要了解美国电工安规制度的运作,是件颇为吃力的事,因其运作方式和一般的刻板观念不同,不但错综交结,而且相当地复杂。所谓观念不同,是指在一般人的了解中,电气产品的安全标准及执行测试或认证的程序,应该是由政府机构负责编纂和执行的。在美国,虽然也有政府的相关部门负责研拟标准,而且具有着相当大,甚至是绝对性的影响力。
在这400多个机构当中,和电气有关的就多达35个左右。这些非官方的机构,有些是厂商会会,有些是消费团体,也有部分是研究团体,换言之,各个团体都各自制订产品的安全标准,这也说明了美国对产品的安全多是倾向于志愿性 ( Voluntary ) , 此一重点,在对了解美国安规的运作体制,是相当重要的环节。
在如此众多的拟订标准机构中,有两个值得注意的特点,其一便是某些性质相近的机构多会相互订约,以便各自在不同的邻域中发展;另一个特点则是这些机构虽然各代表着不同的利益团体,但对产品的安全要求却有着颇大的一致性。下列是美国电气安规制度的一些特点:
一、 美国的安规制度建产已逾百年,而多以非官方机构的志愿为主导。
二、 美国并没有一个单一的、核心的政府机构专门负责产品安全的制订、执行或测试。 三、 美国并没有一个单一的或代表国家的标志( Marking ) 来证明电气产品是否符合安规要
求。
四、 民间所制订的标准中,以国家电工法规( National Electrical Code , 简称NEC ) 最具代表
性,也最具影响力。
五、 美国各州、郡、市,对产品的安规要求各有不同,但自80年代起,联邦政府的职业安
全与保健处( Occupational Safety and Health Administration , 简称OSHA) 的部份措施日益受到重视,而其在美国安规界的“江湖地位”,也日益提高了。 接下来我们作较为详细的介绍:
联邦法规 ( Code of Federal Regulations , 简称CFR ):
美国的联邦法规是在国会的统筹下诞生的,法规依性质的不同,分为50个标题 (Titles ),其容包罗万象,有银行法、国防法、以至印地安人法等等,并使用1CFR至50CFR来代表不同的标题。每个标题下又分为许多章(Chapters) 病,且通常都以该章的研拟机构名称为其章名。这些机构都是联邦机构,成立的原因乃是因为国会议员不可能具备所有事务的专业知识,故有其必要成立一些专业机构,聘任专业人才进行法规的制订。这些机构是以局 (Bureau) 、处 (Administration) ,或委员会 (Commission) 等的形式运作,他们大部份都不会提供过于详尽的法规,反而只是拟定较原则性的规定,以作为地方政府在制订各自的标准时的一个准范。
有关电气产品的安全要求则出现在16CFR的商业法( Commerce Practices ) 中。以CFR共分为两大部分、即第一章的联邦贸易委员会( Federal Trade Commission ) 及第二章的消费品安全委员会( Consume Product Safety Commission ),而后者便是专司产品安全的机构。此委员会乃依国会的消费品安全法案( Consumer Product Safety Act , 简称CPA ),在1993年成立的,其委员会的成立宗旨是:
一. 保护消费者免于受到不良产品的伤害。 二. 协助消费者了解产品的安全性程度。
三. 减少联邦及地方政府在产品安全上的意见分岐。 四. 研究及发展,以提高产品的安全性。
在16CFR 的第二章中,阐述了消费品安全委员会的职权,实施的方针,以及一些产品的基本安全要求。有关产品的安全内容,委员会在政府的力策下,采用了不少民间制订的标准,这种采用方式称为参考结合( Incorporation By Reference )。16CFR 常采用的标准多来自以下四个非常官方机构:
五. 美国纺织化学协会( American Association of Textile Chemist and Colorists )。 六. 美国国家标准协会( American National Standard Institute )。 七. 美国测试及材料协会( American Society for Testing and Materials )。
八. 国家防火协会( National Fire Protection Association ) 为了避免立法机构的权力过度膨胀或制订过于严苛的标准,美国国会另有一个称为行政程序的法案( Administrative Procedure Act ),该法案要求各立法机构在制订法规后,需对大众公布至少三十天的时间,其间若无任何异议提出方可执行。
一般而言,除了少数的联邦法规,如29CFR 中的职业安全与保健处( OSHA )和47CFR 的联邦通讯委员会( Federal Communication Commission,简称FCC ) 有较大的执行权外,其他的通常仅用于供地方政府作为依据的准则,16CFR 中消费品安全委员会便是一例。
地方政府虽有其产品安全的要求,却多以民间自立的国家电工法规( NEC ) 为蓝本,而非16CFR 。但不论是使用国家电工法规或联邦法规为其蓝本,通常都会制订比蓝本更严峻的要求,尤其是如洛杉机、芝加哥等以城市为单位的地方政府。
各地要求不一,是美国安规制度上的一大缺憾,常令人困扰非常,所幸职业安全及保健处已越来越被广泛的接受,情况相信应可逐渐改善。
美国国家标准协会( American National Standard Institute,简称ANSI ):
就如前面所提的,美国拟订标准的非常官方机构多达400余个,在如此众多的机构中,为避免造成混淆及重覆,一个担任居中协会调角色的存在是极为必要的,因此美国国家标准协会就此产生了。
美国国家标准协会设置于纽约市的百老汇街,是个非管利的民间机构,并没有实质的管理权。其主要的管运资金有50%来自标准的出售,其中包括该会认可的标准及ISO或IEC的标准,项目共计的一万多种,其余的收入则有会员的捐助、服务性的收入及专案的赞助等等。该协会的主要功能如下:
一、 是美国本土及国际标准的资讯中心。
二、 协助消除各利益团体间的冲突及防止标准的重复。
三、 审核各民间机构送审的标准。该标准一旦通通审核,就成为国家认可标准( Nationally
Recognized Standards ),并于该标准前加上ANSI 的字样,如UL1950在通过审核后,就成为ANSI / UL1950 。因此,有时亦称这些标准为ANSI 标准。须注意的是,所谓国家认可标准,并非真的是美国政府认可的国家标准,但成为ANSI 标准后,该标准较易被个人、团体,甚至是政府单位所接受。
该协会在审核标准时,是在普查及公认法则的原则下公开听证,以达到公平公正的形象,此外亦注重该标准的制定源由、过程、目的及用途。由于该会是非官方机构,美国各民间团体的参与性不是很高,从已送审成为ANSI 标准的只有5,500 种(包括电类与非电类产品),而未送审的却仍有20,000余种就可见一斑了。
四、该协会另一个重要的功能,则是以国家委员会( National Commit 的身份,代表美国出席
IEC及ISO的会议,并且代表美国行使投票权。该协会在这些国际性的活动里表现得相当活跃,尤其热衷于推销美国的安规经验。
在美国国家标准协会所认可的标准中,以电工法规( NEC )最具影响力。此法规乃于1897年由保险业、建筑业,以及相关团体所共同拟定的。自1911年起,美国防火协会( NFPA )成为其主要的赞助者和主导者,故又称为 ANSI / NFPA70。
此法规每三年更新一次,由数百个民间不同的团体及业界代表,组成20个小组( Panel ),分别研拟不同邻域的安全要求。表一所示的,便是其中一个小组的成员名单。法规的内容共分为九章,适用于建筑物中的电气装配、原料及产品的安全要求、仪器装置,以及光线( Optical Fiber ) 的架设等等。虽然其并非政府的文件,但由于广被政府单位和大众的接受,以致于常会令人误认是另一份联邦法规( CFR )。
保险业界人士在作相关的意外检查时,多以此法规为依准。UL标准亦是采用此法规为其参考基准,就如许多UL标准在范围部分( Scope ) 所提到的一样。电工法规另一项巨大的影响,便是为联邦的职业安全及保健局所采用。
职业安全与保健处( Occupational Safety and Health Administration ,简称OSHA ):
职业安全与保健处( OSHA ) 乃于1970年依国会职业安全与保健法案( Occupational Safety and Health Act )的法源根据而成立,受劳工局( Department of Labor ) 辖管,成立目的在于提供所有在职人士一个安全及健康的工作环境。
OSHA的权力颇大,可以检查全美各地的工作场所,以确保这些场所符合OSHA的规定,表二所示的即是其组织架构。OSHA的电气规定写于29CFR的Part1910之Sub-Part S中,实则上,此Sub-Part S就是国家电工法规( NEC )的缩版。
虽然OSHA本身负有亲自执行检查工地的任务,但却不对电气产品作任何的认证,而是由指派之第三方的检验机构来进行之。美国的海岸保卫局( USCG )也是采取类似的方式,即规定个人用的漂浮装置,须由第三方的测试机构认可才行。1981年,OSHA在29CFR的Part 1910.399增列了下列条文,规定所有使用在工作现场的电气产品,均须通过具有国家认可的测试实验室(National Recognized Testing Laboratory,简称NRTL) 的测试及认证。这些实验室分别是Dash Straus & Goodhue Inc.,ETL Testing Laboratories Inc.,Factory Mutual Research Corporation,MET Electrical Testing Company Inc.,Mine Safety and Health Administration,Underwriters Laboratories Inc.,以及甫加入的Canadian Standard Association 共计七个,其中和电有关的就占了六个之多。
有关电气产品,上述实验室多采用UL 标准为其依据,原因乃是OSHA 和UL都同样以国家电工法规为基础,所以UL标准是被OSHA所认可的。产品认证方式有许多种,主要分为如下四类:
一、列名( Listing ) ——表示该产品的安全已符合一定的程度,一般的人都可以使用。 二、认可( Recognition )——表示该产品符合零件的安全程度。
三、分类( Classification ) ——表示该产品在特定的操作条件下符合安全要求。 四、授证( Certification ) ——适用于产量极少且必须架设在特殊场所的产品。
除了上述的认证工作,NRTL亦会进行所谓的首次厂房检查( Initial Production Inspection )及后续检查( Follow-up Service ),以确保产品维持着安全的要求。
虽然OSHA的权限只在工作场所的安检,但没有任何的电气厂商可以肯定其产品不会被用于工作场合,也不愿因为没有NRTL的认证而失去偌大的市场,同时更会因而损失政府单位这焦虑更大的市场。实则上,有NRTL认证的产品,若涉及了法律,那就是OSHA最近亦步亦对人体工学( Ergonomics ) 提出了要求的规定。
OSHA除了进行工作场所的安全检查外,亦有权对不符合规定的公司机构予以惩罚。早期的惩罚方式采取较为宽松的态度,但自1985年,来自工作意外受害人的压力,以及美国工作意外死亡人数高于其他国家的事实被揭露(如表三),促使OSHA采取了“广大”( Mega Fine ) 行动,同时也使行罚金的年收入,由1984年的一千零四十万美元,升至1988年的五千一百一
十万美元(请参考表四)。到了1991年,为了平衡政府的庞大赤字,OSHA的最高罚金由往常的一万美元提高为七万美元,相信这必能造成罚金的全年总计大幅提升。
接下来我们介绍一些美国重要的相关团体:
家电厂商协会( Association of Home Appliance Manufacturer,简称AHAM )。
家电厂商协会是一个由厂商自行制订标准的机构,尤擅长于空调、除湿或加湿机方面标准之制订。
美国测试及材料协会( American Society for Testing and Materials )。
简称为ASTM,美国研拟标准最力的组织,至今已发行千余种涵有关电原、电缆、绝缘材料、导体、非破坏性电气测试,甚至包括核能材料及核能电厂等之标准,范围颇为广泛。该会的标准亦常引用他机构所了发行的标准。
DS & G检验所( Dash , Straus & Goodhue Inc,简称国DS & G )。
其擅长于电磁干扰( EMI ),电话网路( Telecom ) 以及电气产品的测试,为OSHA 的NRTL成员之一,列名于29CFR中,亦是联邦通讯委员会( FCC )认可的实验室。该所经常举办高水准的事业研讨会,国际颇为知名的安规杂志 “CE-Compliance Engineering ” 季刊,即为DS & G 所编辑和出版的。
DS & G近年亦成为跨国企业英之傑集团( Inchcape )的一份子。 电子工业协会( Electronic Industries Association,简称EIA )。
电子工业协会至今已发行了200多种家用或商用设备及零件的标准,对于半导体件标准的了展更是不遗余力。
ETL检定所( ETL Testing Laboratories Inc,简称ETL )。
ETL是著名的发明家爱迪生在1896年创立的,当时主要任务乃是测试灯泡,至1940年成为独立检验所,并命名为Electric Testing Laboratories,专门提供各种电机及电器产品的测试服务。
1977年开始扩大服务范围,成为一个多元化的测试机构,并更名为现在的名字,设总部于纽约州的柯兰市( Cortland ),1988年正式成为英之傑集团( Inchcape )的成员之一。ETL检定所特别擅长于工业仪器、医疗器材、大型空调及家电用品的测试。
ETL是OSHA认可的NRTL之一,列名在29CFR中,同时亦为家电厂商公会( AHAM )指定试验室。
厂商互助工程研究会( Factory Mutual Engineering Research,简称FM )
此研究会乃于1835年成立,为一完全由厂商公会自立自主的机构,所拟定的标准,主要是针对使用于危险地域( Hazardous Location,即易燃空间 )的产品,其亦为OSHA的NRTL成员。
国家电气厂商协会( National Electrical Manufacturers’ Association,简称NEMA )
该协会已发行了200多种有关动力发电、输配电、工业产品、照明及讯号设备等之重工业用的标准。其对UL标准的制定亦具有相当大的影响力。
保险实验所( Underwriters Laboratories Inc,简称UL )
UL成立于1894年,总部设在伊利诺州,主要的服务范围有电机、机械、环境及建筑材料、防火防盗设备等的检验,是一个著名的标准研拟单位,亦是OSHA认可的NRTL之一。
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