Reaching Decisions on Electrical Safety Standards ... · LED drivers and ballast FIRE HAZARD ... 40C ambiente es la prueba tradicional (normalizada). Tc es la máxima temperatura

Reaching Decisions on Electrical Safety Standards.

LIGHTING SECTORErnesto MendozaN.A Global V&AMarch 06, 2010

Confidential N.A Global V&A, March 06, 2010

Antecedentes y Principios.Antecedentes y Principios.Ejemplo; Riesgo de Incendio LED y balastros.

Sobre Temperatura.Operación Anormal.Clase P.

Nuevas Tecnología.Software para seguridad eléctrica.EMF.

Conclusiones.

Reaching Decisions on Electrical Safety Standards

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Composición de la regulación en N.A.

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Energy Efficiency & Electrical Safety — Priorities for the Americas, 2010

El propósito de esta presentación es poner en contacto al lector con las practicas regulatorias del sector N.A de iluminación y explorar los beneficios de la armonización de las mismas.

La tecnología de la iluminación ha estado en constante evolución.La innovación se ha acelerado los últimos anos.En consecuencia el proceso de regulación y normalización se ha acelerado también .No tendremos el tiempo para explorar el estado actual de toda laregulación en el sector iluminación pero seguiremos un ejemplo con el fin de ilustrar..

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• Modelo de riesgo de los tres bloques.

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Concepto UL de los 3 bloques.

Tramsferencia

Que condiciones deben de haber para que se queme la mano al manejar un sartén caliente?

Respuesta del cuerpo. ENERGIA

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Árbol de Fallas

O

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Fault Tree

Que debe de ocurrir para quemarse la mano al manejar una sartén caliente?

Agujeros

No Guantes

y

Energía

o

Mano Quema

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Lighting Sector.

•Todo es acerca de la mitigación de riesgo!

•Las técnicas de mitigación de riesgo reducen la posibilidad de que ocurra el riesgo, o reducen la severidad del daño o ambas.

•Las practicas de mitigación de riesgo en Norte América se basan entre otros principios en los siguientes:

1.Investigación preliminar de componentes y materiales críticos.2.Trazabilidad de componentes y materiales críticos.3.Auditoria de la manufactura de materiales y componentes críticos.4.Investigación de la seguridad en diseño, pruebas y documentos.5.Análisis de riesgo de falla única.6.Análisis del modo de falla.7.etc.

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Antecedentes y Principios.Ejemplo; Riesgo de Incendio LED y Ejemplo; Riesgo de Incendio LED y balastros.balastros.



Conclusiones.


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Como es que trabaja todo esto?

Visitemos un ejemplo.

Revisemos como se investiga el riesgo de incendio en balastros electrónicos y drivers para LEDs.

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LED drivers and ballast FIRE HAZARD

Existen tres riesgos potenciales de incendio:Sobrecalentamiento o sobre temperatura.Arco eléctrico.Tracing eléctrico.

Hay dos maneras básicas de mitigar estos riesgos:Medidas de reducción o resistencia la ignición..Medidas para promover la auto-extinción en caso de ignición.

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La construcción de LED drivers y balastros consideran las dos técnicas de mitigación de los riesgos de incendio.

La mayoría si no todos los materiales utilizados para mitigar el riesgo de incendio so componentes reconocidas (UL, CSA)

Auditoria y trazabilidad son “cosas por tener“ al considerar riesgos de incendio.

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LEAD WIRE RATETS

INSULATION PAPER TOP

LINERELECTRICAL ENCLOSURE

WIRES RETAINERS



INSULATION PAPER RATES

CRITICAL COMPONENTS

UL RECOGNITON


POWER MAGNETICS UL

INSULATION SYSTEM FILE

ISOLATED TRANSISTORS

USE AS GROUND

ISOLATION

OTHER CRITICAL COMPOINENTS

FOR SAFTY NO UL RECOGNIZED

PCB MATERIALS, ELECTRICAL SPACING AND

CONFORMAL COATING


POLYMERIC MATERIALS FIRE HAZARD RATES

FLAMABILIDAD RECONOCIDA.La habilidad de un plástico de autoextinguirse en caso de ignición..

Ignición reconocida.La habilidad de ignición de un material.

IGNICIÓN POR CALOR.IGNICIÓN POR ARCO ELÉCTRICO.IGNICIÓN POR TRACKING.

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Habilidad de ignición; tracking, arco y calor.

HAIHigh Amp Ignition.

Number of arcs.from to PLC120 060 120 130 60 215 30 30 15 4

CTIComparative Traking Index

(Vrms)from to PLC600 0400 600 1250 400 2175 250 3100 175 40 100 5

HWIMean Ignition Time

(min)from to PLC120 060 120 130 60 215 30 37 15 40 7 5

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Antecedentes y Principios.Ejemplo; Riesgo de Incendio LED y balastros.

Sobre Temperatura.Sobre Temperatura.Operación Anormal.Clase P.


Conclusiones.


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Prueba de temperatura para LED drivers y balastros.

Replace the word Ballast by Lighting Control

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LED drivers and ballast Temperature Limits.

El uso de electrónica de potencia en iluminación trajo consigo nuevas maneras de expresar los limites de temperatura.

40C ambiente es la prueba tradicional (normalizada).

Tc es la máxima temperatura en una localización especifica determinada por el fabricante del LED driver o balastro. Maneja seguridad de manera indirecta. Es posible que la superficie del driver o balastro tenga una temperatura mayor que la del punto Tc.

La máxima temperatura ambiente es definida por el fabricante; describe el limite de operación del LED driver o balastro.

La tabla 25.1 se debe de satisfacer en cualquiera de las condiciones.

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The 40C test is the traditional UL lighting control device test.

The 55C targeted the maximum declared Tc of 90C.

The 60C targeted the maximum elevated ambient.

Temperature Temperature Temperature Temperature25 40°C 55°C 60°C

120V (100%) 120V(100%) 120V(100%) 120V(100%)Oven 26.9 41.9 55.6 60.6L1core 70.2 85.2 98.1 103.1L2coil 77.7 92.7 105.4 110.4L1coil 79.6 94.6 107.6 112.6Q2 75.7 90.7 106.2 111.2L3coil 69.0 84.0 98.5 103.5C3 60.0 75.0 89.0 94.0Tcase 59.2 74.2 88.1 93.1D6 74.8 89.8 104.5 109.5R39 54.0 69.0 83.0 88.0R34 81.0 96.0 110.0 115.0Q3 78.0 93.0 109.0 114.0C10 58.0 73.0 86.0 91.0Q1 74.8 89.8 103.8 108.8T3coil 71.0 86.0 100.0 105.0C4 64.7 79.7 92.5 97.5L2core 74.4 89.4 101.6 106.6L3core 72.4 87.4 100.6 105.6C34 66.2 81.2 93.9 98.9R13 89.8 104.8 118.2 123.2T3core 73.4 88.4 101.5 106.5C23 65.1 80.1 93.1 98.1C32 60.3 75.3 87.9 92.9D1 76.7 91.7 104.1 109.1C21 70.7 85.7 98.3 103.3C24 65.0 80.0 94.4 99.4C3A 66.1 81.1 94.0 99.0

Name


Tc Temperature Test

• A ballast with a declared Tc Point should be tested in addition to the 40C test to proof compliance with the Table 25.1 temperature limits when the Tc reaches it’s maximum declared value.

• There are two alternative test Methods.

• Method 1.• Record the Tc temperature when

performing the 40C test• Calculate the temperature

difference between the recorded Tc and the declared Tc.

• Add the difference to each one of the components temperature readings. (Including the enclosure).

• Method 2• Control the oven temperature to

elevate the Tc temperature to the declared Tc point +/- 2C

• Record the components temperatures with the lighting control operating at maximum Tc.

TcmTcdTcomponent −:


Maximum Elevated Ambient Temperature Test

• A ballast with a declared Elevated Ambient Tempera should be tested in addition to the 40C test to proof compliance with the Table 25.1 temperature limits when the Ambient Temperature reaches it’s maximum declared value.

• There are two alternative test Methods.

• Method 1.• Calculate the temperature

difference between the 40C and the declared Elevated Temperature.

• Add the difference to each one of the components temperature readings. (Including the enclosure).

• Method 2• Control the oven temperature to

elevate the Ambient temperature to the declared Maximum limit +/-2C

• Record the components temperatures with the lighting control operating at maximum Elevated Ambient.

40: TTelevatedTcomponent −



Sobre Temperatura.OperaciOperacióón Anormal.n Anormal.Clase P.


Conclusiones.


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The Tc test and the Elevated Ambient temperature test conditions should be used if the lighting control has any of these markings.



Sobre Temperatura.Operación Anormal.Clase P.Clase P.


Conclusiones.


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A 20% short in the boost transformer end

up in a transistor overheating and transistor failure


The ballast enclosure did not exceed 110C;

the Hi Pot Test exposed the insulation

failure.




Nuevas TecnologNuevas Tecnologíía.a.Software para seguridad eléctrica.EMF.

Conclusiones.


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Que hay de nuevo en normas de seguridad para el sector de iluminación?

SEGURIDAD (ELÉCTRICA Y PERSONAL) EN SOFTWARE.RIESGOS A LA VISIÓN.RIESGOS POR CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS.

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Nuevas Tecnología.Software para seguridad elSoftware para seguridad elééctricactrica.EMF.

Conclusiones.


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Como investigar software para seguridad?

Un divisor de tensión censa la temperatura mediante una resistencia y un PTC.

Un convertidos A/D convierte la señal en señal digital..

El software establecido en el microprocesador compara la señal con el limite establecido en la memoria y apaga el LED driver si se excede el limite.

Es esta protección térmica tan robusta como la de un termo sensor bi metálico?

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Un balastro electromagnético se desconecta por completo de la tensión de alimentación en el caso de sobre calentamiento..

Un balastro electrónico clase P nunca debe de exceder 90C en ninguna condición. Las protecciones son análogas.

El envejecimiento de las componentes se maneja atreves del programa de reconocimiento de componentes.

.Un balastro en base a microprocesador puede mantener el circuitoprimario operando mientras que apaga el circuito de salida en caso de un sobre calentamiento. La memoria se puede dañar por temperatura, EMF, EMC, etc.

Como comprobar falla en modo seguro?

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Summary

Software de seguridad tiene dos aspectos básicos.

Software creación / implementación (UL1988).Software stress / falla única (UL 6730).

La investigación de software de seguridad evalúa la capacidad del software de mitigar un riesgo y su robustez bajo condición única de falla.

Un aspecto clave es identificar la estructura del software.

Es una función especifica usada para mitigar un riesgo o una función de seguridad?

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Nuevas Tecnología.Software para seguridad eléctrica.EMF.EMF.

Conclusiones.


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ConclusionesConclusiones..


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Las normas Norteamericanas del sector iluminación están cambiando rápidamente como consecuencia de la rápida evolución de la tecnología.Las normas Norteamericanas del sector iluminación basan la seguridad de producto en pruebas y reglas de diseño. La integridad del sistema se mantiene mediante requisitos que van de productos y sistemas a componentes y materiales.Las normas Norteamericanas del sector de iluminación consideran productos de nueva tecnología (y tradicional) en tres ejes:

Seguridad.Operación.Ahorro de energía.

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CANENA role has been key to harmonize lighting sector standards.Harmonize standards helps to:

Level technical requirement in the region.Facilitate trade.Facilitate the use of similar products in the same region.Harmonize safety, performance and Energy Efficiency in the region.

Currently there are harmonized standards for:Luminaries.CFLs (developing) Ballast and LED drivers.

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• Questions?• Comments?

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