Clause 3 – How to understand the definition of “protective extra-low voltage circuit”

protective extra-low voltage circuit: earthed circuit operating at safety extra-low voltage which is separated from other circuits by basic insulation and protective screening, double insulation or reinforced insulation
NOTE 1 Protective screening is the separation of circuits from live parts by means of an earthed screen.
NOTE 2 A protective extra-low voltage circuit is also known as a PELV circuit.

The definition of this term mentions earthed circuit operating at extra-low voltage. There is controversy over the understanding of this definition. The first view is that if the secondary circuit of the transformer is directly connected to the protective earthing, the secondary circuit can be determined to be PELV. The second view is that the secondary circuit of the transformer needs to pass through a protective impedance or additional insulation before it can be connected to the protective earthing circuit, which is considered PELV. I personally support the first view.
Let me first introduce how I came to my point of view. In the case of not knowing the intention of the standard, we can indirectly deduce the intention of the standard based on the definition and requirements of a certain concept (PELV) in several versions of the standard. There is no definition of PELV in the third edition of the IEC 60335-1 standard. PELV was added in the fourth edition of the standard. There are two requirements for PELV. The first is the fourth paragraph of 27.1 of the standard, which requires “Safety extra-low voltage circuits shall not be earthed unless they are protective extra-low voltage circuits.” The standard believes that PELV can be grounded (it does not say whether it is directly or indirectly grounded). In the default principle of the entire IEC 60335-1, the external protective earthing circuit is a circuit that is allowable to be touched by the user and is not a circuit that is dangerous for electric shock. Therefore, 27.1 actually has no purpose. The requirement of clause 27.1 is to reduce the earthing requirements of SELV, so the definition of PELV is given. Second, there is a exception for exemption from earthing resistance testing for PELV circuits in 27.5. Therefore, it is reasonable to believe that the definition of PELV does not have a practical safety protection function. At the same time, the requirements of clause 22.59 of the sixth edition of the standard are also mainly for transformers with two separate secondary circuits, and some isolation is required between these two secondary circuits.
Here we need to explain that the sixth edition of the standard changed SELV to ELV in the definition of the wording, which is not a relaxation of the requirements. It is correct to change SELV to ELV because the definition of PELV has emphasized that ELV is isolated by double insulation (basic insulation and protective screening, double insulation or reinforced insulation), so there is no need to repeat the requirement of SELV.

Next, let me explain the views of different points of view.
First, the fourth paragraph of 27.1 does not specify how the PELV circuit is grounded. It can be directly grounded or grounded after protective impedance or supplementary insulation. Then, the IEC 60335-1:2020 ED6.0 version added the requirements of clause 22.59, as follows: Protective extra-low voltage circuits shall be separated by at least supplementary insulation from circuits operating at safety extra-low voltage. There are two ways to understand 22.59. One is that SELV has supplementary insulation before grounding to prevent the current on the protective earthing from flowing back into the circuit, causing the risk of electric shock. After all, there is an electric charge on the earth. In some special cases, if the potential of SELV is lower than the potential of the earth, this will form a conductive loop and cause the risk of electric shock. The second situation is that the isolation transformer has two secondary windings, one of which is a SELV circuit, but because it does not comply with clause 8.1.4, it is not allowed to be touched, and the other secondary winding corresponds to PELV, which can be touched. In this way, the purpose of clause 22.59 is to ensure that the two independent secondary windings of the transformer (the two independent windings are PELV and SELV) do not affect each other. According to the first understanding of clause 22.59, combined with the understanding of 27.1 that it cannot be directly grounded, we can conclude that SELV can only be determined as PELV after being grounded through an additional insulation.


What I personally question is whether it is necessary to consider the situation where the current is generated between the external protective earthing circuit and the internal circuit of the appliance due to the influence of the internal circuit of the appliance. In conventional products without SELV or PELV circuits, there is basic insulation between the live parts and the protective earthing circuit. Does the standard believe that this basic insulation can prevent the dangerous current between the protective earthing circuit and the internal live parts? If the answer is yes, then clause 22.59 should require basic insulation instead of additional insulation. Of course, the standard may also increase the requirements for PELV circuits, regardless of the basic anti-electric shock protection rules of class I appliances. According to common sense, the PELV circuit is already a circuit generated by isolation transformer isolation, so why is there an isolation requirement for additional insulation? What kind of electric shock risk is isolated by the additional insulation here?

IECEE has made many decisions on PELV and functional earthing, such as DSH-492, CTL PDSH 2244, CTL-OP 106.
In addition, IECEE decision – DSH-492 has the following two pictures.

To be honest, I don’t understand the meaning and basic principles of these two pictures. I personally think that even if we understand the basic principles of this picture, we cannot make a judgment based on this principle, because this decision is only for the third edition of IEC 60335-1.
In addition, IECEE decision – OSM/HA 75 also mentions the requirements of PELV, and interested readers can read it.
According to the definition of SELV and PELV in IEC 61140 standard:

There is no requirement for earthing failure of PELV, so accordingly, the grounding measures of PELV are considered reliable by the standard.
Note 1: The protective shield is to isolate the circuit from the live parts by means of a grounded shield.
Note 2: The protective extra-low voltage circuit can also be represented by the PELV circuit.

SOURCE: IEC 60050-826 regarding to SELV and PELV as below:

Similar Posts

  • Clause 3 – How to understand the definition of “thermal link”

    thermal link: thermal cut-out which operates only once and requires partial or complete replacement It is a temperature sensing device, but it can only be operated once, when the temperature is higher than its set value, it will disconnect, and after disconnection, the current can not pass through, so as to play the role of…

  • 第 3 項 – 「安全絶縁変圧器」の定義の理解方法

    安全絶縁変圧器:安全超低電圧で機器または回路に供給することを目的とした、少なくとも二重絶縁または強化絶縁と同等の絶縁によって入力巻線が出力巻線から電気的に分離された変圧器 ここで言う変圧器は、機器や回路に電力を供給するために使用されます。最も一般的な変圧器は回路に電力を供給し、いくつかの変圧器は電化製品に電力を供給します。ここで重要となるのは入力巻線と出力巻線の絶縁対策であり、二重絶縁もしくは強化絶縁タイプ、または同等の絶縁が必要となります。この要件は、一次巻線と二次巻線が十分な絶縁を有することを保証することです。絶縁が十分であれば、変圧器の一次巻線と二次巻線間の絶縁は比較的安全です。二重の保護予防策。 スイッチの電源基板に使用される最初の種類のトランス。このタイプの変圧器は、同じ磁気コア上に一次巻線と二次巻線を重ね合わせます。したがって、一次側と二次側の間の沿面距離と電気的空間を確保するために、巻線を上下の端面に配置することはできません。以下の図に示すように、巻線は上下の端面から一定の距離にある必要があります。 安全絶縁トランスの全体図 安全絶縁トランスの全体図 The other is a drawer-type linear transformer, as shown below:

  • 第3項 「定格電圧範囲」の定義の見方

    定格電圧範囲:メーカーによって家電製品に割り当てられた電圧範囲。下限値と上限値で表されます。 この定義は、の定義を拡張したものです 定格電圧定格電圧 定格電圧、ただし、定格電圧が定義されていることはほとんどありません。 例えば、ヨーロッパの全EU加盟国市場を対象市場として設計された製品の場合、ほとんどのEU加盟国の商用電圧はAC 230Vですが、別途規定があればAC 240Vである国もあります定格電圧がAC230VまたはAC240Vの場合、本製品は国の定格電圧と異なる商用電圧では使用できません。このような状況を考慮し、AC220VとAC230V、AC240VをカバーするAC220~240Vの範囲で定格電圧を規定し、これら3つの商用電圧の国でも対応製品を使用できるようにしました。ここでは、AC220-240V または 220-240V~ がより一般的な形式です。 220 ~ 230V ~、380V ~ 415V ~、または 100 ~ 240V ~ (この状況のほとんどは、アダプターの定格入力電圧で電力供給されるアダプターの使用時に発生します) などもあります。製品の定格電圧は範囲が設定されているため、その電圧範囲における安全要件を規格に従って評価する必要があります。 For example, a product designed for the target market for the whole of Europe’s all EU member states market, most of the EU member states of the utility voltage is AC 230V,…

  • Clause 3 – How to understand the definition of “protective device”

    protective device: device, the operation of which prevents a hazardous situation under abnormal operation conditions The standard emphasizes “abnormal operation” here. Only devices that operate under “abnormal operation” conditions can be defined as protective devices. Therefore, there are many types of protective devices, including overheating protection devices, overcurrent protection devices, and overpressure protection devices. Overheating…

  • 第 3 項 – 「沿面距離」の定義の理解方法

    沿面距離: 2 つの導電性部品間、または導電性部品とアクセス可能な表面間の絶縁体表面に沿った最短距離。 電荷は空気中を指向性を持って伝播し、電流を形成します。これがクリアランスの意味です。完全に絶縁された材料はないため、実際には電荷は絶縁材料自体を通って伝播する可能性もあります。通常のA4印刷用紙の両面と厚さ2mmのトレッドゴム材の両面に電位の異なる2つの電極を印加した場合、2つの電極間に形成される電流の差は非常に大きくなります。電荷は、絶縁材料の表面に沿って方向性を持って伝播することもあります。異なる材料の表面における電荷伝播の影響も異なります。絶縁材の表面に他の物質(汚染物質)が付着している場合、電荷伝播の影響も異なります。電荷が絶縁材料の表面に沿って伝播して感電を引き起こすのを防ぐために、沿面距離の定義と要件が作成されます。絶縁材料本体を通した電荷の伝播により、第 29 条の最初の段落に記載されている固体絶縁要件が生成されます。第 29.2 条には、沿面距離の要件が示されています。 沿面距離の定義は IEC 60664-1:2020 規格に基づいています。沿面距離を説明する必要があるため、IEC 60664-1:2020規格の図4から図14までの図を示す必要があります。ここで、読者は「X mm」をどのように決定するかを慎重に検討する必要があります。沿面距離を形成する経路上に溝がある場合、橋溝の状況が発生します。私は個人的に、ブリッジの主な原因は溝への汚染物質の堆積であると考えています。これらの汚染物質は主に粉塵であり、湿った粉塵は導電性が高くなります。したがって、規格の原文をコピーすると、次の 3 つの前提条件があります。– 溝を横切る距離が指定された幅 X (表 1 を参照) より小さい場合、沿面距離は溝を直接横切って測定され、溝の輪郭は考慮されません (図 4 を参照)– 溝を横切る距離が指定された幅 X 以上である場合 (表 1 を参照)、沿面距離は溝の輪郭に沿って測定されます (図 5 を参照)。– 凹部は、指定された幅 X に等しい長さを持ち、最も不利な位置に配置された絶縁リンクで橋渡しされていると想定されます (図 6 を参照)。– 相互に異なる位置を想定できる部品間で測定される隙間と沿面距離は、これらの部品が最も不利な位置にあるときに測定されます。 条件: 検討中のパスには、幅 X mm 未満の任意の深さの平行または収束側面の溝が含まれています。ルール: クリアランスと沿面距離は、図に示すように溝を直接横切って測定されます。 クリアランス沿面距離 条件: 検討中のパスに、任意の深さで X mm 以上の平行な側面の溝が含まれているルール:クリアランスとは「見通し」の距離です。沿面経路は溝の輪郭に従います。 クリアランス沿面距離 条件:…

  • 第3項 「特別低圧」の定義の見方

    特別低電圧:機器内の電源から供給される電圧であって、機器が定格電圧で供給されている場合に、導体間および導体とアース間が50Vを超えない電圧 EU 低電圧指令の定義によれば、低電圧の範囲は AC で 50 ~ 1000V、DC で 75 ~ 1500V です。ちなみに、ほとんどの国ではこの電圧値に応じて高電圧と低電圧を分けています。したがって、範囲の上限を超える電圧は高電圧となり、範囲の下限を下回る電圧は超低電圧となります。この規格における定義では、DC と AC は区別されません。ここで注意していただきたいのは、電圧名は電圧値に応じて定義されているだけであり、低電圧回路の特定の部分を定義するものではありません。電圧は相対的なものであるため、電圧を測定する場合、電圧は両端間で測定する必要があります。つまり、電圧には基準点が必要であるため、規格ではワイヤ間およびワイヤとアース間の電圧について言及しています。 一般家庭用アルカリ電池の出力電圧、一般家庭用電化製品の制御基板上の変圧器以降の低圧回路やRC降圧回路の動作電圧など、いずれも特別低電圧と定義できるもの. 下図のようにR1とC1で降圧機能が完成しますので、R1とC1以降の回路は特別低圧回路と定義できます。