安规测试
一.交直流耐压测试
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离散电容,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,除非这种产品对冲击电压很敏感。
3. 由于交流测试无法充满那些离散电容,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(AC)测试的缺点
1. 主要的缺点为,如果待测物的离散电容量很大或待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待测物的离散电容所需的电流,仪器所需输出的电流会比采用直流测试时的电流大很多。样会增加操作人员的危险性。
直流(DC)测试的优点
1. 一旦待测物上的离散电容被充满,只会剩下待测物实际的漏电电流。直流耐压测试可以很清楚的显示出待测物实际的漏电电流。
2. 另外一个优点是由于需在短时间内,供应待测物的充电电流,其它时间所需供应的电流非常小,所以仪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. 除非待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待测物充电。所以在测试后,一定要先对待测物放电,才做做下一步工作。
3.
与交流测试不一样,直流耐压测试只能单一极性的测试,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。
1.一般情况下, 多数产品是采用交流耐压测试, 例如一些家电, 电动工具, 灯具等等.因为大多数电子产品是工作在交流的电源系统中(110V/220V交流电).
2.交流耐压测试是被机构所接受的测试方式;
3.对于某些产品进行直流耐压测试更为可行, 例如某些产品(服务器/开关电源)输入端含有电容器或滤波电路的, 建议采用直流耐压测试.在GB4943-2001 <信息技术设备的安全>5.2.1中提到
"如果被试绝缘上跨接有电容器(例如:射频滤波电容器),则建议采用直流试验电压.";另外GB8898-2001<音频,视频及类似电子设备 安全要求>10.3.2中提到"..在可能发生电晕,电离,充电效应或类似效应的情况下,推荐用直流试验电压….
注1:在有电容器跨接在被试绝缘上的情况下, 推荐用直流试验电压."如果在进行交流耐压测试时出现输入端电容器被击穿或是漏电流过大时,
建议可以改用直流耐压测试来检测看看.
二.为什么直流耐压测试仪输出为负极性?
1.在极不均匀的电场中,气体的击穿电压与电极所带电荷的极性有很大的关系。在同一棒对板的间隙中,棒带负电时的击穿电压比带正电时要高一倍多。即在不均匀的电场中,棒对板间隙的放电电压与棒电压极性的关系:负棒时放电电压高。
电气设备的外绝缘接近于这种极不均匀的电场。一般电气设备的外绝缘水平比内绝缘高,内绝缘的缺陷和故障也较外绝缘多,对设备做直流耐压试验,虽然内外绝缘都受到考验,但最主要的还是检查内绝缘,内绝缘主要是液体、固体材料,并采用了极间屏蔽措施,其正、负极性的电压对绝缘击穿的影响不大。如电缆绝缘在正极性击穿中只比负极性低10%。对设备施加直流高压试验电压时,一般不希望外绝缘发生闪络,为此,采用负极性的直流电压。
2.在直流高压的试验中,检验设备的绝缘主要以其所含的潮气和水分是影响绝缘好坏的关键,由于水分有电渗析现象(即水分子在电场中具有正离子的性质),测试时,高压都施加在带电部件,由于高压是负极性的,因此,水份易吸附在高压极附近,从而容易检测出被测物的缺陷。
简单来说有:1.电力系统中雷电过电压多为负极性。2.考虑水的弱电负性,施加负极性电压时更易于发现受潮缺陷。3.负极性电压易于放电,不易击穿;正极性电压不易放电,易于击穿。
三、如何设置击穿(保护)电流报警值呢?
一些在产品标准中未具体规定击穿(保护)电流报警值,这时击穿(保护)电流报警值如何选择呢?这里介绍二种方法,仅供参考。
a)根据绝缘电阻选择击穿(保护)电流报警值,GB998《低压电器基本试验办法》中附录E“耐压试验表面闪络和漏泄电流增大检测办法(补充件”E.2“电流继电器的整定电流”中(1)式
Iz=Kp[(U/R)′Kr+Io]
式中:Iz 电流继电器的整定值,A;
U 试验电压,V;
R 允许最小绝缘电阻值,W;
Kr 试验变压器变比;
Io 试验变压器输出电压为U时的激磁电流,A;
Kp 动作系数,一般取1.2~1.5。
上式电流继电器是安装在试验变压器的低压侧,因此引入Kr、Io等参数修正,而目前的耐压测试仪绝大多数均在高压侧取样检测电流,Kr、Io均可或略,上式可简化为
Iz=Kp(U/R)
例如:某一电器允许最小绝缘电阻值为2MW,试验电压为1500V,则电流整定值Iz =(1500V/2MW)′(1.2~1.5)=
0.9~1.1mA取1mA为电流整定值(即击穿(保护)电流报警值)。
b)根据泄漏电流值选择击穿(保护)电流报警值,境外一些资料提出按产品的泄漏电流来选择击穿(保护)电流报警值。在泄漏电流测试,测量的泄漏电流值可用来计算耐压测试仪的击穿(保护)电流报警值:
击穿(保护)电流报警值=(耐压试验电压÷泄漏电流试验电压)×泄漏电流值
例如:某一电器泄漏电流试验电压是242 V,耐压试验电压是1500 V,泄漏电流值为2mA。计算如下:
(1500 V÷242 V)×2mA=12.4 mA,再加上约25%的偏差,耐压测试仪的击穿(保护)电流报警值大约是15 mA。
四.关于升压和降压速度及试验时间
一般安全标准规定,耐压测试时,启动耐压测试仪后,将试验电压升至试验电压全值的1/3(或1/2)时,开始均匀(或分段)地以不超过全值5%的速度升至全值。总的升压时间对电机为10-15s;对低压电器为5s;对控制微电机为3s。在全值下维持1min,试验完毕后匀速降压至全值的1/3时切断试验电压,并将被测物短路数秒进行充分放电。但对在生产线上大批量连续生产的产品,一般很难按上述规定执行,因此某些标准规定(如GB755),对大批连续生产的,允许用规定试验电压值的120%,历时1
s的试验代替。但各类产品规定的试验电压值增加不同,如对电机电压20%;中间、冲击等继电器增加电压10%,试验时间均改为1s—2s;对电动工具在带电零件与壳体之间分部施加400V(III类)、1000V(I类)和2500V(II类),历时3s。
五、使用测试仪器测试时应注意什么呢?
a) 家用电器和类似用途电器,试验电压要施加在带电部件与壳体之间;对II类电器则要施加在带电部件和仅用基本绝缘与带电部件隔开的部件之间,及其金属部件与壳体之间。家用电器还需进行工作温度下的耐电压试验。
b)除家用电器需在工作状态下和工作温度下进行耐压试验外,对其他运行中的设备必须退出运行状态,以免试验时影响运行系统中的其他电气设备。
c)电子仪器需处于非工作状态,不接电源,电源开关置于接通位置。
d)与被试电气设备相连的与测试目的无关的部件(例如单相电机中的电容器)必须断开。
e)工频耐压试验中的1min试验,应避免电压冲击,电降应平稳,无明显瞬变,并至少在下降至1/2值以下时才可切断电源。
f)工频耐压试验中的1s试验,要求直接施加所需试验电压,其间不允许再有升压或转换。
g)工频耐压试验明显的“积累”效应,一般不应在同一电压下进行多次重复试验。有些标准规定,重复试验时试验电压值应降低20%;电子测量仪器标准规定,在试验电压有效值小于等于2kV时,可以全压下多次重复试验,在试验电压有效值大于等于2kV时,只能进行2次全值试验电压试验,再试验时也应降低20%。
h)对相互连接或互不绝缘的电路;对可触及导电部分连接或互不绝缘的电路可不进行耐压试验,这类电路应互相互或对可触及导电部分连接。
i)对测量高电压元、器件的耐压(用交、直流耐压仪)。如硅堆等。要注意的是直流高压输出是负电压,而地为正极。测试电容时,在电容器两端加上电压时有一充电过程,此时在测试电路中有一充电电流,当该电流大于所设定的漏电流值时,耐压测试仪就会报警,使得测试中断,无法进行。因此,在测试时,应缓慢增加电压,充电电流小于所设定的漏电流值,直到规定测试电压,进行测试。而不能采用固定电压,复位—启动方式进行测试.在交流测试时,电容器本身有一个容抗(Xc),其值Xc=1/(wC)=1/(2Pfc)。在交流回路中相当于直流回路中的电阻,因此,在交流回路中就产生一个电流,当该电流大于所设定的漏电流值时,耐压测试仪就会报警,使得测试中断,无法进行。因此,在测试前,应先计算好电容器的容抗(Xc),再算出在测试电压下的回路电流值,然后调节耐压力
测试仪漏电流预置值,使其略大于回路电流值,再进行测试。
J) 测试电缆等分布电容大的元件(设备)要等同于电容器测试。