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你的耐压测试仪(Hipot)安全吗? 电气安规测试的十个为什么?(二)


  来源: 固纬电子 时间:2021-11-09 编辑:仪器仪表WXF
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前  言:

耐压(Withstanding)、绝缘(Insulation Resistor)、接地电阻(Ground Bond)是电气安规测试仪的测试功能,其中的耐压测试是用电设备出厂前的必测项目,虽然这些测试应用广泛,但是许多工程师还是存在着一些知其然却不知其所以然的问题,在这份应用白皮书中我们整理了十个最常见的问题,从基本面来探讨这些问题的解答。


这十个问题分别是:

1、耐压测试的电压要设置多少? 为何耐压测试的电压比工作电压高那么多?

2、为何有三种测试波形?

3、测试时间要设定多久?

4、耐压仪器的容量如何选择?

5、绝缘体及绝缘崩溃的定义?

6、按照绝缘崩溃的定义,如何避免误判?

7、发现电弧ARC、闪络(Flashover)是否意味绝缘已崩溃?

8、绝缘电阻与耐压的测试顺序,通过绝缘电阻测试后可以不测耐压吗?

9、高压的耐压测试是否会损坏电路中昂贵的芯片?

10、接地与导通性量测的差别?


除了这十个常见的问题外,因为高压仪器(用于绝缘电阻量测或耐压测试的仪器)的安全隐患,所以IEC制定了对于高压仪器的最新规范IEC-61010-2-034来确保工程师使用仪器的安全,本文也将探讨这些安全隐患以及仪器厂商的因应对策,让您在分析绝缘材料或产测时得以安全地完成测试任务,最后我们将从研发到产测的测试计划及设备选购提供有效的建议。


电气安规测试的十个为什么?


四、安规耐压仪器的容量如何选择?


图四为待测物的等效电路,接下来我们来讨论在问题二中留下的议题,为何需要直流耐压的测试与交流耐压测试泄漏电流量测误差大的原因。


图四:待测物的等效电路


IR是流过绝缘电阻的电流;IC是流过等效电容(包含杂散电容与滤波电容)的电流,IT是耐压机量到的泄漏电流,IC=VTest/XC,XC=1/2πfC,在交流耐压测试时,频率f为60Hz,当电容C越大时,XC便越小、IC就越大,造成的泄漏电流IT的误差就越大。


如果改采直流呢? 频率f为0Hz,XC为无穷大,IC为0,所以量到的IT泄漏电流=IR,不会造成误差。


在绝缘电阻上要建立足够的测试电压,用直流的波形测试所需的电流较小,相对交流而言便较为安全。


从等效电路解释完交/直流耐压在准确度上的议题后,接下来回到主题,耐压机的容量如何选择?目前市面上的耐压机有100VA/200VA/250VA/500VA等可选择,以5000V为例,500VA可提供100mA,200VA可提供40mA,要用多少容量其实是取决于要有多大的电流来维持测试电压,我们期待在待测的绝缘电阻上建立足够的测试电压来确认绝缘是否良好,但是当绝缘崩溃时,绝缘电阻会下降,此时的电流如果不足(容量不足)便无法在这个电阻值下降的电阻上建立足够的电压。这个现象类似直流电源供应器从CV模式转到CC模式,当绝缘电阻很大时(负载电流小),当绝缘崩溃时,绝缘电阻变小(负载电流变大),此时便需要容量来支撑,所以在研发单位或第三方实验室需要做材料的破坏性实验会需要500VA的容量,而产测的例行测试最常选择100VA的机种,其原因在于到了大量生产时产品的良率是很高的,以绝缘电阻100MΩ为例,建立5000V的测试电压,负载电流不过50uA;建立1500V的测试电压,负载电流不过15uA,以100VA的容量来看绰绰有余,当然如果是交流耐压还需考虑等效电容的影响。


在此我们总结一下交流耐压与直流耐压测试的优缺点:


交流耐压

优点

1、与真实环境波形相同,因此受标准青睐

2、正半周、负半周都测试

3、对待测物的等效电容没有充放电时间的议题


缺点

1、因为等效电容的电流造成泄漏电流的量测误差

2、整体的测试电流较大,可能需要购买更大的容量,如果工程师误触输出端相对而言较为危险。


直流耐压

优点

1、泄漏电流的量测准确度高

2、整体的测试电流较小,购买时可能降低容量的成本,如果工程师误触输出端,相对于交流而言较为安全。


缺点

1、仅测试半周

2、须对电容充电、放电,会增加测试的时间


五、绝缘体及绝缘崩溃的定义?


关键词:耐压测试仪 安全 电气安规测试    浏览量:4329

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