IEC/EN 61800-5-1:2022对非金属部件UL档案的认可度

郑诗瑶 陈纪云 宋佳辉 李弘斌 顾呈路 胡陈昊

（1.嘉兴威凯检测技术有限公司 嘉兴 314000；2.威凯检测技术有限公司 广州 510663）

引言

在依据IEC/EN 61800-5-1进行CB或CE检测认证时，要求报备产品的关键零部件，并根据零部件参数进行相应的补充测试及数据判定。其中，EN标准一般与IEC标准等同，对相应的零部件认证没有具体条款的要求，但正规厂商会选择采购已认证的零部件以加强产品安全保障。因全球仅美国UL对非金属零部件进行了认证管控，且UL认证在国际上具有较高的认可度，制造商往往会提供非金属部件的UL档案号。本文从检测认证的角度简要分析最新版IEC/EN 61800-5-1:2022对非金属零部件UL档案的认可度。

1 IEC/EN 61800-5-1:2022包含的非金属零部件

从常规传动系统样品来看，非金属零部件一般包括外壳、印制线路板（PCB）、各类连接器、变压器绝缘部分、风扇（如有）或端子等。根据不同的设计和应用途径，具体组成部分会有所区别。其中除了非金属外壳和引线连接器外，其余部件的非金属部分一般随相应零部件产品标准有分别的非金属材料要求。非金属部件的可靠性能和耐久性能能够保障整机的安全。如PWB安规认证标准通常国际上为UL 796，连接器有IEC/EN 61984、UL 1977等标准适用，接线端子有IEC/EN/UL 60947-7-1/-7-2、UL 1059等适用标准，变压器的绝缘系统一般会采用UL的认可材料，风扇则采用IEC/EN 62368-1和UL 507标准。通过了以上举例的认可零部件产品标准表明使用的零部件满足安全要求。因此，选用已有认证的零部件能够豁免部分测试。

如果外壳设计使用非金属材料，包括内部引线连接器，以上两个部件并没有对应的产品标准，因此就会使用材料的评估标准以提供相应指标的数据。

2 非金属部件UL档案简介

不管是PWB还是塑料材料的UL认证信息，都可以在外网查询到。

PWB的UL认证档案在整机认可时所需要的参数包括MOT（最高运行温度）、燃烧等级以及是否满足UL 746E DSR（可直接承载电流要求）。其余如PWB结构、工艺、尺寸等参数也会体现，为制造商的应用提供参考。

塑料材料的UL认证信息以黄卡形式体现，对塑料的材质、特殊等级、认可颜色和认可出货形式进行公布，其余公布信息还包括燃烧性能（使用UL 94或ISO/IEC方法）、电气性能包括HWI、HAI、CTI、HVTR、介质强度等、热性能RTI和物理性能。在进行整机认可活动时，需要考虑黄卡中塑料的颜色、认可最小厚度、GWFI、GWIT、CTI和球压试验。但要注意的是，并不是所有UL认证的塑料材料都会有以上参数，因此，依据终端电子电器产品标准对非金属部件的要求，对制造商提供的UL档案信息也会有不同的要求。

3 IEC/EN 61800-5-1:2022非金属部件要求

该标准对零部件的一般要求是耐热、耐燃、有充分的电气强度和机械强度等。作为零部件应用，4.13.1条款－对零部件的一般要求－明确了零部件应满足相应产品IEC标准或者在IEC标准缺失情况下满足国际、预期进入国家及行业承认的非IEC零部件安规标准，亦或是没有任何对应产品标准时要依照本标准规定的试验进行验证。

标准中4.4.7.8.2条款对材料要求有具体规定。首先非金属材料应具有阻燃等级，并根据该阻燃等级，依照表11（本文中的表1，下同）有对应的HWI、HAI和CTI值。与非绝缘带电部件或有限电源以外电路的开关触点保持距离的材料，应作为温升试验时的最高温度。还应考虑到该材料是否还能提供机械强度信息，以及该部件在使用过程中是否会受到冲击。符合性通过目视检查、温升试验、大电流电弧着火试验、灼热丝或热丝引燃试验来验证。

表1 IEC/EN 61800-5-1:2022 绝缘材料要求（表11）

3.1 厚度及颜色

UL档案会对每个设计型号认可最小厚度和认可颜色做出规定，在选择或检查档案时应该注意这两个因素。在IEC/EN 61800-5-1:2022中表13（本文中的表2）对常规材料的最小厚度和最高耐温进行了规定，因此如果是选择DAP、环氧树脂、未填充尼龙、未填充PC等需要考虑黄卡中的最低厚度授权、RTI是否符合要求。

表2 用于绝缘材料的通用材料（表13）

3.2 阻燃等级

非金属材料的阻燃等级，根据标准考核要求，主要从HB从上递增。标准中4.6.4.2条款规定用于外壳的非金属材料，至少要达到5 VA的阻燃等级。4.6.3规定在非正常条件和单一失效情况下元器件的过热是不可避免的，与这类元器件接触的非金属材料至少达到V-1的阻燃等级。4.4.7.8.4.1规定了PWB的最低阻燃等级为V-2，而4.4.7.7规定只要满足三个要求，PWB的电气间隙和爬电距离可以减小，其中之一就是PWB达到阻燃等级V-0。

标准中说明了依据IEC 60695-11-10:2013、IEC 60695-11-20:2015和UL 94的阻燃等级可以视为等同，尤其是塑料在选择UL认证时，客户还可以选择同时做ISO/IEC的阻燃试验并体现相应的阻燃等级，因此UL黄卡上的阻燃等级可以直接被认可。

3.3 HWI-热丝引燃

为了模拟产品内部可能起火时的燃烧情况，热丝引燃试验能够设定特定的条件模拟部件过热情况，以便评价材料乃至成品的耐燃水平。

少于表12（本文中的表3，下同）规定的线路中非绝缘带电部件距离或者会直接接触的材料，需要满足表11规定的HWI值，或者通过850 ℃灼热丝试验，或者根据实际情况采用更低的灼热丝试验温度，但不得低于550 ℃。

表3 HWI,HAI，CTI评价应考虑的非绝缘带电部件距离（表12）

HWI性能在UL黄卡中采取UL 746A，而IEC是采用技术规范IEC TS 60695-2-20:2021供评价参考。其中UL746A引用了ASTM D3874，采用性能等级类别（PLC）进行评价，判定等级最高则对应PLC数值越小。两个标准测试方法基本相同，因此该指标可直接参考黄卡。

3.4 HAI-大电流电弧引燃塑料短期性能评价

少于表12规定的电路非绝缘带电部件距离或者与电路中通断触点距离少于12.7 mm的材料要满足表11规定的HAI值。

该项目主要评估引燃材料的飞电弧数，在黄卡中同样采用PLC进行评价，阻燃等级越好PLC数值越小。该指标没有对应的IEC方法标，而是在IEC/EN 61800-5-1:2022标准中第5.2.5材料试验中提供了方法。两个测试方法相同，但评价方式不同，而表11列出了按两种评价体系所认可的要求，因此如果黄卡中有HAI，则可以采用，否则需要送材料样块进行验证测试。

3.5 CTI-相对漏电起痕指数

为模拟绝缘塑料材料可能出现的表面炭化形成导电电路而引发短路的情况，通过CTI试验对受试材料进行分类，以应用于不同的环境条件。

少于表12规定的线路中非绝缘带电部件距离的材料，其与其他非绝缘带电部件的爬电距离少于12.7 mm需要满足表11规定的CTI值。

对于该指数，塑料黄卡既有UL 746A（引用自ASTM D3638）的评估方法，也可以用IEC 60112来进行认证。两个方法基本相同，分类略有不同，但满足的电压范围一致。表11也列出了按两种评价体系所认可的要求。同时，标准4.4.7.5.2中的表9对绝缘材料进行了分类，结合表11，使用UL 746A评估该项指标要求PLC≤3，即绝缘材料组别IIIa。如果黄卡中仅有根据UL 746A的CTI PLC等级，也要注意报告前文材料组别的判定。

3.6 球压试验

针对短期耐热，考核标准主要是球压试验（IEC/EN 60695-10-2:2014），用以确定温度升高情况下聚合物材料在负重时的稳定性。

标准中规定了与有危险带电部件接触或直接支撑带电部件、作为外壳的热塑性绝缘材料应满足球压试验要求。与有危险带点部件接触材料的额定温度应不低于常温加最大温升值，以及不得低于95 ℃。

针对该项目，UL也采用的是IEC 60695-10-2进行认证，但使用该试验方法需要材料供应商认证时进行选择，而非必选考核项目，因此大部分提供的黄卡上会没有球压的数据，这时就需要进行验证试验。

3.7 用于户外的聚合物外壳材料要求

由于产品可能用于户外，此时外壳会经受UV暴露，所以需要有良好的耐UV辐射性能。首先要进行结构审核，以及相应使用材料的资料，或是否有保护涂层，考虑是否要进行验证测试。

根据5.2.5.7条款，先要根据IEC 62109-1:2010的表27进行相关试验，然后根据IEC 62109-1:2010的附录J进行处理。IEC 62109-1:2010的表27规定了机械支撑部件要进行抗张强度试验（ISO 527）或者抗弯强度试验（ISO 178），抗冲击作用的部件要进行夏比冲击试验（ISO 179）或悬臂梁冲击试验（ISO 180）或拉伸冲击试验（ISO 8256），而UL均提供使用如上ISO测试方法的塑料机械性能认证。进行如上机械试验后根据附录J进行碳弧试验（ISO 4892-4）或者氙弧试验（ISO 4892-2）。UL 946C采用的是1000小时氙弧试验，引用ASTM G155。如果某材料同时通过了UV老化、水暴露及浸水试验，则会有（f1）后缀，如果只通过了其中一项试验，则有（f2）后缀。ASTM G155和ISO 4892-2是等同的，因此选用的外壳材料如果带有（f1）后缀，以及满足其他的外壳材料要求，则视为能够满足户外要求且不需要额外的试验。

3.8 黄卡上的耐热性

UL材料还有一项指标是基于UL 746B的长期耐热性，主要通过长期老化来确定材料不同应用的相对热指数，三个数据分别代表材料处于电载荷、冲击和静态三种条件下的相对热指数。这个对于终端应用，以及温升试验有较强的参考意义。

4 结语

在标准化的全球化背景下，国际标准的包容性和协调性愈加显现。最新版的IEC/EN 61800-5-1:2022将美标UL认可的非金属零部件写入，更加适应目前检测和认证的需要。选用已有认证的非金属零部件，基本可以豁免绝大部分材料试验，降低了检测成本和失败概率。这要求制造商采购优质的零部件，也对材料厂商提出了更高的质量和认证要求。