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安规测量中基本常识

    一、 电工电子设备防触电保护的分类

如果你仔细观察不同的电子器械,你会发现有的电器用二脚插头,有的用三脚插头,有的靠电池工作,有的还可以充电使用。下面介绍一下 “ 电工电子设备防触电保护的分类 ”

0 类设备 指靠基本绝缘作为触电防护的设备,一旦基本绝缘失效,设备的安全性能完全取决于周围环境。这就要求这类设备要用在 “ 绝缘良好 ” 的环境中。比如木质地板、木质墙壁,周围环境干燥的场所等等。这种对使用环境要求非常严格的设备,使用范围很有局限。

I 类设备 指设备的防触电防护不仅靠基本绝缘,还需将能触及的可导电部分与设备固定布线中的保护(接地)线相连接。这样,一旦基本绝缘失效,由于能触及的可导电部分已与地线连接,因而使用人员的安全有了保证。

II 类设备 指设备的防触电防护不仅靠基本绝缘,还另有附加绝缘等安全措施。一旦基本绝缘失效,附加绝缘可保证使用者的安全。若是加强绝缘,本身则相当于基本绝缘附加绝缘的水平。
III 类设备 这类设备靠安全特低电压( SELV )供电。这类设备内部出现的电压也不能高于安全特低电压。 III 类设备是从电源方面就保证了安全。

0I 类设备 是指任何部件至少都是基本绝缘并装有接地端子的设备。其电源软线不带接地导线,插头没有接地插脚,不能插入有接地插孔的电源插座。目前国内还存在这类家用电器(其他电器中没有 0I 类)。这类设备实际上是按 I 类设计的,只是 I 类电器电源线与保护(接地)线固定在一起,且同用一个插头,插入插座后保护(接地)线即可接地,而 0I 类的电源线没有保护接地导线,另设保护接地端子,或保护接地端子上连接的保护接地线不能直接同电源线一起插入带有接地插孔的电源插座上去与保护接干线接通。这类电器若不接通保护接地线,则按 0 类对待,若接通保护接地线,则按 I 类对待。 GB4706 《家用和类似用途电器的安全 特殊要求》中有以下七类产品认可 “0I 类 ” 的存在(只是 “ 认可 ” 这些产品不一定有 “0I 类 ” ):电水壶;电动剃须刀;电推剪及类似器具;家用电冰箱和食品冷冻箱;电烤箱;面包烘烤器;华夫烙饼摸;皮肤及毛发护理器具;电池驱动的电动剃须刀、电推剪及充电电池组;电熨斗。

二、 为什么直流耐压测试仪输出为负极性?

在直流耐压测试仪的高压输出一般都为负极性,原因是: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,因此水分易吸附在高压极附近,从而容易检测出被测物的缺陷。

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。

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