国内地域差异和供电条件对LCD电视设计的影响

2012-06-25刘志刚

电视技术 2012年6期

刘志刚

（国家广播电视产品质量监督检验中心，北京 100015）

世界上大部分国家都对视听产品有安全性标准要求，如美国UL6500、欧洲EN60065等。电视的安全标准是为了使设计者了解安全要求的基本原则，设计出安全的设备。设计者不仅要考虑设备的正常工作条件、可能的故障条件，还要考虑随之引起的故障、可预见的误用以及诸如温度、海拔、污染、湿度、电网电源的过电压和通信网络或电缆分配系统的过电压等外界影响。标准还提供了安全性的检测方法和判定的标准，为产品安全性的客观评价提供了方法和依据。国内电视的现行安全检测标准依据是GB8898—2001《音频、视频及类似电子设备安全要求》（对应的IEC标准是IEC60065：1998）。依据中华人民共和国国家标准公告2011年第22号文件，最新版的GB8898—2011[1]（修改采用IEC60065：2005第7.1版）已于2011年12月30日发布，2012年11月1日实施。新一版的标准与上一版的标准相比变化还是比较大的，在这主要针对国内的地理条件、气候条件和供电条件的一些特殊要求进行介绍。

中国地域广阔，地理条件和气候条件十分复杂，海拔2000 m以上的地区约占国土面积的33%，同时南方大部分地区都地处亚热带和热带，气候湿热，并且使用环境复杂。针对中国地理条件和气候的实际情况，在制定GB8898—2011的过程中充分考虑到了上述因素，针对实际情况制定了相应的要求和试验方法。

1 基于地理条件的偏离

将标准的适用高度提高到海拔5000 m，同时，保留了IEC标准海拔2000 m一档。对于不能满足5000 m的设备，要求增加安全警告。设备中使用的安全元器件也需要与设备海拔高度相适应。

针对地理偏离的要求，需要注意对电气间隙和爬电距离的设计，在设计中根据实际的工作电压从标准表中查出要求的数值，还需要乘以高海拔倍增系数（1.48），得到的乘积结果才是实际要求的数值。比如，从GB8898—2011[1]的标准表8中查到的最小电气间隙是4.0 mm，如果是符合海拔5000 m的产品，那么要求数值为4.0 mm×1.48=5.92 mm。在产品设计中不仅需要考虑整机的结构，还要注意元器件的选取，如果元器件的标准适用于海拔2000 m以下，那么该器件的电气结构还需要按照GB8898—2011[1]的第13章的要求进行核查。

对适用于在海拔2000 m以下地区使用的设备，应在设备明显位置上标注“仅适用于海拔2000 m以下地区安全使用”或类似的警告语句，或如图1所示的标识。

如果单独使用标识，应在说明书中给出标识的含义解释。还需要注意上述的警告用语要以汉、藏、蒙、壮、维5种文字在说明书中明示，标准[1]的附录S有说明的示例内容，可供企业参考。

2 基于气候条件的偏离

增加了对于按非热带气候条件下设计、评估的产品加贴安全警告标识的要求。对于预订要在热带使用的产品湿热试验的时间是5 d，比非热带气候条件下使用的设备的试验时间多了3 d。

另外，标准[1]第9.1.1.1中的要求值具体如下：

1）开路电压限值为交流35 V（峰值）或直流60 V；对专业设备的音频信号，为120 V（有效值）；对非专业设备的音频信号，为71 V（有效值）。

如果超过1）的电压限值，则2）适用。

2）用相应的电压U1和U2表示的，使用本标准附录D规定的测量网络按GB/T 12113—2003[2]规定测得的接触电流限值为交流U1=35 V（峰值）以及U2=0.35 V（峰值）；直流U1=1.0 V。

对于在热带气候条件下使用的设备，上述的1）和2）中的数值要减半。

针对气候条件的偏离，设计人员一定要注意以下几个方面：

首先，一定要注意产品中绝缘材料的选取，尤其是基本绝缘、附加绝缘、加强绝缘和双重绝缘的绝缘材料的选取，因为5 d的湿热试验和2 d的湿热试验对绝缘材料来讲差异是很大的，尤其是要注意整机内部作为绝缘隔离的器件，比如变压器等元器件的灌封材料的选取，因为这将最终影响产品的安全性。

第二，对于危险带电部件的确定，是通过GB8898—2011[1]附录D中GB/T 12113—2003[2]的接触电流测试网络进行测量的（见图2）。

使用电压表或示波器（有效值或峰值读数），要求输入电阻不小于1 MΩ，输入电容不大于200 pF，频率范围分别为15 Hz～1 MHz和直流，示波器的带宽大于100 MHz，获得测量网络中的U1和U2的值，然后直接以电压限值来判断。也可用测得的电压峰值或直流值除以500 Ω得出电流值。

需要注意的是，标准中U2的限值为0.35 V（峰值），本身已经较低，现在有些产品在实际测量中已经超过了该限值。在新版的GB8898—2011中规定：在热带气候条件下使用的设备，U2的数值要减半。如果现在的平板电视产品在设计上不进行调整，有相当一部分是不符合要求的。接触电流过大主要是由于隔离带上跨接的电容量过大，现在企业设计不断地放大跨接在隔离带电容的容量是为了电磁兼容的要求，但是该电容越大接触电流就越大，所以说整体的合理设计是必须的。再者现在平板电视的电源大部分不是整机企业自己生产的，都是外购的电源，由于外购的电源来用统一设计，不只用在电视上，有可能还用在信息产品或其他产品上，因此整机企业在电源选择上一定要注意认真筛选和试验验证，确保选取的电源符合GB8898—2011[1]的要求，否则整机肯定不会符合标准要求，整体的安全设计也无从谈起。

对于仅适用于在非热带气候条件下使用的设备，应在设备明显位置上标注“仅适用于非热带气候条件下安全使用”或类似的警告语句，或如图3所示标识。

如果单独使用标识，应在说明书中给出标识的含义解释。还需要注意上述警告用语要以汉、藏、蒙、壮、维5种文字在说明书中明示，标准[1]的附录S有说明的示例内容，可供企业参考。

3 基于供电条件的偏离

规定了电视公共天线与地的隔离要求。在标准的第10章规定：“有线网络天线同轴插座与保护接地电路之间应满足基本绝缘要求。如果带有有线网络天线同轴插座的Ⅱ类设备可以通过其他端子与Ⅰ类设备上的地连接，则该天线同轴插座与任何其他连接端子之间也应满足基本绝缘要求。”如果有线网络天线在接入到设备前已经与保护接地隔离，那么设备的有线网络天线同轴插座与保护接地之间没有绝缘要求，但需要在说明书中给出类似“接入本设备的有线网络天线必须与保护接地隔离，否则可能会引起着火危险！”的警告说明，还需要注意上述的警告用语要以汉、藏、蒙、壮、维5种文字在说明书中明示，标准[1]的附录S有说明的示例内容，可供企业参考。新增加的供电条件的差异主要是基于我国复杂的供电系统的情况增加的要求。在有些使用环境中，有线电视的地与供电的保护地存在电位差，有的高达10 V。

在使用中，由于有线电视的地与供电的保护地存在电位差，发生过多起有线电视电缆着火、引燃电视机的情况。所以在新版的标准中加入了隔离的要求，杜绝该危险的发生。