标准，安装牢固，布线合理，无锐边毛刺。

2. 各行业检测范围的具体要求

检测范围依据设备类型、应用场景和适用标准确定，主要行业要求如下：

2.1 消费类电子设备（如智能电视、音响、手机充电器）

• 标准依据： IEC/EN 62368-1， IEC/EN 60065（传统音视频设备）。

• 具体要求： 重点关注用户可接触的端口（如音频接口、USB端口、耳机口）的接触电流和能量危险。手持式、可携带设备要求更严格。电池供电设备需考虑充电和外部供电两种模式。

2.2 信息技术设备（如计算机、服务器、打印机、路由器）

• 标准依据： IEC/EN 62368-1， IEC/EN 60950-1（传统IT设备）。

• 具体要求： 关注多种接口（如网口、VGA/HDMI、Type-C）的防电击保护。服务器等设备需评估维护人员接触内部危险带电部件的可能性。保护接地连续性要求高。对于含有大容量电容的设备（如电源单元），需验证放电时间和能量危险。

2.3 专业音视频设备（如调音台、专业功放、广播摄像机）

• 标准依据： IEC/EN 62368-1， IEC/EN 60065。

• 具体要求： 常工作在复杂电磁环境和不同供电条件下，需评估多种工作模式的安规性能。设备可能具有更高的输出功率和电压，能量危险评估尤为重要。连接器种类繁多（如XLR， BNC， SpeakON），需逐一测试。

2.4 通信设备（如基站设备、交换机、光传输设备）

• 标准依据： IEC/EN 62368-1， IEC/EN 60950-1， 行业标准如ETSI EN 300 132（供电）。

• 具体要求： 常采用-48V直流供电或高压交流供电，需评估两种供电方式下的安全。设备机柜的接地系统（保护地、工作地）需重点检查。安装在户外的设备需满足更高的防护等级（IP代码）和绝缘要求，以应对潮湿、灰尘环境。

2.5 医疗器械中的音视频与信息技术部件

• 标准依据： IEC 60601-1（主体安全标准）， 相关专用标准。

• 具体要求： 电击防护要求极高，分为B型（体表）、BF型（体腔接触）、CF型（心脏接触）设备。患者漏电流和辅助漏电流限值非常严格（如CF型对地漏电流正常状态10μA， 单一故障状态50μA）。需考虑医疗环境下可能出现的特殊故障情况（如除颤器放电、高频手术设备干扰下的安全性）。

3. 检测仪器的原理和应用

3.1 接触电流测试仪

• 原理： 内置符合IEC 60990标准的人体模拟阻抗网络（如加权感知/反应电流网络）。通过高精度、高输入阻抗的测量电路，测量在设备施加工作电压时，流经该网络的电流有效值或峰值。

• 应用： 用于测量各类设备的接触电流（泄漏电流）。仪器通常可设置不同的测量网络和限值，自动进行峰值、有效值测量，并判断是否合格。

3.2 电气强度/绝缘电阻测试仪（耐压测试仪）

• 原理：

  • 耐压测试部分： 产生可调的高压交流或直流输出，施加于被测绝缘体两端。通过监测流过绝缘体的电流（漏电流）是否超过预设阈值来判断是否击穿。

  • 绝缘电阻部分： 通常输出500V或1000V直流测试电压，测量流过绝缘体的微小电流，通过欧姆定律计算并显示电阻值。

• 应用： 进行抗电强度试验和绝缘电阻测试。具有缓升、定时、击穿报警和电弧侦测功能。

3.3 接地电阻测试仪

• 原理： 采用电流-电压降法。仪器内部产生一个恒定的交流测试电流（通常≥10A或25A），该电流流过被测接地路径，仪器测量路径两端的电压降，并直接计算出电阻值（R = U / I）。

• 应用： 专门用于测量保护接地导体、连接端子与可触及金属部件之间的连接电阻。

3.4 存储能量测试装置

• 原理： 通常由高压探头、高精度电容表、电压表和计算单元组成。首先测量危险可触及电路对地的电压和等效电容，然后由仪器内置程序或根据公式计算存储的能量。

• 应用： 用于评估电容器、高压总线等部件的危险能量等级。

3.5 电气间隙与爬电距离测量工具

• 原理：

  • 机械式： 使用标准塞规、卡尺、高度规进行接触式测量。

  • 光学式： 使用工具显微镜、光学投影仪或带测量软件的高速相机进行非接触式测量，通过图像处理和标定来计算距离。

• 应用： 在设备结构检查中，精确测量PCB板上的导体间距、元件引脚间距以及外壳内部不同部件间的距离。

3.6 示波器与功率分析仪

• 原理： 示波器捕获电压/电流随时间变化的波形；功率分析仪可精确测量电压、电流、功率、功率因数等参数。

• 应用： 在验证限电源（LPS）特性时，用于测量输出电压、电流波形，计算输出功率和电流限值。也用于分析故障条件下的电气参数变化。

通过上述系统化的检测项目、针对性的行业要求和精密的仪器应用，可以全面评估音频、视频、信息和通信技术设备在防止电引起伤害方面的安全性能，确保其符合国际和国家安全标准。