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电气安全性能测量仪器

2011/9/19 15:57:29

电气安全性能测量仪器
随着当代科学技术的迅速发展，各种电器、电子设备全面进入社会生活各个领域，成为社会文明进步的重要标志。在我国，人民生活水平不断提高，对家用电器的需求量越来越大。各类电器、电子设备在全国城乡和到迅速普及，给生产带来极大方便。但各类电器、电子设备的广泛使用，由此带来的人身事故也大为增加。给生命财产带来危害，触电伤亡和电气火灾是常见例子。因此，电器、电子设备的使用安全性这一重要问题，成为决定产品质量的各要素中跃居首要地位，安全标准成为最重要的技术标准之一。

　　
　　防触电气是所有安全标准中最基本也是最重要的内容，通常列为产品安全的首项。电气安全性能试验项目包括：耐电压试验、泄漏电流试验、绝缘电阻、和接地电阻试验。70年代末期起，各种专用于各类电子、电气器产品电气安全性能试验的仪器迅速发展，形成了一个崭新的电子仪器门类。

　　
　　电气安全性能试验仪器的发展是贯彻国际国内安全标准的必然结果。自IEC65号公告《电网电源供电的家用和类似一般用途的电子及有关设备的安全要求》于1952年首次颁布并经五版、七次修订以来，全球范围内已形成IEC安全标准和美国UL安全标准两大体系。我国自70年代末期开始制订各类安全标准。80年代迅速形成了采用或等效采用IEC安全标准的国家标准体系。电气安全性能试验在电子测量仪器、广播收音机、电视机、各种音频、视频设备及家电产品、低压电器等电子、电器产品设计、制造、检验、定型、质量认证、创优及进出口等各项工作中，首先成为必须、大量、经常进行的重要项目，随之产生的专用测试仪器的需求，使得电气安全性能试验仪器具有深厚的展基础和广阔的市场。

　　
　　电气安全性能试验仪器技术指标完全取决于安全标准的要求和规定，测试对象除各类电子产品外，遍及一切电网供电或由指定的额定交直流供电的低压电器设备，这是电气安全性能试验仪器区别所有各类电子测量仪器的特点。因此，仪器的发展依赖于安全标准的发展

　　
　　下面，简单地介绍一下电气安全性能试验仪器---耐电压测试仪、泄漏电流测试仪、绝缘电阻测试仪、和接地电阻测试仪。

一. 耐压测试仪

　　耐电压强度也可称耐压强度、介电强度、介质强度。绝缘物质所能承受而不致遭到破坏的最高电场强度称耐电压强度。在试验中，被测样品在要求的试验电压作用之下达到规定的时间时，耐压测试仪自动或被动切断试验电压。一旦出现击穿电流超过设定的击穿（保护）电流，能够自动切断试验电压并发出声光报警。以确保被测样品不致损坏。它主要达到如下目的：

i. 检测绝缘耐压受工作电压或过电压的能力。

ii. 检查电气设备绝缘制造或检修质量。

iii. 排除因原材料、加工或运输对绝缘的损伤，降低产品早期失效率。

iv. 检验绝缘的电气间隙和爬电距离。

　　
　　耐压测试仪是测量各种电器装置、绝缘材料和绝缘结构的耐电压能力的仪器，该仪器能调整输出需要的交流（或直流）试验电压和设定击穿（保护）电流。在试验中，样品在要求的试验电压作用之下达到规定时间时，耐电压测试仪自动或被动切断试验电压；一旦出现击穿，电流超过设定击穿（保护）电流，能够自动切断输出并同时报警，以确定样品能否承受规定的绝缘强度试验。它可以直观、准确、快速、可靠地测试各种被测对象的受电压、击穿电压、漏电流等电气安全性能指标，并能在IEC或国家安全标准规定的测试条件下，进行工频和直流以及电涌、冲击波等不同形式的介电性能试验。在国内外，此类仪器还有耐压测试仪、介质击穿装置、耐压试验器、电涌绝缘测试仪、高压试验器等不同的名称。

　　耐压测试仪的雏形---高压试验器的历史可以追溯到很久以前，但真正形成专门的基本安全试验仪器门类则是70年代后期，世界范围内大力推广安全标准之后。50年代中期，初具定时控制及漏电流测试功能的典型产品如前苏联的UPU-1型介质击穿试验器，为全电子管电路，且量程单一，主要用于测试电工绝缘材料的抗电强度。70年代后期，随着IEC65号公告的发布，日本菊水(KIKUSUI)公司发展了TOS8000系列耐压测试仪，采用晶体管及集成电路，技术文件明确表明其产品以满足IEC、JIS、UL等安全标准规定为目的。80年代初，IEC664(1980)号公告首次颁布进行标准脉冲波耐压试验的新规定，瑞士HAEFELY公司立即发展了P12型冲击`波耐压测试仪。由此可见，基本安全试验仪器的发展与安全标准的发展同步且不可分割。

　　整个60年代是我国耐压测试仪的初创时期。由于受技术、工艺、元器件等各种因素的限制，产品品种少，精度低，自身安全性能差，从厂家自我武装用以进行产品或零部件耐压试验的简易试验器起步，少数品种经进一步完善后形成了商品。代表产品是JC-4介质击穿装置，但70年代耐压测试仪的研制和生产一直停滞不前，1970年JC-4竟成为市场上唯一的耐压仪型号。

　　我国耐压测试仪转入大批量生产而形成安全试验仪器新门类始于80年代初。在各类国家安全标准全面制订并强制执行的大背景下，生产厂家迅速推出大批型号各异的新产品。现在，我国已形成的安全耐压试验仪器技术指标基本与国外相当。

二、绝缘电阻测试仪

　　绝缘电阻测试仪是用来测量绝缘电阻大小的仪器。

绝缘电阻是指用绝缘材料隔开的两部分导体之间的电阻称绝缘电阻。

为了保证电气设备运行的安全，应对其不同极性（不同相）的导电体之间，或导电体与外壳之间的绝缘电阻提出一个最低要求。例如，家用和类似用途电器规定：基本绝缘为2MW；加强绝缘为7MW。

影响绝缘电阻测量值的因素有：温度、湿度、测量电压及作用时间、绕组中残存电荷和绝缘的表面状况等。

通过测量电气设备的绝缘电阻，可以达到如下目的：

a. 了解绝缘结构的绝缘性能。由优质绝缘材料组成的合理的绝缘结构（或用绝缘系统）应具有良好的绝缘性能和较高的绝缘电阻；

b. 了解电器产品绝缘处理质量。电器产品绝缘处理不佳，其绝缘性能将明显下降；
c. 了解绝缘受潮及受污染情况，当电气设备的绝缘受潮及受污染后，其绝缘电阻通常会明显下降；

d. 检验绝缘是否承受耐电压试验。若在电气设备的绝缘电阻低于某一限值时进行耐电压测试，将会产生较大的试验电流，造成热击穿而损坏电气设备的绝缘。因此，通常各式各样试验标准均规定在耐电压试验前，先测量绝缘电阻。

三、泄漏电流测试仪

　　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。

　　若考核的是一个电路或一个系统的绝缘性能，则这个电流除了包括所有通过绝缘物质而流入大地（或电路外可导电部分）的电流外，还应包括通过电路或系统中的电容性器件（分布电容可视为电容性器件）而流入大地的电流。较长布线会形成较大的分布容量，增大泄漏电流，这一点在不接地的系统中应特别引起注意。

　　测量泄漏电流的原理测量与绝缘电阻基本相同，测量绝缘电阻实际上也是一种泄漏。

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