低電壓指令的測試

一、 前言

本文將介紹歐聯最新版本的低電壓指令及說明如何滿足新指令的要求，重點將放在包含測試報告的 CE 技術文件的要求，以協助廠商因應 LVD 指令。本文簡要的陳述指令的一般要求，而后，把焦點放在測試要求上，并提供一些例子，說明了如何符合 LVD 測試的相關問題。

二、 LVD的適用范圍

LVD 適用于所有本身功能使用電壓范圍在交流 50~1000V ，直流 75~1500V 的電機產品，這個定義系指指令的適用范圍，而不是指令適用的限制 ( 例如，在使用交流 230V 的計算機中，直流 12V 的電路所造成的危險也受 LVD 的規范 ) 。
LVD 適用于提供給消費者和工業使用的產品，如果是工業用設備，指令也涵蓋了制造商本身使用的產品 ( 例如 : 測試設備 ) 。

三、 CE技術文件的要求

LVD 的 CE 體制與 EMC 指令類似，所有在適用范圍內的產品都必須有 CE 標志，而且必須有制造商的代表或進口商所簽署的符合聲明書。

簡單的自我宣告并不足以確定產品是安全的 ( 〝安全〞被定義成不會造成人員或家畜的死傷及財務的損害 ) ，基于這個原因， LVD 的聲明需要有技術文件檔案的支持來證明。

技術證明文件須包含 :

1. 機設備的一般性描述

2. 概念上的設計及制造圖樣

3. 了解這些圖樣所必須的描述和說明

4. 列出全部或部份適用的標準，及描述為滿足指令安全觀點所采行的對策

5. 設計的推算結果，執行過程的檢查

6. 測試報告

制造商須用各種必要的方法以確保制造過程符合技術文件所述，檔案的內容應清楚的證明產品在設計觀點上，是安全的，而且能確定在制造過程中一直都符合。

建立安全設計較好的方法是，先表示符合所列出的調和標準，而以測試報告為證據。調和標準會定期地發表在 EC 的官方公報 (Official Journal) 。使用已受認可的文件 ( 如 EN 規格說明 ) 可以確定準備檔案的這個人考慮了在其工業領域的最佳信息，而不只是他們自己的經驗。無論如何，此宣告必須考慮 LVD 的必要安全規范，而此規范可能超越調和標準的要求。大體而言，如果產品很明顯地在某 EN 標準的規范范圍內，則此 EN 標準就已足夠。

為確保符合的持續性，制造品質系統要有相對于可評量安全的對應參數。首先，是對每個樣品在運送之前所做的下線測試 ( 包括接地連續性、抗電絕緣強度、絕緣電阻 ) ，其次，是要能夠從測試的結果中搜集到與產品安全相關之關鍵組件與材料 (critical components and materials) ( 如保險絲、隔離變壓器、可燃的塑料 ) ，依據 EN 標準做測試可以找出關鍵組件。

四、 安全上的測試

依據一個受認可的規格來測試，是否符合指令之技術要求的關鍵因素，測試可由制造商或制造商認為有能力的人實施 ( 也就是說，由第三者機構執行測試或擔任顧問 ) 。

選擇在廠內或廠外測試，通常是根據制造商的條件及意愿，以及有時候買主的要求。無論如何，實際上最重要的因素是最終結果的可靠度，簽署聲明的人應知道，這些測試結果是合法辯護的基礎，但必須要正確且可重現。如果是由未校正過的儀器或經驗不足的人員所測出的結果，可能無法滿足這些要求。

對許多人而言，他們對產品的測試經驗僅來自于 EMC 相關指令， LVD 指令的測試有點不同，簡單地說， EMC 測試是一格針對已定義好的方法，限制值的量測，而 LVD 測試有些則是資料的收集，用以支持一個通常較為主觀的判斷， LVD 測試標準非常復雜，要求的說明和下結論所需的測試結果，也通常是很厚的文件。

五、 安全的原理

對電器產品而言，大多數的 LVD 之 EN 標準依循相同的基本安全原理。測試是為了要確保在正常執行和錯誤狀況下的安全操作，這些可能包含操作者、旁觀者和服務人員的影響，要視環境及規格的限制而定，如此一來，所有可預測及合理操作模式，操作時的環境狀況都列入考量，值得注意的是，意外的曝露于危險的情況要涵蓋在內，而自殺式或漫不經心的行為則不在范圍內。

產品安全的關鍵因素是 :

1. 經適當的隔離系統和絕緣障礙，以保護防止電擊的危險

2. 盡量減少起火的危險，采用低可燃組件及防火材料，以保護防止火災的危險

3. 適當的監管，以保護防止機械危險

4. 藉監管和圍封，以保護防止設備外泄出放射性和相同危險 ( 如 X 光，微波 )

5. 藉圍封、化學或氣體密封，以保護防止化學危險

6. 藉屏障和保護性組件，以保護防止接觸能量危險 ( 高電流 )

六、 正常的操作狀態

產品在設計時，常利用一些組件的組合來產生新的功能，這些組件被連結起來放在一個圍封，以形成最終產品，為確保這些完成的產品在正常操作下的安全，組件及材料的額定值和任何現有的文件安全認可，都必須列入考量。先前測試或認可的證明，必須整理在測試報告中，作為技術文件的內容或參考。

所有的文件必需在此新的圍封環境中受測，如果可能的話，增高周圍的溫度，舉例而言，測試應涵蓋溫度量測及漏電流量測試，必須額外考量的是，組件使用的材料以及對電的隔離或防火保護，可能也需要做環境測試 ( 如，振動或防水 (IP) 測試 ) 。特定測試項目的細節，可在適用的產品標準中找到。

七、 多認可組件的選擇

許多組件宣稱受 EN 標準認可，無論如何，盡可能向廠商索取認可證書、測試報告或證明文件的影本，如果使用非歐盟認證體系的認可證書，必須確定與 IEC 參考標準相關聯，以確定符合必要的安全要求。例如， UL 和 CSA 的要求可能與 IEC 或 EN 不同。

八、 不正常的操作狀態

大多數的產品安全標準能容許任何組件內的單一失效，在這種情況下，此設備應能持續的被安全操作，或經由保護性組件 ( 如保險絲、 PTC 或熱效斷流器 ) 的動作而能安全地失效 (safe-failure) ，因保護組件的不當選擇所造成的危險包含火災和電擊 ( 由于熱而造成的安全絕緣衰退 ) 。

保護組件要能正確地動作，而且在最差的錯誤情形下也能保護設備，值得注意的是，有些產品標準要求保護組件要裝在設備里面，若允許使用在外部保護，則組件確實的型號和特性必須被指定。

保護變壓器二次電路的保險絲是保護性組件的一個很好例子，如果沒有適當地檢查保險絲的時間特性 ( 例如 : 一個被認可的保險絲可能容許 1.5 或 2 倍的額定電流通過，過了 30 分鐘才動作 ) ，在危險的狀況下，變壓器在保險絲未動作前就燃燒起來是平常的。

關于熱保護的進一步舉例如下 : 在有馬達運轉的設備中，小心地選擇熱效斷流器，以防止在正常使用的尖峰狀態下，不必要的跳脫，而還能在錯誤狀態下 ( 如 : 死鎖的齒輪 / 驅動或過負載 ) 提供安全保護。

九、 空間參數

整個設備的結構一定與圍封體內組件的排列方式有關，測試及空間上的量測要確定組件的緊鄰不會降低安全性 ( 例如，組件不應以若將期移去，則會造成安全障礙的方式排列 ) 。

對使用者而言，危險部位的可接近性評估是另一個重要因素，產品標準規定了個種測試棒和測試針，以達到這個目的，仔細地檢查通風恐大小是有必要的，因為這些孔存在不經意的接觸到危險性的移動部位或有電部位的危險。

安全開關或安全監視是空間安全參數的第三個例子，特別注意各種互鎖裝置和它們的操作系統，設計者較常采用軟件的邏輯電路保護，但許多產品標準并不認定這種方式能提供全面性的安全，同樣的，監視系統必須牢牢的固定住，且在各種可預期的使用情形下都有效，互鎖或監視保護的使用能被設備使用者和服務人員知道。

十、 建立一套日后的測試方法

第一步是選擇相關的測試標準，以前面提到的因素，對產品作初步的檢查，主要目的是要建立正常和非正常操作的模式，環境的基本條件和結構內的組件范圍。

這種方式法能使你建立完整的測試計畫，以及測試的優先項目。以此定義結構和組件的 EMC 符合要求，和確認出在測試過程中任何問題發生時的潛在沖突，是一個很好的觀點。

記住許多產品范圍的復雜性，盡早開始這種檢查程序是值得的，如果選擇第三者機構執行測試，那么必須要保留測試記錄，以確保時程符合，最后要能確定測試計畫的結論，能應用在你的制造品質系統。

符合 LVD 的測試并非是簡單的過程，產品標準已發展了許多年，且種類繁多，廠商是否能充份理姐，現階斷而言，不論廠商是否已取得或尚未取得 LVD 指令的認可，為確保產品的安全，應值得投資時間來確使產品能符合 LVD 指令的要求。