0类设备
仅依靠基本绝缘作为防触电保护设备,当设备有可接触的导电部分时,该部分不与设施固定布线中的保护(接地)线连接。一旦基本绝缘失效,安全完全取决于使用环境。 Ⅰ类设备 设备的防触电保护不仅取决于基本绝缘,还取决于附加的安全措施,即将到来的导电部分与设施固定布线中的保护(接地)线连接。 Ⅱ类设备 设备的防触电保护不仅取决于基本绝缘,还取决于双绝缘或加强绝缘等附加安全措施。该设备不采取接地保护措施,也不依赖安装条件。 Ⅲ类设备 设备的防触电保护依赖于安全特低电压(SELV)供电,且设备中可能出现的电压不会高于安全特低电压。
这是许多产品制造商想问的问题。当然,一般的答案是因为安全标准中有规定。如果你能深入了解电气安全法规的背景,你会发现它背后隐含的责任和意义。虽然电气安全法规测试在生产线上占用了一点时间,但它可以降低产品因电气危害而召回的风险。
造成电气损伤的因素有很多,主要是电流通过人体造成的电气损伤。这种电气损伤对人类有直接影响,损伤的严重程度根据电能的大小、湿度和接触面积而有所不同。想象一下,当你在浴缸里洗澡时,吹风机突然落在浴缸里,这使得电流从吹风机通过你的身体流向地面。此时,你的心脏出现不规则的心悸,血压下降,造成不可弥补的悲剧。
电气伤害的测试主要分为以下四种:
耐压测试(Dielectric Withstand Hipot Test):耐压试验是在产品的电源端和地端电路上测量其崩溃状态。
绝缘电阻试验(Isolation Resistance Test):测量产品的电气绝缘状态。
漏电流测试(LeakageCurrent Test ):检测AC/DC电源流到地端的漏电流是否超过标准。
接地阻抗试验(ProtectiveGround):检查可接触的金属机构等部位是否真的接地。
对制造商或测试实验室的测试人员安全, 在欧洲已经工作多年了,无论是电子电器、信息技术产品、家用电器、机械工具还是其他设备的制造商和测试人员,中都有章节,无论是UL、IEC、EN都有,内容包括测试区标记(人员位置、仪器位置)DUT位置)、设备标标记)"危险"或测试项目)、设备工作台等相关设施的接地状态、各测试设备的电气绝缘能力。
耐压试验或高压试验(HIPOT测试)用于验证产品的质量和电气安全特性(如JSI、CSA、BSI、UL、IEC、TUV100%的生产线测试,如国际安全机构要求的标准),也是很多人知道并经常实施的生产线安全测试。HIPOT测试是确定电子绝缘材料足以抵抗瞬间高电压的一个非破坏性的测试,是适用于所有设备为保证绝缘材料是足够的的一个高压测试。进行HIPOT测试的其他原因是,在制造过程中可能会发现漏电距离和电气间隙不足等缺陷。
正常情况下,电力系统中的电压波形为正弦波。由于雷击、操作、故障或电气设备参数配合不当,系统某些部件的电压突然升高,大大超过额定电压,即过电压。过电压可分为两类,一种是由直接雷击或雷电感应引起的过电压,称为外部过电压。雷电冲击电流和冲击电压振幅大,持续时间短,破坏性大。但由于城镇和一般工业企业的3-10kV与以下架空线路相比,由于工厂或高层建筑的屏蔽保护,直接雷击的概率很小,更安全。而这里讨论的是民用电器,不在上述范围内,就不进一步讨论。另一种是由电力系统内的能量转换或参数变化引起的,如切断空载变压器,单相弧光接地发生在系统中,称为内部过电压。内部过电压是确定电力系统中各种电气设备正常绝缘水平的主要依据。也就是说,产品绝缘结构的设计不仅要考虑额定电压,还要考虑产品使用环境的内部过电压。耐压试验是检测产品绝缘结构是否能承受电力系统的内部过电压。
通常AC 耐压测试比DC安全机构更容易接受耐压试验。主要理由是大多数被测物品将工作于AC而且在电压下AC耐压试验为产品提供了两种极性交替施加压力的优点,更接近产品在实际使用中遇到的压力。由于AC从施加电压到测试结束,测试不会给容性负载充电,电流读数保持一致。因此,没有必要逐步提高电压,因为监控电流读数所需的稳定性。这意味着操作员可以在不等待的情况下立即施加全电压并读出电流,除非被测产品感应到突然施加的电压。由于AC电压不会给负载充电,测试后不需要给被测设备放电。
在测试总电流由电抗电流和泄漏电流组成。当电抗电流远大于真实泄漏电流时,可能很难测量过度泄漏电流的产品。在测试大容量负载时,所需的总电流远远大于泄漏电流本身。这可能是一个更大的危险,因为操作员面临更大的电流。
当被测设备(DUT)充满电,只有真正的泄漏电流流流过。DC耐压试验器能清楚地显示被测产品的真实泄漏电流。由于充电电流短,DC耐压试验器的功率要求通常可以用来测试相同的产品AC耐压试验器的功率要求要小得多。
由于DC耐压试验确实给了被试物(DUT)为了消除耐压试验后被测物体的处理(DUT) 之操作员触电的危险,在测试结束后,必须给被测物(DUT)放电。DC测试会给电容充电。如果DUT事实上,如果使用交流电源,DC法律没有模拟实际情况。
有两种耐压试验:AC耐压测试和DC耐压试验。由于绝缘材料的特性,交流和直流电压的穿透机制不同。绝缘材料和系统大多包含一系列不同的介质。当施加交流试验电压时,电压将根据介电常数和材料尺寸的比例分配。直流电压仅按材料电阻的比例分配。事实上,当绝缘结构被击穿时,通常会同时存在电击穿、热击穿、放电等形式,这是非常困难的分开。与直流电压相比,交流电压增加了热击穿的可能性。因此,我们认为交流耐压试验比直流耐压试验更严格。在实际操作中,如果要用直流进行耐压试验,试验电压要求高于交流频率。通过将交流试验电压的有效值乘以常数K。通过对比试验,我们有以下结果:电线电缆产品, 常数K选择3;航空工业,常数K选择1.6 至1.7;CSA民用产品一般使用1.414。
决定耐压试验的试验电压取决于您的产品要投资的市场,您必须遵守国家进口管制条例的安全标准或规定。安全标准规定了耐压试验的试验电压和试验时间。理想情况是请您的客户给您相关的测试要求。大部分工作电压为250V对于以下电气产品,电气强度试验的试验电压如下:
SELV电路基本绝缘:500V
功能绝缘、基本绝缘:1000-15000V,约为(1.2-2)U 1000V,U是工作电压
附加绝缘:1000-2500V,相当于(1.2-2) 1250V,U是工作电压
加强绝缘:一般是基本绝缘试验电压的两倍
比如工作 于230V测试电压为1460的产品V。如果施加电压的时间缩短,则必须增加测试电压。当然,这里给出的是一般的初始测试电压,具体也需要检查标准制定的具体电压来确定,例如,下表给出了一些医疗产品的测试电压等级
耐压试验器的容量是指其功率输出。输出电流x输出电压由耐压试验器容量决定。例如:5万Vx100mA=500VA
被测物体的杂散电容是由AC与DC耐压试验测量值不同的主要原因。用AC测试时可能无法充饱这些杂散电这些杂散电容器会有一个连续的电流。DC测试时,一旦被测物体上的杂散电容充满,剩下的就是被测物体的实际漏电电流,因此使用AC耐压测试与DC耐压试验测量的漏电流值会有所不同 。
绝缘体是不导电的,但实际上几乎没有什么一种绝缘材料是不导电的。任何一种绝缘材料,在其两端施加电压,总会有一定电流通过,这种电流的有功分量叫做泄漏电流,而这种现象也叫做绝缘体的泄漏。对于电器的测试,泄漏电流是指在没有故障施加电压的情况下,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缘表面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,能从家用电器可触及部分传导的电流。泄漏电流包括两部分,一部分是通过绝缘电阻的传导电流I1;另一部分是通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。
耐压测试是侦测流过被测物绝缘系统之漏电流,以一高于工作电压之电压施加于绝缘系统;而电源泄漏电流(接触电流)则是在被测物正常操作下,以一不利的条件(电压、频率)对被测物量测漏电流。简单地说,耐压测试之漏电流为无工作电源下所量测之漏电流,电源泄漏电流(接触电流)为正常操作下所量测之漏电流 。
对于不同结构的电子产品,接触电流的量测也是有不同的要求,但总括来说接触电流可分为对地接触电流Ground Leakage Current、表面对地接触电流Surface toLine Leakage Current以及表面间接触电流Surface to Surface LeakageCurrent测试三种。
例如下表中给出了一些医疗设备的泄露电流的要求
电流 |
正常工作状态(mA) |
单一故障状态(mA) |
对地漏电流 |
0.5 |
1 |
外壳漏电流 |
0.1 |
0.5 |
患者漏电流 |
0.01 |
0.05 |
对于 I 类设备的电子产品可触及的金属部件或是外壳还应具备良好的接地线路,以作为基本绝缘以外的一种防电击保护措施。但是我们也经常遇到一些使用者随意将 I 类设备当成 II 类设备使用,或是说其 I 类设备电源输入端直接将接地端 (GND) 拔除,这样就存在一定的安全隐患。即便如此,作为生产厂商有义务去避免这种情况对使用者造成的危险。这就是为什么要做接触电流测试的目的所在。
在AC耐压测试时因被测物种类不同,且被测物内都会有杂散电容存在以及测试电压不同就会有不同的漏电电流故无一标准。
这三个名词都是相同的意思,只是在测试产业中常交替使用。
绝缘电阻测试和耐压测试非常相似。把达1000V的DC电压施加到需要测试的两点。IR测试给出的通常是以兆欧为单位的电阻值,而不是耐压测试得出的Pass/Fail表示。一般典型的是,测试电压为500V 直流,绝缘电阻(IR)的值不得低于几兆欧。绝缘阻抗测试为非破坏试验,且能侦测绝缘是否良好,在某些规范中,是先做绝缘阻抗测试再进行耐压测试,而绝缘阻抗测试无法通过时,往往耐压测试也无法通过。
接地连接测试,有人称之为接地连续性(GroundContinuity)测试,测量在DUT的机架与接地柱之间的阻抗。接地连接测试确定,该产品要是坏了的话DUT的保护电路是否能够胜任地处理故障电流。接地连接测试器将产生通过接地电路的,达到25A的AC电流或产品工作电流的2倍,从而确定接地电路的阻抗,其一般在0.1Ω以下。
IR测试是一种定性测试,它给出绝缘系统的相对质量的一个表示。通常用500V或1000V的DC 电压进行测试,结果用兆欧电阻来量测。耐压测试也给被测物(DUT)施加高压,但所加电压比IR 测试的高。其可以在AC或DC电压下进行。结果用毫安培或微安来量测。在有些规格中,先进行IR测试,接着再进行耐压测试。如果一个被测物(DUT)无法通过IR测试,则此被测物(DUT)也无法通过在更高的电压下进行的耐压测试。
接地阻抗测试的目的是要确保当设备产品发生异常状况时,保护接地线可允许承受故障电流流过以确保使用者的安全。安规标准测试电压要求开路电压值不可以超过 12V 的限制,即是基于使用者的安全考虑,一旦被测物发生测试故障时,可以减低操作人员遭受电击的危险。而一般标准要求接地电阻要小于 0.1Ω,建议采用频率可以选择 50Hz或 60Hz 的交流电流测试 ,以符合产品实际的工作环境。
耐压测试与电源泄漏测试之间是有一些差异,但一般而言, 这些差别可被概括如下。耐压测试是利用高电压对产品的绝缘加压以确定是否产品的绝缘强度足够防止过量的泄漏电流。泄漏电流测试是量测产品在使用下,在正常和电源单一故障状态下所流经产品的泄漏电流量。
放电时间之不同是视被测试物之电容量以及耐压测试机之放电电路而定。电容量越大所需的放电时间越长.