EN 60335: Sicherheit von elektrischen Haushaltsgeräten und ähnlichen Elektrogeräten

Autor: Gary Bocock, XP Power

Um den Anforderungen der EN 60335 gerecht zu werden, müssen Ingenieure während der Entwicklung eine andere Denkweise anwenden. Verglichen mit den bekannten IT- und medizinischen Normen unterscheiden sich nicht nur einige Grenzwerte, sondern auch die potenziellen Nutzer und Endprodukte sind vielseitiger. Ungewöhnlich bei der Bewertung der Sicherheit ist, dass mehrere Fehler gleichzeitig in Bezug auf die Auswirkungen der EMV betrachtet werden müssen.

Der Umfang der Norm

Teil 1 der EN 60335 ist eine Sicherheitsnorm für Haushalts- und ähnliche Elektrogeräte. Diese definiert, wie die unterschiedlichen Produktkategorien den allgemeinen Anforderungen der “Low Voltage Directive“ LVD 2006/95 / EG und anderer Normen wie der "Maschinenrichtlinie" 2006 / 42 / EG oder sogar der "Bauprodukte Richtlinie" 89/106 / EEC entsprechen können. Diese Vielfalt an verschiedenen Normen ist darin begründet, dass ein typischer Haushalt alle Arten von elektrischen Geräten besitzt, die für viele verschiedene Einsatzwecke bestimmt sind. Da die Produkte in ihrer Art und Anwendung stark variieren können, enthält die EN 60335 derzeit 114 "Teil 2" -Normen, die sich auf die Anforderungen bestimmter Produkte beziehen, von Spielzeug über Insektenvernichter bis hin zu Gartenscheren. Aus diesem Grund muss auch das entsprechende "Teil 2" -Dokument hinzugezogen werden und hat Vorrang vor den "allgemeinen Anforderungen" von Teil 1 der EN 60664-1, "Isolationskoordination für elektrische Betriebsmittel in Niederspannungsanlagen". Deshalb werden Richtlinien, Anforderungen und Tests oft untereinander referenziert.

Eine moderne Küche könnte "professionelle" Geräte haben, die von der Norm abgedeckt sind. Ebenso können Gewerbebetriebe Geräte für den Hausgebrauch besitzen; Beispiele wären Hotels, Geschäfte, Büros und überall dort, wo "Haushalte" vorhanden sind, wie zum Beispiel in Pflegeheimen. Die Norm deckt auch diese Bereiche ab, wobei die Unterscheidung zwischen Büro, Zuhause und Medizinbereich zunehmend schwieriger wird. Auch landwirtschaftliche Geräte, wie zum Beispiel Weidezaungeräte, werden in der Norm behandelt.

Eine weitere Anwendbarkeitsebene ist der erwartete Benutzer. Die EN 60335 deckt Geräte ab, die von der Allgemeinheit gehandhabt und betrieben werden, schließt jedoch ausdrücklich junge Kinder bis zu drei Jahren, kleine Kinder zwischen drei bis acht Jahre ohne Aufsicht und sehr gefährdete Personen mit umfangreichen und komplexen Behinderungen als Anwender aus. Im Allgemeinen deckt die EN 60335 die einphasige Nenneingangsspannung bis 250 VAC und die 3-phasige Nenneingangsspannung bis 480 VAC sowie batteriebetriebene Geräte ab. Einige spezifische Haushaltsprodukte, wie z. B. Elektrowerkzeuge, fallen jedoch unter eigene separate Normen. Ebenso gilt die Norm nicht für Audio-, Video- und ähnliche elektronische Geräte, Geräte für medizinische Zwecke, handgehaltene motorbetriebene Elektrowerkzeuge, Computer und vergleichbare Geräte oder transportable motorbetriebene Elektrowerkzeuge.

Praktische Auswirkungen auf das Netzteildesign

Die EN 60950, EN 60065 und ihr Nachfolger EN 62368 sind allesamt Normen für Informationstechnologie und audiovisuelle Geräte. Die EN 60601 ist das Pendant für den medizinischen Bereich. Stromversorgungen, die diese Normen einhalten, erfüllen jedoch nicht automatisch die Anforderungen der EN 60335, obwohl diese in einigen Bereichen weniger streng definiert ist.

Ein Beispiel hierfür ist, dass die EN 60950 eine feste Isolierung von > 0,4 mm für verstärkte Isolation zu berührbaren Teilen erlaubt, die EN 60335 fordert standardmäßig jedoch > 2 mm, es sei denn, eine spezifische Bewertung des Materials erfolgt zusammen mit einer 48 Stunden Trockenhitzebeaufschlagung und anschließendem Hochspannungstest. Auch danach schreibt die Norm für Geräte der Überspannungsklasse II > 0,6 mm und der Klasse III > 1,2 mm vor. Ein anderes Beispiel sind die Kriech- und Luftstrecken; die EN 60335 bezieht sich hierbei auf die IEC 60664, falls die Arbeitsspannung über der Isolation periodische Wellenformen hat und die Frequenz größer als 30 kHz ist, wie dies normalerweise bei Schaltnetzteilen der Fall ist. Die IT-Norm EN 60950 und die medizinische IEC 60601 sind diesbezüglich weniger verbindlich, sie verwenden nur die "tatsächlichen Effektivwerte", während die neuere Norm EN 62368 ebenfalls auf die IEC 60664 verweist. Dies ergibt bei den Kriechstrecken eine geringfügige Erhöhung, wie das Diagramm für eine Umgebung mit Verschmutzungsgrad (PD) 1 für jede Basis- / verstärke Isolation darstellt. Die Werte werden für Verschmutzungsgrad 2 bzw. 3 mit 1,2 und 1,4 multipliziert.

Integrierte Stromversorgungsprodukte müssen daher so ausgelegt sein, dass sie diesen Belastungswerten ohne Überspannungsableiter standhalten und dürfen nicht versagen oder gefährliche Fehlerzustände verursachen. Ebenso dürfen sie nicht auf den EMV-Impuls und den PEC-Fehler reagieren, indem sie aus einem sicheren Standby- oder ausgeschalteten Zustand in einen Betriebszustand wechseln, der durch den ersten PEC-Fehler herbeigeführt wurde. Software und Sicherheit Eine spezifische Anforderung an Haushaltsgeräte, die der EN 60335 entsprechen, ist, dass jede Software- oder Firmware-Steuerung des Produkts unter Einzelfehlerbedingungen und unter Betrachtung der EMV robust sein sollte. Die Software sollte keine systematischen Fehler aufweisen und während der Entwicklung einem Programm zur Verifizierung und Validierung unterzogen werden, um sicherzustellen, dass die Sicherheit nicht beeinträchtigt wird. Die Hardware der Programmelektronik muss mithilfe einer Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) ausgewertet werden. Diese Analyse wird mit einem bestehenden ersten Fehler sowie EMV und an jedem identifizierten kritischen Punkt in der Programmausführung durchgeführt.

Für einen umfassenden Schutz müssen möglicherweise redundante Hardware oder effektive Selbsttests und Auswertungsroutinen hinzugefügt werden.

Die neuesten Technologien in Stromversorgungsprodukten wird oft digitale Verarbeitung und Steuerung mit vor Ort aktualisierbarer Firmware umfassen. Diese sind natürlich auch betroffen. Die EN 60335 spricht natürlich immer die Realitäten der modernen Haushaltsgeräte an – somit müssen wahrscheinlich zukünftige Editionen auch die Sicherheitsauswirkungen ihrer drahtlosen Konnektivität berücksichtigen.