科普篇 | 安規(guī)測試詳解

在消費(fèi)意識高漲的現(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?？v然是使用者發(fā)生錯誤使用也應(yīng)無觸電機(jī)會。為了達(dá)到一般公認(rèn)的安全要求，＂耐壓測試器＂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＂耐壓測試器＂作為安全測試。

這些安規(guī)執(zhí)行單位有時(shí)也會要求某些產(chǎn)品必須做絕緣電阻測試、接地電阻測試，甚至要求做泄漏電流測試。

耐壓測試(Dielectric Withstand Voltage Test)
耐壓測試的基礎(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。最常使用耐壓測試的情況為：

• 設(shè)計(jì)時(shí)的功能測試：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，基本上在耐壓測試時(shí)是將一個(gè)高于正常工作的電壓加在產(chǎn)品上測試，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。

耐壓測試，一般稱之為＂高電壓介電測試＂，簡稱為＂耐壓測試＂?；镜囊?guī)定是以兩倍于被測物的工作電壓，再加一千伏特，作為測試的電壓標(biāo)準(zhǔn)。有些產(chǎn)品的測試電壓可能高于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，其使用的測試電壓可能高于 2 X 工作電壓+ 1000 V 的標(biāo)準(zhǔn)。

耐壓測試在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和樣品制作時(shí)比正式生產(chǎn)時(shí)的測試更為精密，因?yàn)楫a(chǎn)品在設(shè)計(jì)測試階段便已決定產(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)沒有不良品會流出生產(chǎn)線。

耐壓測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。
 

耐壓測試能檢測出下列狀況：

• 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)測試的優(yōu)缺點(diǎn)
請先與受測試產(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試。如果安規(guī)規(guī)范允許同時(shí)接受直流或交流測試，制造廠就可以自己決定何種測試對于產(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試的優(yōu)缺點(diǎn)。

交流耐壓(ACW)測試的特點(diǎn)
大部分做耐壓測試的被測物都會含有一些雜散電容量。用交流測試時(shí)可能無法充飽這些雜散電容，會有一個(gè)持續(xù)電流流過這些雜散電容。

交流耐壓(ACW)測試的優(yōu)點(diǎn)
一般而言，交流測試比直流測試更容易被安規(guī)單位接受。主因是大部份的產(chǎn)品都使用交流電，而交流測試可以同時(shí)對產(chǎn)品作正負(fù)極性的測試，與產(chǎn)品使用的環(huán)境完全一致，合乎實(shí)際使用狀況。

由于交流測試時(shí)無法充飽那些雜散電容，但不會有瞬間沖擊電流發(fā)生，因此不需讓測試電壓緩慢上升，可以一開始測試就全電壓加上，除非這種產(chǎn)品對沖擊電壓很敏感。由于交流測試無法充滿那些雜散電容，在測試后不必對測試物作放電的動作，這是另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

交流耐壓(ACW)測試的缺點(diǎn)
主要的缺點(diǎn)為，如果被測物的雜散電容量很大或被測物為電容性負(fù)載時(shí)，這樣所產(chǎn)生的電流，會遠(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)被測物的雜散電容所需的電流，機(jī)器所需輸出的電流會比采用直流測試時(shí)的電流大很多。這樣會增加操作人員的危險(xiǎn)性。

直流耐壓(DCW)測試的特點(diǎn)
在直流耐壓測試時(shí)，被測物上的雜散電容會被充滿，直流耐壓測試時(shí)所造成的容性電流，在雜散電容被充滿后，會下降到趨近于零。

直流耐壓(DCW)測試的優(yōu)點(diǎn)
一旦被測物上的雜散電容被充滿，只會剩下被測物實(shí)際的漏電電流。直流耐壓測試可以很清楚的顯示出被測物實(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)低于交流耐壓測試時(shí)所需的電流容量。

直流耐壓(DCW)測試的缺點(diǎn)
除非被測物上沒有任何電容量存在，否則測試電壓必須由＂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)，一定會引起測試器的誤判，使測試的結(jié)果不正確。

由于直流耐壓測試會對被測物充電，所以在測試后，一定要先對被測物放電，才能做下一步工作。

與交流測試不一樣，直流耐壓測試只能單一極性測試，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試的原因。

在交流耐壓測試時(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試，必須提高測試電壓到相等的數(shù)值。