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IEC 61058-1-2 不正常工作与故障条件:Clause 23 模拟哪 4 类故障

按 23.3.4 逐条拆解四类故障模拟:不满足间距处的短路、绝缘涂层短路、半导体器件短路与开路、不合规电容与电阻的短路与开路,并说明单故障原则、试样复用限制与两条判定。

KBA·发布于 2026/11/2·LinkSpec 技术团队联合整理·17 分钟阅读

一句话总结:IEC 61058-1-2:2016 (Ed 1.0) 把 Clause 23 整体替换,故障模拟收缩为 23.3.4 的四类——不满足间距要求处的短路、绝缘涂层短路、半导体器件的短路与开路、不合规电容与电阻的短路与开路;四类逐个单独施加(单故障原则),判定只有两条:绢纸不引燃、按 Clause 9 带电件不可触及。

一、23.1 的构造要求先于试验

23.1 是一句总要求:开关构造应能防止因不正常操作/使用引起的火灾、影响安全的机械损伤、防触电保护失效。符合性通过模拟异常条件来验证。

这句话框定了整个 Clause 23 的目标:不是"验证某个元件会不会坏",而是"验证坏了之后会不会烧、会不会电到人"。所以后面所有试验都是围绕这两个后果设计的。

二、四类故障,逐条对照

23.3.4 的引导句是"the following abnormal conditions, identified by the circuit analysis, shall be simulated"——先做电路分析定点,再按清单施加。清单是封闭的四条:

编号 故障 具体做法 易漏点
a) 间距短路 对不满足规定间距的爬电距离与电气间隙实施短路 只对"不满足"的位置做;已满足的位置不强制短路
b) 绝缘涂层短路 对漆、釉等绝缘涂层实施短路 这类涂层在评估间距时本就不计入;搪瓷作为导线绝缘时只按贡献 1 mm 计
c) 半导体器件 短路与开路两种都要做 不是二选一,"短路和开路"是并列要求
d) 电容与电阻 对不符合 24.3、24.4 的电容与电阻实施短路与开路 仅限"不符合"的那部分;已按 24.3/24.4 合规的元件不在本条内
  1. 条引用的间距表,1-2:2016 原文写的是 "IEC 61058-1:2016, Tables 12 to 14";按 2026 版编号对应为表 13(间隙)、表 14(基本绝缘爬电)、表 15(功能绝缘爬电)。

  2. 条有一条注:这里的 "coating" 不包括灌封(potting)。灌封被当作固体绝缘/结构的一部分,不在"可被忽略的涂层"之列。这条区分直接影响 a) 与 b) 的适用:涂覆层可被短路,灌封不按涂层处理。

23.3.4 的四类故障 a) 间距短路 仅对不满足表 13–15 的位置 b) 绝缘涂层短路 漆/釉;搪瓷导线按 1 mm 计 c) 半导体器件 短路 + 开路,两种都做 d) 电容与电阻 仅限不符合 24.3/24.4 者 单故障原则:一次只施加一个,逐个轮做;由它直接引发的连带故障不算违规 判定:a) 绢纸未引燃 b) 按 Clause 9 带电件不可触及 过程中记录火焰、熔融金属喷出、绢纸炭化

三、单故障原则与试样管理

23.3.1 规定:每个异常条件轮到一个施加一次,一次只做一个故障;由该故障直接引发的其他故障不视为违规。

试样管理有三条硬规则:

条款 规则 实务含义
23.3.2 经制造商同意,损坏的元件(含熔断器)可更换,前提是开关状态等同于新试样;否则换新样 换元件不是"修一修继续用",必须恢复到等效新机
23.3.3 必须避免顺序试验造成的累积应力,因此需要追加试样;但应通过电路评估把数量降到最低 试样数量由故障点数决定,可以靠分析精简
23.3.3 施加下一个故障前可修复损伤,否则换新样 修复必须是可验证的

这与 Table 101 注 l) 相呼应:Clause 23 一般是破坏性的,一个故障点做完后往往无法修复,因此样机备料要按故障点数算,而不是按"1 台"算。

四、四条"标准里没有"的故障

常见说法 标准实际
要模拟"控制电路异常" 23.3.4 的清单里没有这一条。控制电路的失效在试验上表现为半导体器件的短路或开路(c 条),不另设独立故障
判定要看"有害物质释放" 23.4.1 只有两条:绢纸未引燃、按 Clause 9 带电件不可触及。标准没有有害物质释放的判据
要模拟强制冷却失效,归入 23.3 强制冷却失效是独立的 23.5,只对声明 7.22.2 的开关触发,见 [[强制冷却失效]]
电容器件一律短路 只有不符合 24.3/24.4 的电容与电阻才纳入 d) 条;符合的元件不在本条范围内

五、23.4 的两条判定怎么用

23.4.1 先给了一句前提:模拟故障可能产生间接后果,只看试样最终状态是否满足:

    1. 绢纸未引燃;
    1. 按 Clause 9 检查,带电件不可触及。

判 a) 时用的是 23.2.3 的布置:单层绢纸铺在平整光滑的木板上,位于试样下方不超过 200 mm。所以"绢纸有没有被引燃"是一个空间位置上可判的事实,不是"看起来有没有冒火"。

判 b) 时不是目视了事,要按 Clause 9 走:关节试验指(Probe B)无外力施加于各可能位置,必要时用电气接触指示;对阻止 Probe B 进入的开孔,用 20 N 力的直指(Probe 11);绝缘材料开孔与未接地金属件用试验针(Probe 13)。

六、四类故障的典型施加点

电路分析(23.2.1)的目的是把四类故障落到具体位置。常见的落点:

故障类型 典型位置
a) 间距短路 PCB 上间距不足的相邻走线、焊盘之间;器件引脚与外壳之间
b) 涂层短路 涂覆层跨接的走线、三防漆覆盖的爬电路径
c) 半导体短路/开路 功率开关器件、整流器件、驱动级三极管;开路与短路分别做
d) 电容电阻短路/开路 跨接在带电件与可触及件之间的电容、X/Y 电容、限流电阻、放电电阻

关键事实

  • IEC 61058-1-2:2016 23.3.4 规定四类故障:不满足间距处的短路、绝缘涂层短路、半导体短路与开路、不合规电容与电阻的短路与开路,半导体两种模式均须模拟
  • IEC 61058-1-2:2016 23.3.4 b) 规定漆、釉类涂层在评估间距时不计入,搪瓷作为导线绝缘时按贡献 1 mm 计
  • IEC 61058-1-2:2016 23.3.1 规定异常条件逐个单独施加,由该故障直接引发的其他故障不视为违规
  • IEC 61058-1-2:2016 23.4.1 规定判定为绢纸未引燃且按 Clause 9 带电件不可触及
  • IEC 61058-1-2:2016 23.2.3 规定绢纸铺于试样下方不超过 200 mm 处

常见问题

Q: IEC 61058-1-2 的故障条件要模拟哪些? A: 四类:不满足间距要求处的短路、绝缘涂层短路、半导体器件的短路与开路、不符合 24.3/24.4 的电容与电阻的短路与开路。四类逐个单独施加,不做叠加。

Q: 半导体器件只做短路行不行? A: 不行。23.3.4 c) 写的是 "short circuit and interruption",短路与开路是并列要求,两种都要各做一次。

Q: 控制电路异常要单独模拟吗? A: 标准没有把"控制电路异常"列为独立故障。控制电路失效在试验上通过半导体的短路或开路体现,按 c) 条施加。

Q: 故障试验的合格判据是什么? A: 两条:绢纸未被引燃;按 Clause 9 检查带电件不可触及。标准没有"有害物质释放"或"不得冒烟"这类判据。

Q: 一个故障做完能修好继续做下一个吗? A: 23.3.3 允许在施加下一个故障前修复损伤,否则必须换新样;若更换元件,按 23.3.2 须使开关状态等同于新试样。

参考文献

  • IEC 61058-1-2:2016 (Ed 1.0), 23.1 — Switch construction
  • IEC 61058-1-2:2016 (Ed 1.0), 23.2 — Test set-up
  • IEC 61058-1-2:2016 (Ed 1.0), 23.3.1~23.3.5 — Abnormal testing 与四类故障
  • IEC 61058-1-2:2016 (Ed 1.0), 23.4 — Compliance
  • IEC 61058-1:2026 (Ed 5.0), Table 13
  • IEC 61058-1:2026 (Ed 5.0), Clause 9 — 带电件可触及的检查方法
  • 版本说明:1-2:2016 原文引用为 Tables 12

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