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安规耐压测试 绝缘电阻/接地电阻/接触电流测试介绍
发布时间:2018-06-08   点击次数:18次

耐压测试的基础理论是将一个产品暴露在非常恶劣的环境之下,如果产品能够在这种恶劣的环境之下还能维持正常状况,就可以确定在正常的环境之下工作,也一定可以维持很正常的状况。 zui常使用耐压测试的情况为:

  • 设计时的功能测试 – 确定所设计的产品能达到其功能要求的条件。
  • 生产时的规格测试 – 确认所生产的产品能达到其规格要求的标准。
  • 品保时的确认测试 – 确认产品的质量能符合安规的标准。
  • 维修后的安全测试 – 确认维修后的产品能维持符合安规的标准。

不同的产品有不同的技术规格,基本上在耐压测试时是将一个高于正常工作的电压加在产品上测试,这个电压必须持续一段规定的时间。 如果一个零组件在规定的时间内,其漏电电流量亦保持在规定的范围内,就可以确定这个零组件在正常的条件下运转,应该是非常安全。 而优良的设计和选择良好的绝缘材料可以保护使用者,让他免予受到意外感电。

华仪电子安规测试仪器所做的耐压测试,一般称之为“高电压介电测试”,简称为“耐压测试”。 基本的规定是以两倍于被测物的工作电压,再加一千伏特,作为测试的电压标准。 有些产品的测试电压可能高于2 X 工作电压 + 1000 V。

例如有些产品的工作电压范围是从100V到240V,这类产品的测试电压可能在1000V到4000V之间或更高。 一般而言,具有“双绝缘”设计的产品,其使用的测试电压可能高于2 X工作电压+ 1000 V的标准。

耐压测试在产品的设计和样品制作时比正式生产时的测试更为精密,因为产品在设计测试阶段便已决定产品的安全性。 虽然在产品设计时只是用少数的样品来作判断,然而生产时的在线测试更应严格要求所有的产品都必须能通过安规标准,可以确认没有不良品会流出生产线。

耐压测试器的输出电压必须保持在规定电压的100%到120%的范围内。AC耐压测试器的输出频率必须维持在40到70Hz之间,同时其波峰值不得低于均方根(RMS)电压值的1.3倍,并且其波峰值不得高于均方根(RMS)电压值的1.5倍。

高压测试能检测出下列状况

  • 绝缘材料的绝缘强度太弱
  • 绝缘体上有针孔
  • 零组件之间的距离不够
  • 绝缘体被挤压而破裂

耐压测试的优缺点

请先与受测试产品所指定的安规单位确认该产品应该使用何种电压,有些产品可以同时接受直流和交流两种测试选择,但是仍然有多种产品只允许接受直流或交流中的一种测试。 如果安规规范允许同时接受直流或交流测试,制造厂就可以自己决定何种测试对于产品较为适当。 为了达成此目地,使用者必须了解直流和交流测试的优缺点。

交流耐压(ACW)测试的特点

大部份做耐压测试的被测物都会含有一些杂散电容量。 用交流测试时可能无法充饱这些杂散电容,会有一个持续电流流过这些杂散电容。

交流耐压(ACW)测试的优点

1. 一般而言,交流测试比直流测试更容易被安规单位接受。 主因是大部份的产品都使用交流电,而交流测试可以同时对产品作正负极性的测试,与产品使用的环境完全一致,合乎实际使用状况。

2. 由于交流测试时无法充饱那些杂散电容,但不会有瞬间冲击电流发生,因此不需让测试电压缓慢上升,可以一开始测试就全电压加上,除非这种产品冲击电压很敏感。

3. 由于交流测试无法充满那些杂散电容,在测试后不必对测试物作放电的动作,这是另外一个优点。

交流耐压(AC)测试的缺点

1. 主要的缺点为,如果被测物的杂散电容量很大或被测物为电容性负载时,这样所产生的电流,会远大于实际的漏电电流,因而无法得知实际的漏电电流。

2. 另外一个缺点是由于必须供应被测物的杂散电容所需的电流,机器所需输出的电流会比采用直流测试时的电流大很多。 这样会增加操作人员的危险性。

直流(DC)测试的特点

在直流耐压测试时,被测物上的杂散电容会被充满,直流耐压测试时所造成的容性电流,在杂散电容被充满后,会下降到趋近于零。

直流(DC)测试的优点

1. 一旦被测物上的杂散电容被充满,只会剩下被测物实际的漏电电流。 直流耐压测试可以很清楚的显示出被测物实际的漏电电流。

2. 另外一个优点是由于仅需在短时间内,供应被测物的充电电流,其它时间所需供应的电流非常小,所以机器的电流容量远低于交流耐压测试时所需的电流容量。

直流(DC)测试的缺点

1. 除非被测物上没有任何电容量存在,否则测试电压必须由“零”开始,缓慢上升,以避免充电电流过大,电容量越大所需的缓升时间越长,一次所能增加的电压也越低。 充电电流过大时,一定会引起测试器的误判,使测试的结果不正确。

2. 由于直流耐压测试会对被测物充电,所以在测试后,一定要先对被测物放电,才能做下一步工作。

3. 与交流测试不一样,直流耐压测试只能单一极性测试,如果产品要使用于交流电压下,这个缺点必须被考虑。 这也是大多数安规单位都建议使用交流耐压测试的原因。

4. 在交流耐压测试时,电压的波峰值是电表显示值的1.4倍,这一点是一般电表所不能显示的,也是直流耐压测试所无法达到的。 所以多数安规单位都要求,如果使用直流耐压测试,必须提高测试电压到相等的数值。

绝缘电阻测试(Insulation Resistance Test)

新设计的一些安规分析仪大都将绝缘电阻测试的功能含盖在内,基本上绝缘电阻测试功能必须提供一个500到1000VDC的电压,同时电阻的量测范围也必须可以由几百KW量测到几个GW。 这些功能可以让产品的制造厂符合安全要求的规定,TUV和VDE等安规执行单位在某些特定的产品会要求先做绝缘电阻的测试,然后才能执行耐压测试,这项规定目前大都被引用在产品设计所执行的安规试验上。

绝缘电阻测试的基本理论与耐压测试非常类似,耐压测试的判定是以漏电流量为基准,而绝缘电阻测试则以电阻值的形态作为判定依据,通常必须为多少MΩ以上。

绝缘电阻测试接线图

绝缘电阻值越高表示产品的绝缘越好。 绝缘电阻测试的接线方式与耐压测试完全相同,量测到的绝缘电阻值为两个测之间以及其外围连接在一起的各项关连网络所形成的等效电阻值。

华仪电子的安规测试设备内所含盖的绝缘电阻测试功能,是一项独立的测试功能,不会与耐压测试的功能互相重迭,使用上更为简便。

接地电阻测试(Ground Continuity Test or Ground Bond Test)

接地阻抗测试为测试产品的接地点,对产品的外壳或金属部份,施以一个恒流(一般电流在10-40A之间)电源来测试两点间的阻抗大小,一般产品规定量测25A,阻抗不得大于0.1Ω,而CSA则要求量测40A以此测试,可检测出接地点螺丝未锁紧、接地线径太小、接地线断路等问题。

接地电阻测试接线图

接地电阻测试的主要目的为确定被测物在故障的情况之下,安全接地线是否能承担故障的电流流量,接地的电阻值必须越低越好,这样才能确认一旦产品发生故障时,在输入的的电源开关尚未切断电源以前,可以让使用者免于感电的危险和威胁。

产品电气系统测试(RUN Test)

许多产品制造商希望产品在zui终的安规测试之后也能开机测试以便确认产品的功能,除了测试产品的基本功能外,许多顾客也需要一些产品在测试时的基本数据。RUN TEST Module允许待测物(产品)在安规测试之后立刻提供电源给待测物,在待测物测试时并显示电流、电压、瓦特及功率因子之数值。

接触电流测试(Touch Current Test)

接触电流测试是诸多安规测试之中的一项测试,通常安规执行单位、例如UL、CSA、IEC、BSI、VDE、TUV和JSI等会要求某些产品必须做这项测试。 接触电流的测试规格视各种不同的产品而有很大的不同,产品应用的场所和功能的不同,也会造成规格标准的差别。

电流泄漏电(Current Leakage)和接触(Touch Current)测试为通称的接触电流测试条款,事实上可以被区分为三种不同的测试,分别为对地泄漏电电流(Earth Leakage Current)、对表面泄漏电流(Enclosure或Surface Leakage Current)和表面间泄漏电电流(Applied Part或Surface to Surface Leakage)。 主要的不同点在于测试棒所量测位置的不同而有所不同,对地泄漏电流为漏电电流经由电源在线的接地线流回大地,而表面泄漏电流是由于人员触摸机体时,泄漏电流经由人体流回大地。 另外表面间泄漏电流或称为治疗泄漏电流(Patient Lead Leakage)则为任何应用对象之间或流向应用对象的泄漏电流,通常只有医疗仪器有这项测试的要求。 这些测试的主要目的为让使用者在操作或手握应用对象时非常安全,而不致于有感电伤害的危险。

接触电流测试接线图

 

接触电流测试模块所提供的测试能力完全符合UL 544、IEC 950、UL 1950、IEC 1010、UL 3101、IEC 601-1、UL 2601、UL1563和其它测试规格所规定的接触电流测试规格的标准。 接触电流测试为一种产品的泄漏电电流经由一组人体仿真阻抗模型作为量测依据的测试,这个摸拟人体阻抗的电路被称为“人体仿真阻抗模型(Measuring Device,MD)”。

人体仿真阻抗模型(MD)代表人体在不同情况之下的阻抗,而人体的阻抗由于人机接触点的位置、面积和电流的流向而有所不同,基于上述这些理由,人体仿真阻抗模型规格的选择必须依据要做何种测试以及所能允许的zui大泄漏电流量来决定。 产品泄漏电流的量测不但要做产品正常工作和异常时的量测,同时必须做电源极性反向时的量测,以避免当产品在输入电压的高值(通常为输入电压额定值的110%)工作时,因异常或使用不当而所引起的诸多问题和危险。

接触电流测试通常规定产品在开发设计和验证时必须做这项测试,这样可以确认产品在设计时能够符合规格的标准,但是这仍无法保证生产在线的每一个产品都能符合规格的要求,所以在生产在线生产的每个产品都必须做测试,才能完全保证产品符合规格的要求。

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