¿Hay más incidentes de seguridad eléctrica (principales) en los Estados Unidos en comparación con el Reino Unido?

Question

Perdóname si esta pregunta no está exactamente "en el tema" de este sitio -- es un poco meta.

Soy un académico en el Reino Unido, y ocasionalmente diseño dispositivos eléctricos que se enchufan "a la corriente" de una forma u otra. Algunos de estos son dispositivos médicos (novedosos). Tenemos un proceso interno de revisión por pares ciega para esto, donde los diseños que produzco son revisados informalmente, y luego formalmente, para la seguridad eléctrica antes de que se lleve a cabo la fabricación. Encuentro esto invaluable: no es mi trabajo saber mucho sobre las regulaciones de cableado y puedo centrarme en la ciencia en la que estoy interesado (que inevitablemente no es a 230 VAC).

Es un requisito interno que cualquier cosa que use en un paciente esté diseñada como si estuviera a la venta en la UE, y cumplimos con los estándares correspondientes. Cabe destacar que esto es bastante común: hay limitaciones estrictas sobre el trabajo que se puede hacer en tu casa sin ser un electricista calificado, por ejemplo, y generalmente es un requisito legal que una 'persona competente' apruebe cualquier cosa que involucre electricidad.

Muchas de las reglas que se me han pedido que siga me sorprenden por su profundidad de pensamiento. Por ejemplo, por encima de un cierto límite de corriente, se reducen aún más los tamaños de los agujeros de ventilación en un dispositivo para evitar que un destornillador caído suelde contactos juntos. El orden de arandelas y contactos (estrella, luego resorte, luego contacto, luego resorte, luego tuerca) está especificado para unir pernos de puesta a tierra protectora a paneles de carcasas metálicas. Los fusibles están especificados solo en el lado activo de entrada, y no en el neutro (y, de hecho, las Regulaciones de Electricidad, Seguridad, Calidad y Continuidad establecen que, a partir del 31 de enero de 2013, los neutros fusionados no deben ser retenidos. Existe un requisito de la HSE de retirar los cortes de neutro fusionados dentro de los 28 dias de haber sido identificados.). Podría seguir.

Ocasionalmente, compraremos algo de otro lugar en el mundo (por ejemplo, EE. UU., China) vendido para un público internacional, y este comité lo declarará eléctricamente deficiente, y ordenará remedios. Típicamente, estas fallas se relacionan ya sea con la resistencia a tierra, la aislamiento entre conductores y tierra (es decir, falla en una prueba de megaohmios) o corrientes de fuga en la fuente de alimentación. A menudo, nuestros estándares internos parecen ir más allá de los requeridos internacionalmente -- por ejemplo, la IEC 60601 vs BS60601.

Sin embargo, he notado que este nivel de "paranoia" parece no ser el caso en otros lugares. En particular, DIY stackexchange tiene ejemplos de cableado que consideraría ingenuamente casi criminales, a menudo con comentaristas que están de acuerdo. Lo que yo llamo los RCD (comunes en cada toma de corriente en el país) solo se requieren ser usados en EE. UU. en áreas de "alto riesgo" -- por ejemplo, en el baño (donde ninguna casa en el Reino Unido tiene una toma de corriente convencional de 13 A en absoluto). Ni siquiera he mencionado cómo el enchufe de Tipo G está maravillosamente sobrediseñado y el dispositivo promedio tiene dos fusibles (típicamente uno de menor corriente y de acción lenta, y uno de corriente más alta y rápida).

[Editar: Algunos ejemplos rápidos de lo que estoy hablando serían:

• Un niño metiendo tijeras en una toma de corriente (no posible con un enchufe de Tipo G -- y no activaron un CB apropiado lo suficientemente rápido)
• Un neutro sin enlace a tierra sin otra falla (no posible con múltiples cables PEN en la casa, específicamente diseñados contra lo contrario)
• Una falla con corriente conduciendo a tierra a través de fontanería, también probablemente detenida con un RCD/GFCI]

Mi pregunta es la siguiente: ¿La paranoia del Reino Unido está justificada? ¿Tenemos algo que mostrar por ella? ¿Es más alta la tasa de incidentes de seguridad eléctrica en Estados Unidos en comparación con el Reino Unido? ¿O la diferencia mágica entre 110 VRMS y 230 VRMS anula cualquier beneficio potencial de seguridad que esta vasta cantidad de trabajo lograría?

Answer 1

Al parecer, hay catástrofes y hay incidentes de corriente de fuga que pueden causar problemas. No tengo ninguna estadística.

Una catástrofe es un transformador de potencia promedio (MVA) que explota cada mes en todo el mundo debido a una Monitorización de Condición Basada insuficiente (CBM) para H2 y otros gases pirotécnicos disueltos en el aceite.

Reino Unido utiliza una corriente de seguridad mucho más alta para los interruptores automáticos por corriente residual (RCD) basada en la corriente letal a través de una mano y no para uso médico. La norma americana es casi un 90% más baja o 0,25mA máximo 100uA típico para los interruptores de corriente de falla a tierra (GFCI) (no citar valores exactos, pero algo así) Lo que todo ingeniero eléctrico competente no logra hacer es una prueba representativa de Hipot y ESD por encima de los estándares hasta el fallo utilizando un Hipot de corriente limitada a <100uA en corriente continua a 5kV para hacer pruebas no destructivas y encontrar contaminantes o el factor voltaje dieléctrico basado en componentes del sistema de aislamiento.

Luego realizar pruebas de incremento de voltaje para ESD de hasta 25kV sin incidentes, intervención del operador o falla funcional como lo requieran sus especificaciones.

En cuanto a las arandelas en forma de estrella y resorte, esto se debe a la falta de comprensión de la fatiga del material y la compresión hermética al gas necesaria para evitar la oxidación del alambre de unión a tierra. Una vez diseñé un sistema para Avaya Telecom de C-MAC EMS hace 20 años que tenía enmascaramiento de pintura en la lámina de metal. Cuando mis antiguos "dobladuras de metal" (taller de fabricación de lámina de metal) me preguntaron si podíamos eliminar eso, diseñé un método que UL y AVAYA aceptaron en 30 días con mis resultados de prueba y una muestra para duplicar la prueba. Utilicé una arandela en forma de estrella para el terminal de anillo y dos tuercas que garantizaban el contacto entre los hilos del tornillo y la tuerca, por lo que no importaba si el chasis de acero pintado con polvo y estrella estaba bajo alta compresión y se hundía en las tuercas mientras que los hilos de la tuerca/tornillo en el espárrago soldado aseguraban una unión hermética al gas libre de óxido <1mOhm, donde 100mOhm era la especificación para un conjunto de cables de 10A.

Te sugiero que aumentes tus habilidades en Ingeniería de Pruebas y mejores tus habilidades de Calificación o DVT y aplícalas a todos los diseños de productos, ya sean tuyos o no. Esto incluye una suite ambiental completa de pruebas de estrés y un plan/informe de DVT que incluya todas las pruebas hasta y luego por encima de los límites de seguridad médica regionales. Recuerda modificar la Sonda de Hipot con una serie de altos valores de resistencia para evitar la destrucción en caso de fallo de la prueba, pero activar el probador y no descargar los grandes uJ/mJ de capacidad en el objetivo por ionización o ruptura de voltaje del componente o la superficie contaminada de la interfaz o la separación de aire.