标准概况与适用范围
CSA C22.2 No. 35-09 (2014) 是加拿大标准协会(CSA)发布的电气安全标准,标题为“特低电压控制电路与信号电路”(Extra-Low-Voltage Control and Signal Circuits)。该标准最初于2009年发布,2014年经过确认或小幅修订,是加拿大电气规范(CEC)及相关产品安全认证的重要引用文件。标准适用于额定电压不超过交流30 V或直流42.5 V(峰值不超过42.4 V)的控制电路、信号电路以及类似用途的电子电路,这些电路通常用于工业控制设备、楼宇自动化系统、安全报警装置以及通信设备中。
标准制定的核心目的是确保特低电压(ELV)电路在实际使用中不会因绝缘缺陷、过载、短路或外部干扰而对人员造成电击危险,同时保障设备的可靠运行。它不仅覆盖了电路自身的结构设计,也涉及与更高电压电路之间的隔离要求,从而构成完整的系统安全方案。
实用提示: 在北美认证体系下,ELV电路往往被视为“安全特低电压(SELV)”或“保护特低电压(PELV)”的一部分,CSA C22.2 No. 35-09为这些电路提供了具体的设计准则,尤其适合与UL 508A、CSA C22.2 No. 14等工业控制柜标准配合使用。
主要技术内容与要求
电压等级与分类
CSA C22.2 No. 35-09 (2014)将特低电压控制信号电路分为两类:
- Class 1电路:额定电压不超过30V交流或42.5V直流,但能量足以引发电击风险,需满足基本绝缘和防护要求。
- Class 2电路:不仅电压限值相同,且功率/能量有限(例如变压器限流设计),即使裸露带电部分触摸也不会造成电击。此类电路通常可豁免部分间距要求,但需通过限能量试验验证。
绝缘与电气间距
标准对ELV电路与其他带电电路(如主电源电路)之间的绝缘提出了明确要求:
| 隔离对象 | 最小电气间隙(mm) | 最小爬电距离(mm) | 绝缘类型 |
| ELV电路与危险电压电路(>30V rms) | 6.4(通过隔离变压器) | 8.0 | 双重绝缘或加强绝缘 |
| ELV电路与设备外壳(金属) | 2.0 | 3.2 | 基本绝缘 |
| ELV电路之间(不同Class 2回路) | 无要求 | 1.0 | 功能绝缘 |
| ELV电路与内部接地部件 | 1.0 | 1.6 | 功能绝缘 |
注:上表基于污染等级2、材料组别IIIa的典型值。实际应用须依照标准附录中的具体条件修正。
介电强度试验
标准要求对ELV电路与危险电压电路之间的隔离进行介电强度试验(耐压测试)。对于额定绝缘电压不超过250V的设备,试验电压通常为1250V rms(持续时间1秒)或1500V rms/1秒(视具体隔离类型)。对于双重绝缘,试验电压需提高至2500V rms。泄漏电流限值根据电路容量设定,通常不超过5mA。
注意: 现场替换维修时,不可随意用普通变压器替代经过ELV认证的隔离变压器,否则可能破坏Class 2限能特性,导致电击风险增加。所有ELV电路的电源变压器应符合CSA C22.2 No. 66.1或同类标准。
实施与应用要点
设计与选型要求
设计采用特低电压控制电路的设备时,应重点关注:
- 电源隔离:ELV电路必须由满足CSA C22.2 No. 66系列(或等效)要求的隔离变压器、开关电源或电池供电,确保初级与次级之间的绝缘符合双重绝缘或加强绝缘的要求。
- 布线分离:ELV布线应与危险电压布线保持物理分离,或使用额定绝缘等级不低于600V的护套电缆捆扎,并在终端标识清晰,避免混淆。
- 过流保护:ELV电路应配备合适的熔断器或断路器,保护值不超过电路元件和线缆的最大承载能力。
- 接地与等电位连接:Class 2电路通常不需要接地,但若使用屏蔽电缆,屏蔽层应单点可靠接地,防止共模干扰。
安装与检查
安装人员应参考加拿大电气规范(CE Code,CSA C22.1)对ELV电路的特殊要求。标准特别强调:在进行耐压试验前,必须断开ELV电路中可能受损的电子元件(如集成电路),或采用等效替代方法进行试验,以避免元件损坏。绝缘电阻测量应在500V直流条件下进行,最小绝缘电阻不低于5MΩ。
实施益处: 严格遵守CSA C22.2 No. 35-09进行设计和生产,可简化产品在北美(特别是加拿大)的认证流程,减少UL/CSA现场检验时的整改项,同时提升设备在恶劣工业环境下的抗故障能力。
与其他标准的关系
CSA C22.2 No. 35-09 (2014)在加拿大电气标准体系中与以下标准密切关联:
- CSA C22.2 No. 14-13(工业控制设备):控制柜内ELV电路的参考依据。
- CSA C22.2 No. 66.1-06(低频变压器):ELV电源变压器的安全要求。
- UL 508 / UL 508A(美国标准):虽然美国使用NFPA 79和UL 508,但CSA C22.2 No. 35-09与UL 508的ELV电路要求在技术上高度协调,制造商可同时满足加拿大和美国要求。
- CSA C22.2 No. 0-10(通用要求):基础标准,规定了术语、测试条件等通用规则。
安全关键要求: 任何允许人员接触的ELV裸露导体(如端子、连接器)必须位于机壳内部或防止意外接触的结构中,除非该电路已通过Class 2限能验证。对于超过42.4V峰值的电路,即使为直流,也必须采用防护外壳或绝缘遮蔽。
常见问题(FAQ)
问: CSA C22.2 No. 35-09 (2014) 中的“特低电压”是否等同于国际电工委员会(IEC)的SELV(安全特低电压)?
答: 在电压限值上相似(均采用交流30V/直流42.5V),但结构要求有差异。CSA C22.2 No. 35-09更强调Class 1和Class 2的功率能量判别,而IEC 60950/62368等标准对SELV的隔离和接地要求有所不同。在北美认证中,通常同时引用CSA C22.2 No. 35-09和UL 508来评估ELV电路的安全性。
问: 如果我的设备使用3.3V/5V的数字控制电路,是否完全适用本标准?
答: 是的。即使电压很低,依然要满足绝缘、间距和防火等要求。尤其是当该数字电路与AC主电源共处同一机箱时,隔离间距必须符合表中的数值,同时必须使用经过认证的隔离电源模块。
问: 如何判断我的电路是Class 1还是Class 2?
答: 首先确定电源容量:如果电源(变压器、DC-DC转换器)的额定输出功率小于100VA(对于交流)或100W(对于直流),并且输出端有限流功能(如PTC、保险丝等),则可能达到Class 2要求。更准确的判定需参照标准中规定的模拟故障试验(包括过载和短路),试验后电路仍不造成危险才可归类为Class 2。
问: 该标准2026年是否有更新版本?
答: 文章撰写时的参考版本为2009版,其2014年的确认仍然有效。CSA通常每5-10年对标准进行系统复审。截至版权年份2026年,建议关注CSA官网获取最新动态,但本文所述内容在现行版本中仍然适用。