在消費(fèi)意識(shí)高漲的現(xiàn)今世界,每一個(gè)電氣和電子產(chǎn)品的制造商,必須盡最大的能力,將產(chǎn)品的安全做好。每一種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)必須盡其可能,不讓使用者有觸電的機(jī)會(huì)。縱然是使用者發(fā)生錯(cuò)誤使用也應(yīng)無觸電機(jī)會(huì)。為了達(dá)到一般公認(rèn)的安全要求,"耐壓測(cè)試器"就必須被使用。安規(guī)執(zhí)行單位、例如UL、CSA、IEC、BSI、VDE、TUV和JSI等都要求各制造商在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)電子或電氣產(chǎn)品時(shí)要使用"耐壓測(cè)試器"作為安全測(cè)試。
這些安規(guī)執(zhí)行單位有時(shí)也會(huì)要求某些產(chǎn)品必須做絕緣電阻測(cè)試、接地電阻測(cè)試,甚至要求做泄漏電流測(cè)試。
耐壓測(cè)試(Dielectric Withstand Voltage Test)
耐壓測(cè)試的基礎(chǔ)理論是將一個(gè)產(chǎn)品暴露在非常惡劣的環(huán)境之下,如果產(chǎn)品能夠在這種惡劣的環(huán)境之下還能維持正常狀況,就可以確定在正常的環(huán)境之下工作,也一定可以維持很正常的狀況。最常使用耐壓測(cè)試的情況為:
- 設(shè)計(jì)時(shí)的功能測(cè)試:確定所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能達(dá)到其功能要求的條件。
- 生產(chǎn)時(shí)的規(guī)格測(cè)試:確認(rèn)所生產(chǎn)的產(chǎn)品能達(dá)到其規(guī)格要求的標(biāo)準(zhǔn)。
- 品保時(shí)的確認(rèn)測(cè)試:確認(rèn)產(chǎn)品的質(zhì)量能符合安規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)。
- 維修后的安全測(cè)試:確認(rèn)維修后的產(chǎn)品能維持符合安規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)。
不同的產(chǎn)品有不同的技術(shù)規(guī)格,基本上在耐壓測(cè)試時(shí)是將一個(gè)高于正常工作的電壓加在產(chǎn)品上測(cè)試,這個(gè)電壓必須持續(xù)一段規(guī)定的時(shí)間。如果一個(gè)零組件在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),其漏電電流量亦保持在規(guī)定的范圍內(nèi),就可以確定這個(gè)零組件在正常的條件下運(yùn)轉(zhuǎn),應(yīng)該是非常安全。而優(yōu)良的設(shè)計(jì)和選擇良好的絕緣材料可以保護(hù)使用者,讓他免予受到意外觸電。
耐壓測(cè)試,一般稱之為"高電壓介電測(cè)試",簡(jiǎn)稱為"耐壓測(cè)試"?;镜囊?guī)定是以兩倍于被測(cè)物的工作電壓,再加一千伏特,作為測(cè)試的電壓標(biāo)準(zhǔn)。有些產(chǎn)品的測(cè)試電壓可能高于2 X 工作電壓 + 1000 V。
例如有些產(chǎn)品的工作電壓范圍是從100V到240V,這類產(chǎn)品的測(cè)試電壓可能在1000V到4000V之間或更高。一般而言,具有"雙絕緣"設(shè)計(jì)的產(chǎn)品,其使用的測(cè)試電壓可能高于 2 X 工作電壓+ 1000 V 的標(biāo)準(zhǔn)。
耐壓測(cè)試在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和樣品制作時(shí)比正式生產(chǎn)時(shí)的測(cè)試更為精密,因?yàn)楫a(chǎn)品在設(shè)計(jì)測(cè)試階段便已決定產(chǎn)品的安全性。雖然在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)只是用少數(shù)的樣品來作判斷,然而生產(chǎn)時(shí)的在線測(cè)試更應(yīng)嚴(yán)格要求所有的產(chǎn)品都必須能通過安規(guī)標(biāo)準(zhǔn),可以確認(rèn)沒有不良品會(huì)流出生產(chǎn)線。
耐壓測(cè)試儀的輸出電壓必須保持在規(guī)定電壓的 100%到 120%的范圍內(nèi)。AC 耐壓測(cè)試儀的輸出頻率必須維持在 40 到 70Hz 之間,同時(shí)其波峰值不得低于均方根(RMS)電壓值的 1.3 倍,并且其波峰值不得高于均方根(RMS)電壓值的 1.5 倍。
耐壓測(cè)試能檢測(cè)出下列狀況:
- 絕緣材料的絕緣強(qiáng)度太弱
- 絕緣體上有針孔
- 零組件之間的距離不夠
- 絕緣體被擠壓而破裂
交流耐壓(ACW)測(cè)試的優(yōu)缺點(diǎn)
請(qǐng)先與受測(cè)試產(chǎn)品所指定的安規(guī)單位確認(rèn)該產(chǎn)品應(yīng)該使用何種電壓,有些產(chǎn)品可以同時(shí)接受直流和交流兩種測(cè)試選擇,但是仍然有多種產(chǎn)品只允許接受直流或交流中的一種測(cè)試。如果安規(guī)規(guī)范允許同時(shí)接受直流或交流測(cè)試,制造廠就可以自己決定何種測(cè)試對(duì)于產(chǎn)品較為適當(dāng)。為了達(dá)成此目地,使用者必須了解直流和交流測(cè)試的優(yōu)缺點(diǎn)。
交流耐壓(ACW)測(cè)試的特點(diǎn)
大部分做耐壓測(cè)試的被測(cè)物都會(huì)含有一些雜散電容量。用交流測(cè)試時(shí)可能無法充飽這些雜散電容,會(huì)有一個(gè)持續(xù)電流流過這些雜散電容。
交流耐壓(ACW)測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)
一般而言,交流測(cè)試比直流測(cè)試更容易被安規(guī)單位接受。主因是大部份的產(chǎn)品都使用交流電,而交流測(cè)試可以同時(shí)對(duì)產(chǎn)品作正負(fù)極性的測(cè)試,與產(chǎn)品使用的環(huán)境完全一致,合乎實(shí)際使用狀況。
由于交流測(cè)試時(shí)無法充飽那些雜散電容,但不會(huì)有瞬間沖擊電流發(fā)生,因此不需讓測(cè)試電壓緩慢上升,可以一開始測(cè)試就全電壓加上,除非這種產(chǎn)品對(duì)沖擊電壓很敏感。由于交流測(cè)試無法充滿那些雜散電容,在測(cè)試后不必對(duì)測(cè)試物作放電的動(dòng)作,這是另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
交流耐壓(ACW)測(cè)試的缺點(diǎn)
主要的缺點(diǎn)為,如果被測(cè)物的雜散電容量很大或被測(cè)物為電容性負(fù)載時(shí),這樣所產(chǎn)生的電流,會(huì)遠(yuǎn)大于實(shí)際的漏電電流,因而無法得知實(shí)際的漏電電流。
另外一個(gè)缺點(diǎn)是由于必須供應(yīng)被測(cè)物的雜散電容所需的電流,機(jī)器所需輸出的電流會(huì)比采用直流測(cè)試時(shí)的電流大很多。這樣會(huì)增加操作人員的危險(xiǎn)性。
直流耐壓(DCW)測(cè)試的特點(diǎn)
在直流耐壓測(cè)試時(shí),被測(cè)物上的雜散電容會(huì)被充滿,直流耐壓測(cè)試時(shí)所造成的容性電流,在雜散電容被充滿后,會(huì)下降到趨近于零。
直流耐壓(DCW)測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)
一旦被測(cè)物上的雜散電容被充滿,只會(huì)剩下被測(cè)物實(shí)際的漏電電流。直流耐壓測(cè)試可以很清楚的顯示出被測(cè)物實(shí)際的漏電電流。
另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于僅需在短時(shí)間內(nèi),供應(yīng)被測(cè)物的充電電流,其它時(shí)間所需供應(yīng)的電流非常小,所以機(jī)器的電流容量遠(yuǎn)低于交流耐壓測(cè)試時(shí)所需的電流容量。
直流耐壓(DCW)測(cè)試的缺點(diǎn)
除非被測(cè)物上沒有任何電容量存在,否則測(cè)試電壓必須由"零"開始,緩慢上升,以避免充電電流過大,電容量越大所需的緩升時(shí)間越長,一次所能增加的電壓也越低。充電電流過大時(shí),一定會(huì)引起測(cè)試器的誤判,使測(cè)試的結(jié)果不正確。
由于直流耐壓測(cè)試會(huì)對(duì)被測(cè)物充電,所以在測(cè)試后,一定要先對(duì)被測(cè)物放電,才能做下一步工作。
與交流測(cè)試不一樣,直流耐壓測(cè)試只能單一極性測(cè)試,如果產(chǎn)品要使用于交流電壓下,這個(gè)缺點(diǎn)必須被考慮。這也是大多數(shù)安規(guī)單位都建議使用交流耐壓測(cè)試的原因。
在交流耐壓測(cè)試時(shí),電壓的波峰值是電表顯示值的 1.4 倍,這一點(diǎn)是一般電表所不能顯示的,也是直流耐壓測(cè)試所無法達(dá)到的。所以多數(shù)安規(guī)單位都要求,如果使用直流耐壓測(cè)試,必須提高測(cè)試電壓到相等的數(shù)值。