Este artículo presenta la seguridad del Libro del conocimiento de RECOM. Explica la clase de aislamiento y las descargas eléctricas debido a la corriente límite del cuerpo humano.
Este artículo presenta la seguridad del Libro del conocimiento de RECOM. Explica la clase de aislamiento y las descargas eléctricas debido a la corriente límite del cuerpo humano.
seguridad
El propósito principal de varios estándares y regulaciones de seguridad es prevenir lesiones, pérdida de vidas o daños a la propiedad mediante la definición de niveles de protección contra los siguientes peligros potenciales:
- descarga eléctrica
- energía peligrosa
- fuego y humo
- lesión física
- Radiación y peligros químicos
Los términos “peligroso” y “peligroso” a menudo se usan indistintamente. Una forma de distinguir es pensar en los peligros como peligros potenciales. Por ejemplo, los cables de alimentación de red pueden tener voltajes peligrosos, pero los cables están aislados para que sean seguros de manejar. Sin embargo, si el aislamiento está dañado o es deficiente, es peligroso tocar el cable.
Como se mencionó al comienzo de este documento, uno de los usos importantes de los convertidores CC/CC es aumentar la seguridad de las aplicaciones en las que se utilizan. Si el convertidor CC/CC es un producto con certificación de seguridad, el diseñador de la aplicación puede tratar el convertidor de la siguiente manera. Depende del fabricante del convertidor CC/CC proporcionar las medidas de protección interna adecuadas para cumplir con las normas de seguridad.
Las reglamentaciones de certificación de seguridad tienden a enfatizar esta responsabilidad de los diseñadores de aplicaciones al incluir la ingeniería de seguridad basada en peligros (HBSE) y la gestión de riesgos (RM) como parte del proceso general de certificación de seguridad.
Esto se debe a que, en comparación con los estándares de seguridad eléctrica tradicionales, como 60950 y ETS300, que se centran únicamente en la seguridad de los convertidores CC/CC y no consideran los riesgos consiguientes cuando se aplican a la aplicación final, el enfoque ha cambiado significativamente. Esta es también la razón por la que la mayoría de los fabricantes de convertidores CC/CC afirman que sus productos generalmente no son adecuados para su uso en aplicaciones críticas para la seguridad.
descarga eléctrica
La mayoría de los convertidores de CC/CC aislados se utilizan en aplicaciones que utilizan alimentación principal de CA/CC de la red. Si esta fuente de alimentación primaria fallara y creara voltajes peligrosos en sus terminales de salida, el convertidor CC/CC protegería al usuario de una descarga eléctrica. En otras palabras, si falla el aislamiento principal del transformador de CA/CC, el aislamiento secundario del convertidor de CC/CC debe proteger al usuario de descargas eléctricas. El concepto de dos formas independientes de protección es la base de muchas normas de seguridad. En general, si el circuito es inaccesible (el acceso requiere herramientas), una sola barrera de aislamiento es aceptable. De lo contrario, se requieren al menos dos niveles de protección.
Clase de aislamiento
Las normas de seguridad definen tres clases principales de aislamiento.
1. Aislamiento funcional: el aislamiento es suficiente para que el convertidor funcione con los requisitos apropiados de aislamiento de seguridad y no represente un peligro de incendio en caso de falla, pero el aislamiento no brinda protección contra descargas eléctricas.
La mayoría de los convertidores CC/CC pertenecen a esta clase, ya que se alimentan de voltajes no peligrosos. Los convertidores con aislamiento funcional brindan protección limitada contra descargas eléctricas en caso de falla de energía primaria, pero no están clasificados como protección confiable contra voltajes de entrada permanentemente peligrosos. La Figura 1 muestra un ejemplo de un convertidor funcionalmente inválido. Los devanados de entrada y salida están enrollados uno encima del otro y cuentan con un revestimiento de alambre para el aislamiento. A pesar de esta construcción simple, se pueden lograr voltajes de aislamiento de hasta 4 kVdc.
2. Aislamiento básico o complementario: Cumple con los requisitos de aislamiento funcional pero incluye aislamiento adicional que brinda protección básica contra descargas eléctricas. Este aislamiento tiene un espesor mínimo de 0,4 mm y tiene una separación interna de seguridad mayor que el aislamiento funcional.
3. Aislamiento doble o aislamiento reforzado: el aislamiento cumple con los requisitos del aislamiento básico, pero contiene múltiples barreras de aislamiento físico para mayor protección contra descargas eléctricas. Cada barrera debe tener al menos 0,4 mm de espesor y la separación interna de seguridad también debe ser grande.
umbral de corriente del cuerpo humano
La definición de lesión causada por el flujo de corriente no es sencilla. La resistencia del cuerpo humano es de aproximadamente 2 kΩ a 110 V CC y disminuye al aumentar el voltaje. Sin embargo, este número fluctúa mucho. La resistencia de la piel es mucho mayor que la resistencia visceral, y las personas con piel particularmente seca pueden tener resistencias de hasta 100 kΩ. Contacto perfecto significa contacto total de la mano con una superficie típica de unos 8 cm2, que es menos resistente que el contacto parcial con la yema del dedo con una superficie de solo 0,1 cm2. Sin embargo, si el flujo de corriente se concentra en un pequeño punto de contacto provocando quemaduras localizadas o si la piel está mojada, la resistencia del cuerpo será inferior a 1 kΩ. Finalmente, la corriente alterna es más peligrosa. La resistencia de CA es menor que la resistencia de CC porque la piel actúa como un dieléctrico entre un contacto cargado y el tejido subyacente.
Roberts, Steve. Libro del conocimiento de DC/DC. Capítulo 6 – 6.1.2
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