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    电气安全性能的测量仪器

    来宝网2007年11月1日 13:03 点击:1228

    随着当代科学技术的迅速发展,各种电器、电子设备全面进入社会生活各个领域,成为社会文明进步的重要标志。在我国,人民生活水平不断提高,对家用电器的需求量越来越大。各类电器、电子设备在全国城乡和到迅速普及,给生产带来极大方便。但各类电器、电子设备的广泛使用,由此带来的人身事?#23460;?#22823;为增加。给生命财产带来危害,触电伤亡和电气火?#36136;?#24120;见例子。因此,电器、电子设备的使用安全性这一重要问题,成为决定产品质量的各要素?#24615;?#23621;首要地位,安全标准成为最重要的技术标准之一。
      
       ?#26469;?#30005;气是所有安全标准中最基本也是最重要的内容,通常列为产品安全的首项。电气安全性能试验项目包括:耐电?#25925;?#39564;、泄漏电流试验、绝缘电阻、和接地电阻试验。70年代末期起,各种专用于各类电子、电气器产品电气安全性能试验的仪器迅速发展,形成了一个崭新的电子仪器门类。
      
       电气安全性能试验仪器的发展是贯彻国际国内安全标准的必然结果。自IEC65号公告《电网电源供电的家用和类似一般用途的电子及有关设备的安全要求》于1952年首次颁布并经五版、七次修订以来,全球范围内已形成IEC安全标准和美国UL安全标准两大体系。我国自70年代末期开始制订各类安全标准。80年代迅速形成了采用或等效采用IEC安全标准的国家标准体系。电气安全性能试验在电子测量仪器、广播收音机、电视机、各种音频、视频设备及家电产品、低压电器等电子、电器产品设计、制造、检验、定型、质量?#29616;ぁ?#21019;优及进出口等各项工作中,首先成为必须、大量、经常进行的重要项目,随之产生的专用测试仪器的需求,使得电气安全性能试验仪器具有深厚的展基础和广阔的市场。
      
       电气安全性能试验仪器技术指标完全取决于安全标准的要求和规定,测试对象除各类电子产品外,遍及一切电网供电或由指定的额定交直流供电的低压电器设备,这是电气安全性能试验仪器区别所有各类电子测量仪器的特点。因此,仪器的发展依赖于安全标准的发展
      
       下面,简单地介绍一下电气安全性能试验仪器---耐电压测试仪、泄漏电流测试仪、绝缘电阻测试仪、和接地电阻测试仪。
    一. 耐压测试仪
      耐电压强度?#37096;?#31216;耐压强?#21462;?#20171;电强?#21462;?#20171;质强?#21462;?#32477;缘物质所能承受而不致遭到破坏的最高电场强度称耐电压强?#21462;?#22312;试验中,被测样品在要求的试验电压作用之下达到规定的时间时,耐压测试仪自动或?#27426;?#20999;断试验电压。一旦出现击穿电流超过设定的击穿(保护)电流,能够自动切断试验电压并发出声光报警。以确保被测样品不致损坏。它主要达到如下目的:
    i. 检测绝?#30340;脫故?#24037;作电压或过电压的能力。
    ii. 检查电气设备绝缘制造或检修质量。
    iii. 排除因原材料、加工或运输对绝缘的损伤,降低产品早期失效率。
    iv. 检验绝缘的电气间隙和爬电距离。
      
       耐压测试仪是测量各种电器装置、绝缘材料和绝?#21040;?#26500;的耐电压能力的仪器,该仪器能调整输出需要的交流(或直流)试验电压和设定击穿(保护)电流。在试验中,样品在要求的试验电压作用之下达到规定时间时,耐电压测试仪自动或?#27426;?#20999;断试验电压;一旦出现击穿,电流超过设定击穿(保护)电流,能够自动切断输出并同时报警,以确定样品能否承受规定的绝?#30331;?#24230;试验。它可?#28798;?#35266;、准确、快速、可靠地测试各种被测对象的受电压、击穿电压、漏电流等电气安全性能指标,并能在IEC或国家安全标准规定的测试条件下,进行工频和直流以及电涌、冲击波等不同形式的介电性能试验。在国内外,此类仪器还?#24515;?#21387;测试仪、介质击穿装置、耐?#25925;?#39564;器、电涌绝缘测试仪、高?#25925;?#39564;器等不同的名称。


      耐压测试仪的雏形---高?#25925;?#39564;器的历史可以追溯到很久以前,但真正形成专门的基本安全试验仪器门类则是70年代后期,世界范围内大力推广安全标准之后。50年代中期,初具定时控制及漏电流测试功能的典型产品如前苏联的UPU-1型介质击穿试验器,为全电子管电路,且量程单一,主要用于测试电工绝缘材料的抗电强?#21462;?0年代后期,随着IEC65号公告的发布,日本菊水(KIKUSUI)公司发展了TOS8000系?#24515;?#21387;测试仪,采用晶体管及集成电路,技术文件明确表明其产品?#26376;?#36275;IEC、JIS、UL等安全标准规定为目的。80年代初,IEC664(1980)号公告首次颁布进行标准脉冲波耐?#25925;?#39564;的新规定,瑞士HAEFELY公司立即发展了P12型冲击`波耐压测试仪。由此可见,基本安全试验仪器的发展与安全标准的发展同步且不可分割。
      整个60年代是我国耐压测试仪的初?#35789;?#26399;。由于受技术、工艺、元器件等各种因素的限制,产品品种少,精度低,自身安全性能差,从厂家自我武装用以进行产品或零部件耐?#25925;?#39564;的简?#36164;?#39564;器起步,少数品种经进一步完善后形成了商品。代表产品是JC-4介质击穿装置,但70年代耐压测试仪的研制和生产一直停滞不前,1970年JC-4竟成为市场上唯一的耐压仪型号。
      我国耐压测试仪转入大批量生产而形成安全试验仪器新门类?#21152;?0年代初。在各类国家安全标准全面制订并强制执行的大背景下,生产厂家迅速推出大批型号各异的新产品。现在,我国已形成的安全耐?#25925;?#39564;仪器技术指标基本与国外相当。

    二、绝缘电阻测试仪
      绝缘电阻测试仪是用来测量绝缘电阻大小的仪器。
    绝缘电阻是指用绝缘材料隔开的两部分导体之间的电阻称绝缘电阻。
    为了保证电气设备运行的安全,应对其不同极性(不同相)的导电体之间,或导电体与外壳之间的绝缘电阻提出一个最低要求。例如,家用和类似用途电器规定:基本绝缘为2MW;加强绝缘为7MW。
    影响绝缘电阻测量值的因素有:温?#21462;?#28287;?#21462;?#27979;量电压及作用时间、绕组中残存电荷和绝缘的表面状况等。
    通过测量电气设备的绝缘电阻,可?#28304;?#21040;如下目的:
    a. 了解绝?#21040;?#26500;的绝缘性能。由优质绝缘材料组成的合理的绝?#21040;?#26500;(或用绝缘系?#24120;?#24212;具有良好的绝缘性能和较高的绝缘电阻;
    b. 了解电器产品绝缘处理质量。电器产品绝缘处理不佳,其绝缘性能将明显下降;
    c. 了解绝缘受潮及受污染情况,当电气设备的绝缘受潮及受污染后,其绝缘电阻通常会明显下降;
    d. 检验绝缘是否承受耐电?#25925;?#39564;。若在电气设备的绝缘电阻低于某一限值时进?#24515;?#30005;压测试,将会产生较大的试验电流,造成热击穿而损坏电气设备的绝缘。因此,通常各式各样试验标准均规定在耐电?#25925;?#39564;前,先测量绝缘电阻。

    三、泄漏电流测试仪
      泄漏电流是指在没有?#25910;?#26045;加电压的情况下,电气中带相互绝缘的金属零件之间,或带电零件与接地零件之间,通过其周围介质或绝?#24403;?#38754;所形成的电流称为泄漏电流。按照美国UL标准,泄漏电流是包括电容耦合电流在内的,能从家用电器可触?#23433;?#20998;传导的电流。泄漏电流包括两部分,一部?#36136;?#36890;过绝缘电阻的传导电流I1;另一部?#36136;?#36890;过分布电容的位移电流I2,后者容抗为XC=1/2pfc与电源频率成反比,分布电容电流随频率升高而增加,所以泄漏电流随电源频率升高而增加。例如:用可控硅供电,其谐波分量使泄漏电流增大。
      若考核的是一个电路或一个系统的绝缘性能,则这个电流除了包括所有通过绝缘物质而流入大地(或电路外可导电部分)的电流外,还应包括通过电路或系统中的电容性器件(分布电容可视为电容性器件)而流入大地的电流。较长布线会形成较大的分布容量,增大泄漏电流,这一点在不接地的系统中应特别引起注意。
      测量泄漏电流的原理测量与绝缘电阻基本相同,测量绝缘电阻实际上也是一种泄漏电流,只不过是以电阻形式表示出来的。不过正规测量泄漏电流施加的是交流电压,因而,在泄漏电流的成?#31181;?#21253;含了容性分量的电流。
    在进?#24515;?#21387;测试时,为了保护试验设备和按规定的技术指标测试,也需要确定一个在不破?#24403;?#27979;设备(绝缘材料)的最高电场强?#35748;略市?#27969;经被测设备(绝缘材料)最大电流值,这个电流通常也称为泄漏电流,但这个要领只是在上述特定场合下使用。请注意区别。
      泄漏电流实际上就是电气线路或设备在没有?#25910;?#21644;施加电压的作用下,流经绝缘部分的电流。因此,它是衡量电器绝缘性好坏的重要标志之一,敢是产品安全性能的主要指标。
      将泄漏电流限制在一个很小值,这对提高产品安全性能具有重要作用。
      泄漏电流测试仪用于测量电器的工作电源(或其他电源)通过绝缘或分布参数阻抗产生的与工作无关的泄漏电流,其输入阻抗模拟人体的阻抗。
      泄漏电流测试仪主要由阻抗变换、量程转换、交直流变换、放大、指示装置等组成。有的还具有过流保护、声光报警电路和试验电压调节装置,其指示装置分模拟式和数?#36136;?#20004;种。

    四、接地电阻
      "接地电阻"这个名词是个定义并不十分明确的词。在?#34892;?#26631;准中(如家用电器的安全标准中),它是指设备内部的接地电阻,而在?#34892;?#26631;准中(如接地设计规范中),它是指整个接地装置的电阻。我们所讲的是指设备内部的接地电阻,也就是一般产品安全标准中所说的接地电阻(也有叫做接地阻抗的),它所?#20174;?#30340;是设备的各处外露可导电部分与设备的总接地端子之间的电阻。一般标准中规定这个电阻不得大于0.1W。
    接地电阻是指用电器的绝缘一旦失效时,电器外壳等易触及金属部件可能带电,需要有可靠的接地保护电器的使用者的安全,接地电阻是衡量电器接地保护可靠的重要指标。

       接地电阻测试仪 接地电阻可用接地电阻测试仪来测量。由于接地电阻很小,正常一般在几十毫欧姆,因此,必须采用四端测量才能消除接触电阻,得到准确的测量结果。接地电阻测试仪是由测试电源、测试电路、指示器和报警电路组成。测试电源产生25A(或10A)的交流测试电流,测试电?#26041;?#34987;测电器取得的电压讯号通过放大、转换,由指示器显示,若所测接地电阻大于报警值(0.1W或0.2W),仪器发出声光报警。

      随着科学技术的发展,各种安全标准的不断完善。电气安全测试仪器门类也随着发展更新,耐压测试仪从工?#21040;?#27969;,直流,发展到标准波冲击耐压仪;泄漏电流测试仪从平均值整流发展到真?#34892;?#20540;整流……等,使电气安全测试技术发展一个新水平,更好地提高人民生活水平。

    (来源: 来宝网 )


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