關(guān)于泄漏電流(接觸電流)的測(cè)試

高質(zhì)量的電氣產(chǎn)品要進(jìn)行許多項(xiàng)目的安全規(guī)格測(cè)試，包含耐壓測(cè)試、絕緣阻抗測(cè)試、接地阻抗測(cè)試、泄漏電流(接觸電流)測(cè)試等，在這些安規(guī)測(cè)試項(xiàng)目中最煩瑣的部分就是泄漏電流測(cè)試(接觸電流測(cè)試)。產(chǎn)品透過(guò)泄漏電流測(cè)試可以量測(cè)出非正常的泄漏電流，而泄漏電流測(cè)試器則是執(zhí)行泄漏電流測(cè)試普遍使用的測(cè)試儀器。

何謂泄漏電流(接觸電流)測(cè)試

泄漏電流測(cè)試是一個(gè)總括的名詞，實(shí)際是包含三種不同的測(cè)試。其中兩種分別為對(duì)地泄漏電流測(cè)試和外殼泄漏電流測(cè)試，一般情況下是應(yīng)用于具有接地金屬外殼的產(chǎn)品中。第三種是部件泄漏電流測(cè)試，大部分應(yīng)用在醫(yī)療設(shè)備上。上面所提到的這些測(cè)試都以確保產(chǎn)品可以被安全的使用并且不會(huì)產(chǎn)生危害為前提。

操作泄漏電流(接觸電流)測(cè)試

近年來(lái)，許多產(chǎn)品安全規(guī)范已經(jīng)要求產(chǎn)品必須進(jìn)行泄漏電流測(cè)試，不論是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)測(cè)試或是生產(chǎn)線測(cè)試，尤其在設(shè)計(jì)階段，透過(guò)泄漏電流測(cè)試，產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師可以獲得許多有關(guān)產(chǎn)品完整性的重要信息，并且讓產(chǎn)品可以更符合安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。當(dāng)被測(cè)物在額定電壓或1.1倍指定輸出額定電壓下，也就是產(chǎn)品在實(shí)際使用和故障條件下進(jìn)行測(cè)試，在對(duì)地泄漏電流測(cè)試中，量測(cè)被測(cè)物的對(duì)地引線，從而決定流回系統(tǒng)中性點(diǎn)(SystemNeutral)的電流大小；在機(jī)殼泄漏電流測(cè)試中，量測(cè)被測(cè)物機(jī)殼上的不同點(diǎn)到系統(tǒng)中性點(diǎn)的電流大小(見(jiàn)附圖一)。

圖一泄漏電流(接觸電流)測(cè)試器：包括8種測(cè)試狀態(tài)，量測(cè)的泄漏電流是通過(guò)MD到被測(cè)物外殼電流

對(duì)地泄漏電流測(cè)試必須在正常電壓條件和單相故障條件下進(jìn)行，例如中性點(diǎn)開(kāi)路，或把電源線和對(duì)地線對(duì)調(diào)。實(shí)際應(yīng)用中，需要進(jìn)行部件泄漏電流測(cè)試。對(duì)應(yīng)每類測(cè)試相應(yīng)有八種可能組合，以及指定使用部件的附加測(cè)試。根據(jù)被測(cè)設(shè)備的類型和測(cè)試進(jìn)行的情況，泄漏電流的限制從0.01毫安培到10毫安培范圍變化。在不同泄漏電流測(cè)試之間的主要區(qū)別在于量測(cè)儀器放置的位置。泄漏電流測(cè)試是測(cè)量從外殼到外殼其它部分的泄漏電流，正常使用時(shí)不包括可能接近操作者或病人的應(yīng)用部件。應(yīng)用部件泄漏電流測(cè)試是量測(cè)從病人的引接線回到中性導(dǎo)性和病人引接線之間的泄漏電流，這些都會(huì)隨著設(shè)備類型的不同而變化。

何謂耐壓測(cè)試

耐壓(絕緣)測(cè)試是仿真被測(cè)物絕緣系統(tǒng)在遠(yuǎn)超出正常使用條件下，在一定的時(shí)間內(nèi)必須能承受更高的電壓，產(chǎn)品通過(guò)耐壓測(cè)試代表在一般使用時(shí)能夠安全運(yùn)行，并且能夠負(fù)擔(dān)正常的開(kāi)關(guān)瞬態(tài)，這是最普遍有效的測(cè)試，也是產(chǎn)品制造商能用來(lái)決定使用者對(duì)產(chǎn)品的最基本質(zhì)量認(rèn)定。

在最簡(jiǎn)單的測(cè)試組合中，耐壓測(cè)試器和被測(cè)物的連接，既可以通過(guò)插座盒，也可以通過(guò)測(cè)試引線，然后耐壓測(cè)試器給被測(cè)物一個(gè)電壓。如果通過(guò)的泄漏電流數(shù)過(guò)大，耐壓測(cè)試器會(huì)顯示失敗，代表被測(cè)物沒(méi)有通過(guò)測(cè)試；如果測(cè)試并沒(méi)有過(guò)量的泄漏電流通過(guò)，耐壓測(cè)試器即會(huì)顯示通過(guò)，代表被測(cè)物通過(guò)測(cè)試。過(guò)量泄漏電流數(shù)值由最大允許通過(guò)電流水平的設(shè)定值決定，在耐壓測(cè)試器上可以調(diào)整這個(gè)數(shù)值以決定測(cè)試是否通過(guò)。耐壓測(cè)試器實(shí)際上強(qiáng)調(diào)在載流導(dǎo)體和非載流導(dǎo)體之間的絕緣程度，例如外露的不通電金屬，這是用來(lái)查出產(chǎn)品設(shè)計(jì)問(wèn)題的最好方法，例如導(dǎo)體放得過(guò)近。

一般性的耐壓測(cè)試

在耐壓測(cè)試時(shí)，被測(cè)設(shè)備火線和中線短路，接到從耐壓測(cè)試器的高電壓輸出端。耐壓測(cè)試器的回饋引線(Return)接被測(cè)物的機(jī)殼(圖二)，應(yīng)用的電壓數(shù)值從若干個(gè)安全機(jī)構(gòu)的規(guī)范中變化。在一般的生產(chǎn)線測(cè)試，普通經(jīng)驗(yàn)法則是在一秒鐘內(nèi)給予1000VAC加上兩倍于被測(cè)物的操作電壓，其它要求1500V或者3000V電壓測(cè)試。

圖二:絕緣耐壓測(cè)試─測(cè)試耐壓時(shí)，高電壓加在被測(cè)物的交流輸入兩端，量測(cè)被測(cè)物金屬外殼和高壓回饋端之間的電流.

操作耐壓測(cè)試具備的條件

安規(guī)機(jī)構(gòu)的規(guī)范一般并不會(huì)指定耐壓測(cè)試的量測(cè)值，而是由被測(cè)產(chǎn)品的制造商決定。如果耐壓泄漏電流的最大值沒(méi)有規(guī)定，最好的測(cè)試方法是設(shè)定一個(gè)達(dá)到跳閘水平的耐壓泄漏電流數(shù)值，此數(shù)值稍微高于被測(cè)物在此種測(cè)試下正常切斷電源時(shí)的數(shù)值。

耐壓泄漏電流最普遍的安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范可以參考UL的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，一般以“120千歐＂為參考。這個(gè)規(guī)范設(shè)立了一個(gè)固定電阻，一定會(huì)引起耐壓測(cè)試的失敗顯示。早期開(kāi)始，1000V加上兩倍于被側(cè)設(shè)備的額定電壓。是耐壓測(cè)試的一個(gè)普通設(shè)定。自從大多數(shù)在美國(guó)使用的被測(cè)物額定電壓是120V后，規(guī)定正常的耐壓測(cè)試電壓是1240V。因此，當(dāng)輸出引線連接120千歐電阻器時(shí)，只要耐壓達(dá)到1240伏，120千歐規(guī)范要求耐壓測(cè)試設(shè)為失敗的顯示。根據(jù)奧姆定律(電壓÷電阻=電流)，可以計(jì)算出實(shí)際的跳閘電流設(shè)定值。這個(gè)例子中是(1240V÷120K=10.33mA)。只要被測(cè)設(shè)備的切斷電流超過(guò)10.33毫安培。耐壓測(cè)試的跳閘設(shè)定將會(huì)設(shè)置為顯示失敗。當(dāng)然，重要的是記住這是一個(gè)最大值限制，制造者總是允許設(shè)置耐壓測(cè)試儀到達(dá)低一些的電流跳閘設(shè)定值。

壓泄漏電流和泄漏電流(接觸電流)之間的相互關(guān)系

泄漏電流測(cè)試中，測(cè)量的電流可用來(lái)計(jì)算耐壓測(cè)試的電流跳閘設(shè)定的近似值。這只是一個(gè)近似值，因?yàn)椴煌�的被測(cè)物，設(shè)備組件的偏差可能引起泄漏電流的讀數(shù)細(xì)小的差別。計(jì)算相互關(guān)聯(lián)的泄漏電流設(shè)定值時(shí)，重要的是了解所進(jìn)行的耐壓測(cè)試和泄漏電流測(cè)試的基本區(qū)別，即使大多數(shù)泄漏電流測(cè)試器提供輸出線(L/N)的切換測(cè)試，但僅量測(cè)在同一時(shí)間內(nèi)一個(gè)載流組件到被測(cè)設(shè)備外殼的泄漏電流大小。耐壓測(cè)試同時(shí)測(cè)量?jī)蓚�(gè)載流組件之用的泄漏電流，因此會(huì)顯示出較高的泄漏電流讀數(shù)值。有效的經(jīng)驗(yàn)法則是設(shè)定耐壓測(cè)試跳閘電流大約是以下公式計(jì)算結(jié)果的20%到25%：

(耐壓測(cè)試電壓÷泄漏電流測(cè)試電壓)×泄漏電流測(cè)試電流=耐壓測(cè)試電流的近似值。

例如，泄漏電流測(cè)試的電壓是240V，耐壓測(cè)試的電壓是1480V，測(cè)量的實(shí)際泄漏電流是2.0毫安培。計(jì)算如下：(1480V÷240V)×2.0mA=12.33mA。基于這個(gè)計(jì)算結(jié)果，加上大約25%的偏差，耐壓測(cè)試的設(shè)定值大約是15mA。

結(jié)論

雖然耐壓測(cè)試和泄漏電流測(cè)試都可用來(lái)測(cè)試被測(cè)物的絕緣強(qiáng)度，但在其測(cè)試過(guò)程和結(jié)果有一些關(guān)鍵的區(qū)別，耐壓測(cè)試是在被測(cè)物其所有載流組件的絕緣系統(tǒng)短路后通入高電壓下進(jìn)行的，泄漏電流(接觸電流)測(cè)試使用測(cè)試設(shè)備模擬人體阻抗，在通電的條件下進(jìn)行的。

兩種測(cè)試雖然不盡相同，但在確保產(chǎn)品安全性方面是非常有用的，耐壓測(cè)試是百分之百生產(chǎn)線測(cè)試(RoutineTest)，泄漏電流測(cè)試一般則被認(rèn)為是型式測(cè)試(TypeTest)。

今天隨著低電壓(LVD)指導(dǎo)規(guī)范被普遍采用，耐壓測(cè)試和泄漏電流測(cè)試將會(huì)成為標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)線測(cè)試，而且將會(huì)再加入更多測(cè)試，如絕緣阻抗測(cè)試和接地阻抗測(cè)試等。

現(xiàn)今全功能的安規(guī)測(cè)試儀器可以用來(lái)進(jìn)行許多必要的安全測(cè)試，在功能上可以與被測(cè)物進(jìn)行更方便與安全的連接，完全自動(dòng)化記錄測(cè)試結(jié)果，并且可以更快速完成測(cè)試，這一切的變化都為講求迅速的制造環(huán)境提供更多更好的選擇。