电气检测知识Gu

安規執行單位、例如UL、CSA、IEC、BSI、VDE、TUV和JSI等都要求各製造商在設計和生產電子或電氣產品時要使用“耐壓測試器”作為安全測試。這些安規執行單位有時也會要求某些產品必須做絕緣電阻測試、接地電阻測試,甚至要求做洩漏電流測試。1.耐壓測試(DielectricWithstandVoltageTest)缩写ACW(交流耐压测试),DCW(直流耐压测试)

耐壓測試的基礎理論是將一個產品暴露在非常惡劣的環境之下,如果產品能夠在這種惡劣的環境之下還能維持正常狀況,就可以確定在正常的環境之下工作,也一定可以維持很正常的狀況。

在耐壓測試時是將一個高於正常工作的電壓加在產品上測試,這個電壓必須持續一段規定的時間。如果一個零組件在規定的時間內,其漏電電流量亦保持在規定的範圍內,就可以確定這個零組件在正常的條件下運轉,應該是非常安全。而優良的設計和選擇良好的絕緣材料可以保護使用者,讓他免予受到意外感電。

耐壓測試,一般稱之為“高電壓介電測試”,簡稱為“耐壓測試”。基本的規定是以兩倍於被測物的工作電壓,再加一千伏特,作為測試的電壓標準。有些產品的測試電壓可能高於2X工作電壓+1000V。

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2.絕緣電阻測試(InsulationResistanceTest),缩写IR

新設計的一些安規分析儀大都將絕緣電阻測試的功能含蓋在內,基本上絕緣電阻測試功能必須提供一個500到1000VDC的電壓,同時電阻的量測範圍也必須可以由幾百KΩ量測到幾個GΩ。這些功能可以讓產品的製造廠符合安全要求的規定,TUV和VDE等安規執行單位在某些特定的產品會要求先做絕緣電阻的測試,然後才能執行耐壓測試,這項規定目前大都被引用在產品設計所執行的安規試驗上。

絕緣電阻測試的基本理論與耐壓測試非常類似,耐壓測試的判定是以漏電流量為基準,而絕緣電阻測試則以電阻值的形態作為判定依據,通常必須為多少MΩ以上。

絕緣電阻值越高表示產品的絕緣越好。絕緣電阻測試的接線方式與耐壓測試完全相同,量測到的絕緣電阻值為兩個測之間以及其週邊連接在一起的各項關連網路所形成的等效電阻值。

3.接地電阻測試(GroundContinuityTestorGroundBondTest),缩写Gnd接地電阻測試的主要目的為確定被測物在故障的情況之下,安全接地線是否能承擔故障的電流流量,接地的電阻值必須越低越好,這樣才能確認一旦產品發生故障時,在輸入的電源開關尚未切斷電源以前,可以讓使用者免於感電的危險和威脅。

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电缆电压试验漏电流设置标准是哪个

电流设定:现在大多数hi-pot测试仪允许用户自行设定电流的限值。

但是,如果产品的实际漏电流是已知的,那么hi-pot测试电流是可以预测的。限值的选择实际要依靠被测试的产品。

最好的选择限值的方式是测试一些产品样品并得到平均hipot电流,然后泄漏电流的限制值被设定为一个稍高出平均值的值。另外一个设定电流限值的方法是使用以下数学公式:E(HIPOT)/E(LEAKAGE)=I(HIPOT)/[2*I(LEAKAGE)]V使用2作为因数的原因是,线路泄漏电流通过一个Y电容产生,但是hipot测试产生的泄漏电流通有各条线路的电容同时产生。

推导出I(hipot)的等式,你可以预测hipot测试电流。所以,hipot测试仪电流限值应该被设置足够高以避免因为泄露电流的存在而导致的误判,同时不能太高而导致无法检测出真实的绝缘材料击穿。

多数安全标准允许使用交流或直流电压进行hipot测试。

当使用交流电压进行测试时,被测试的绝缘材料承受的电压是峰值。所以,如果你决定使用直流电压进行测试,你必须保证,dc测试电压是交流测试电压2(或1.414)倍,这样直流电压的值与交流电压峰值是相等的。例如,对于1500Vac,用做绝缘测试的等效直流电压应该是1500x1.414或2121Vdc。使用直流测试电压的一个好处是,泄漏电流限值与使用交流测试电压相比,可以被设置为更低的值。

这样制造者有更大的机会检查处处于绝缘材料失效边缘的产品,这些产品在使用交流电压进行测试是可能会通过。必须注意到,当使用直流hipot测试仪,电路中的电容器会被高度充电,因此,一个安全放电设备或设定是必需的。

但是,不管测试电压怎样,在产品被人接触之前进行放电处理都是很好的做法。

直流hipot测试仪的另一个好处是其电压逐渐上升。

由监测当电压增加时电流的变化,操作员能在故障发生之前看出潜在的绝缘材料失效。使用直流hipot测试仪的一个小缺点是因为直流测试电压比较难产生,直流hipot测试仪的成本也许稍微高出交流测试仪。

hipot测试仪存在一个小弊端,那就是如果被测试的电路中有大容量的Y电容,可能会因为hipot测试器的电流限值设置,可能造成ac测试仪显示测试失败而实际上绝缘并没有击穿。

多数安全标准允许用户断开Y电容器进行测试,或者选择使用直流hipot测试仪。直流hipot测试仪不会因为大容量Y电容的存在而显示失效,因为Y电容器对于直流电压不会有电流通过其本身。

为什么要进行泄漏电流测试某些标准,包括IEC60950-1,把泄漏电流(LeakageCurrent)命名为接触电流(TouchCurrent)。就是说,当一个人或者动物接触到设备的可接触部分的时候,流过人体或者动物体的电流。

有另一个概念,就是“保护导体电流”,这相当于流过保护导体的电流。因此,保护导体电流从来不是造成电击的原因,因为依照定义,保护导体一直被连接到大地。

如果接触电流过大,那么操作者将会遭受电击,可能导致严重的伤害,这和人的体重有关系。通常的,超过10mA的电流流过人体,就能够造成电击伤害。伤害的严重性和电流的大小及人的体重有关。

和其他测试相似,泄漏电流的测试也是安全测试中非常重要的一项,大多说安全标准要求在不同的条件下进行测试,例如正常操作条件下,开关打开及关闭,电源线极性对调等。测量到的对地泄漏电流在任何条件下都不可以超过限制。

根据现行国家标准GB2681中依导线颜色标志电路时,一般应该是相线—A相黄色,B相绿色,C相红色;零线—淡蓝色;地线是黄绿相间。

通常市电电力传输是以三相四线的方式,三相交流发电机向外供电时,把三组线圈的末端X、Y、Z联在一起,从联接点引出一条线,这条线叫零线,也叫中性线。再从线圈绕组另一端A、B、C各引出一条线。这样就构成了三相四线制(三根火线、一根零线),这种联接方法叫星形联接法。三相电的三根头称为相线,三相电的三根尾连接在一起称中性线,也叫“零线”,叫零线的原因是三相平衡时刻中性线中没有电流通过了,再就是它直接或间接的接到大地,跟大地电压也接近零。三相电的三根相线与零线有220V的电压,会对人产生电击,俗称“火线”。地线是接地的统称,是在电系统或电子设备中,接大地、接外壳或接参考电位为零的导线,是一种防止人们在使用家电及办公等电子设备时发生触电事故而采取的保护措施。

一、零线、火线、地线的区别

现在常见的电力传输主要由三相四线制。如果三相线加一零线就是三相四线制,也就是人们通常说的TN-C系统,就是中性线(零线N)和保护线(接地线PE)是合一的,称为PEN线。

1、火线和零线区别

一般的市电传输系统中,火线和零线的区别在于它们对地的电压不同:火线的对地电压等于220V;零线的对地的电压等于零(它本身跟大地相连接在一起的)。所以当人的一部分碰上了火线,另一部分站在地上,人的这两个部分之间的电压等于220V,就有触电的危险了。反之,人即使用手去抓零线,如果人是站在地上的话,由于零线的对地的电压等于零,所以人的身体各部分之间的电压等于零,人就没有触电的危险。

如果火线和零线一旦碰起来,由于两者之间的电压等于220伏,而两接触点间的电阻几乎等于零,这时的电流非常大,在火线和零线的接触点处将产生巨大的热量,从而发出电火花,火花处的温度高到足以把金属导线烧得熔化。

2、零线和地线区别

在TN-S供电系统中,一般情况下居民用电负载是不相同的,即三相负载不平衡,三相变压器一般采用Y-YN0接线,变压器的三相绕组的中性点接在一起,并且接地(如图所示),这条线引出来就是零线(N),零线的干线部分也叫中线,中线保证了三相不平衡负载每一相的电压相等,都等于220V,故中线上,不许安装保险丝或开关。这三相四线(U、V、W、N)从配电房来到民用建筑,每一幢建筑物正常的情况下都要有符合国家技术标准的接地装置,从接地装置拉出来的线就是地线(PE)。一般在建筑物的一楼,地线和从配电房过来的零线,合二为一地连接在一起,然后又一分为二变为零线和地线提供给大楼的每一个单元,这样做的目的是让中线(零线的干线部分)重复接地,提高系统的接零保护水平,减轻故障时的触电危险。

综上所述零线就是变压器的中性点接地所拉出来的线,而地线就是建筑物接地装置所拉出来的线。正常情况下,零线的干线部分将通过较小的不平衡电流,但每一相零线所通过的电流和这一相火线所通过的电流是相等的,而地线是没有任何电流通过的,和地线相连接的电气设备金属外壳在正常运行时不带电位。零线和地线不可以对调,如果对调漏电保护开关将会动作,切断电源。

二、零线、火线、地线的区分

●用颜色区分:在动力电缆中黄色、绿色、红色分别代表A相、B相、C相(三相火线)蓝色代表零线,黄绿双色代表接地线。

●用电笔区分:火线用电笔测试时会发光,而零线则不会。

●用电压表区分:不同相线(即火线)之间的电压为线电压380V,相线(火线)与零线(或良好的接地体)之间的电压为相电压220V,零线与良好的接地体的电压为0V

这种方法有一定的局限性,一是只能在线圈零件上进行,一旦线圈嵌入槽内就无法再用此办法试验了,因此它只能用于对线圈零件的检验,不能进行定转子部件检验,更不能在整机上进行;二是这种方法只适用于成型线圈的检验,因为成型线圈相邻匝的位置相对固定,嵌线前后匝间相对位置不会有太大变化;散嵌线圈则不然,嵌线前后各匝的相对位置是不一样和不确定的,因此嵌线前用此方法试验没有意义;三是根据变压器原理,被试线圈上产生的试验电压U2=(N2/N1)U1,要想使被试线圈上感应出足够高的试验电压U2,要么提高原边电压U1;要么减小原边匝数N1,无论采取上述哪一种方法都势必需要变压器铁心很大。因此这种方法只适用于被试线圈匝数比较多的情况,否则被试设备会非常庞大,以至于无法满足试验要求,即使是被试线圈匝数较多,但往往线圈匝数多时额定电压也较高,所需要的试验电压也较高,同样存在上述所说的试验设备庞大的问题,为了不使铁心过饱和,还可以提高电源频率来提高电压,但这必然会使试验设备更加复杂。总之这种试验方法只能在某些特定的场合才适用。

②短时升高电压试验。短时升高电压试验就是在电机装成整机后,在空载状态下施加高于电枢额定电压(通常是1.3Un)的试验电压,短时运行几分钟。对于电励磁同步电机可以通过提高励磁电流来实现短时升高电压,为了不使磁路过于饱和,还可以适当提高转速,通常这项试验结合超速试验一起进行;对于永磁电机可以通过提高转速和直接升高电压的方法达到短时升高电压的目的;对于异步电机则直接升高电源电压进行试验。国家标准中规定可以用短时升高电压和匝间冲击电压法两种方法任意一种来考核匝间绝缘耐压。在没有发明匝间耐压测试仪以前,通常都是采用短时升高电压的方法来考核匝间耐压的。短时升高电压试验也有其局限性,那就是必须在整机上进行,工序间无法检测。

4匝间冲击耐压试验的原理做过匝间耐压试验的宝宝都知道要看所谓的“波形”是否重合,这个“波形”是什么波形?它是怎么来的?它的形状又体现了什么信息?这些问题很少有人清楚,因此,我们就首先从这些问题讲起。匝间耐压测试仪就是一个脉冲源,它可以产生一定频率的高压脉冲。而被试线圈相当于一个电感加电阻,同时线圈各匝之间以及线圈对铁心(地)之间还存在着分布电容。简化后的匝间耐压试验的等效电路如图2所示。

u(x)=U0sh(αx)/shα⑼对中性点不接地线圈:u(x)=U0ch(αx)/chα⑽式中:U0为冲击电压幅值;系数α=(Cq/Cd);Cq、Cd分別为线圈总对地电容和总纵向电容(匝间电容);x为线圈距末段长度(匝数)位置。初始电压分布如图4所示。

图5常见响应波形分析

图5(a)两波形大体一致,说明被测件良好,同一型号的被测件有可能存在轻微的差异,因而两波形不一定能完全重合。

图5(b)被测件开路,示波器上显示保护电路的放电波形,近似直线。

图5(c)被试品完全短路,此时被测件呈现零阻抗,电压全部降在电阻R上,示波器显示的被试线圈上的电压为零。

图5(d)被测件局部出现短路,这种现象可看成为一个次级短路线圈与初级相耦合,由于反射阻抗的作用,感性阻抗反应到初级回路时便为容性阻抗,因而初级电感大为降低。L减小振荡频率将增大,衰减系数也将增大,L减小被测件的阻抗也降低,因而其振幅也较参考件小。

图5(e)是被测件出现局部放电现象,被测件因漆包线绝缘层损伤、破裂等出现的匝间局部几乎短路,在高电压脉冲作用下,产生了跳火放电现象,因此波形中前一两个波出现毛刺。

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