接地導(dǎo)通電阻測(cè)試國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求及對(duì)JJG 984-2004的探討性建議

陳建志 / 廈門(mén)市計(jì)量檢定測(cè)試院

接地導(dǎo)通電阻測(cè)試國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求及對(duì)JJG 984-2004的探討性建議

陳建志 / 廈門(mén)市計(jì)量檢定測(cè)試院

0 引言

接地導(dǎo)通電阻測(cè)試是電氣安規(guī)試驗(yàn)的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，用來(lái)測(cè)試電器易觸及的金屬部件或裸露的導(dǎo)電外殼與保護(hù)接地端子之間的連接電阻。該連接電阻是用來(lái)評(píng)價(jià)電氣設(shè)備保護(hù)接地可靠性的重要指標(biāo)。相關(guān)的3C認(rèn)證、CE認(rèn)證、UL認(rèn)證等均詳細(xì)規(guī)定了接地導(dǎo)通電阻測(cè)試的要求和方法，大部分企業(yè)產(chǎn)品都需要據(jù)此來(lái)進(jìn)行接地導(dǎo)通電阻測(cè)試，因此接地導(dǎo)通測(cè)試儀（以下簡(jiǎn)稱(chēng)測(cè)試儀）廣泛運(yùn)用于各類(lèi)家用電器、儀器儀表、醫(yī)用電氣設(shè)備及照明燈具等生產(chǎn)企業(yè)中。

1 基本工作原理

接地導(dǎo)通測(cè)試是通過(guò)輸出交流/直流電流，施加于被測(cè)設(shè)備的可觸及金屬殼體與其安全保護(hù)接地端子之間，并測(cè)量電流流過(guò)被測(cè)設(shè)備的電壓降，通過(guò)電流和電壓降計(jì)算得出接地導(dǎo)通電阻值。測(cè)試儀主要由電流源、電壓測(cè)量模塊、輸出電流調(diào)節(jié)模塊、聲光報(bào)警模塊、計(jì)時(shí)模塊、指示模塊等組成。

接地導(dǎo)通電阻一般為毫歐級(jí)，因此大部分測(cè)試儀采用四線制測(cè)量方式，以減小引線帶來(lái)的測(cè)量誤差。部分兩線制產(chǎn)品（如華儀電氣股份有限公司生產(chǎn)的接地導(dǎo)通測(cè)試儀）帶補(bǔ)償功能，以提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。目前大部分測(cè)試儀為數(shù)字式，電流調(diào)節(jié)有旋鈕連續(xù)可調(diào)和程序控制兩種模式，準(zhǔn)確度等級(jí)有1、2、5級(jí)三種。

2 主要測(cè)試國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求及變化

當(dāng)電器設(shè)備、器具內(nèi)部發(fā)生故障電流時(shí)，如果其未適當(dāng)連接到已接地的機(jī)殼底座，就存在潛在的觸電危險(xiǎn)。因此按照認(rèn)證機(jī)構(gòu)的規(guī)定，大部分電子設(shè)備或電氣產(chǎn)品都需要依據(jù)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行接地導(dǎo)通電阻測(cè)試。接地導(dǎo)通測(cè)試所涉及的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)很多，但是標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)電流、電阻、試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間的要求和測(cè)試方法基本相同。下面簡(jiǎn)要介紹GB 4706.01-2005 《家用和類(lèi)似用途電器的安全第1部分：通用要求》、GB 4943.1-2011《信息技術(shù)設(shè)備安全第1部分：通用要求》、GB 7000.1-2007《燈具第1部分：一般要求與試驗(yàn)》等幾個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)接地導(dǎo)通電阻測(cè)試的要求。

GB 4706.01-2005附錄A中的A1接地連續(xù)性試驗(yàn)部分要求，在空載電壓不超過(guò)12 V的條件下，至少10 A電流通過(guò)每個(gè)易觸及接地金屬部件或其他要求部件之間，測(cè)量壓降計(jì)算出的電阻不應(yīng)超過(guò)0.2 Ω或0.1 Ω。

GB 7000.1-2005的7.2.3條款規(guī)定，在空載電壓不超過(guò)12 V的條件下，至少10 A的電流分別接在接地端子或接地觸點(diǎn)與各可觸及金屬部件之間。測(cè)量接地端子或接地觸點(diǎn)與可觸及金屬部件之間的電壓降，并由電流和電壓降計(jì)算出電阻，該電阻不得超過(guò)0.5 Ω。型式試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)通入電流至少1 min。附錄Q表Q.1中，電氣試驗(yàn)的最小值規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目接地連續(xù)性部分要求，I類(lèi)燈具最大電阻0.5 Ω，測(cè)量時(shí)通過(guò)的最小電流為10 A、電壓在6 V和12 V之間至少1 s。

GB 4943.1-2011與GB 4943.1-1998相比，內(nèi)容變換較多，是本文討論的重點(diǎn)，其中有關(guān)接地導(dǎo)通電阻測(cè)試要求的主要變化如表1所示。

這里最明顯的變化是對(duì)試驗(yàn)電流的要求。小于等于16 A的保護(hù)電流額定值設(shè)備，其試驗(yàn)電流由1.5倍變?yōu)?倍，即最大測(cè)試電流由25 A變?yōu)?2 A，要求更嚴(yán)格。而早期大部分接地導(dǎo)通測(cè)試儀是按照保護(hù)額度電流值的1.5倍進(jìn)行設(shè)計(jì)的，考慮閾量后最大電流輸出電流一般都是在30 A以下，顯然已經(jīng)不能滿足32 A的測(cè)試要求。所以，目前已經(jīng)有部分最大測(cè)量電流40 A的測(cè)試儀應(yīng)用在通信設(shè)備檢測(cè)中，這是設(shè)備使用者需要重點(diǎn)關(guān)注的。

通過(guò)上述幾個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的比較可以得知，接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀的檢定/校準(zhǔn)過(guò)程需要關(guān)注測(cè)試儀的電流、電阻及時(shí)間這幾個(gè)主要參數(shù)。但是現(xiàn)有大部分檢定接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器也是按照最大測(cè)試電流25 A設(shè)計(jì)的，不能完全滿足檢定/校準(zhǔn)的要求，而且JJG 984-2004《接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀》未涉及時(shí)間項(xiàng)目的檢定，本文將重點(diǎn)討論JJG 984-2004應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題，并對(duì)該檢定規(guī)程提出一些探討性建議。

表1 GB 4943.1-2011與GB 4943.1-1998有關(guān)接地導(dǎo)通測(cè)試要求的比較

3 對(duì)JJG 984-2004的探討性建議

按照相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，針對(duì)在應(yīng)用JJG 984 -2004進(jìn)行檢定/校準(zhǔn)過(guò)程中碰到的諸多問(wèn)題，本文對(duì)JJG 984-2004提出下列探討性建議。

1）接觸電流測(cè)試儀也屬于電氣安全實(shí)驗(yàn)設(shè)備之一，但是設(shè)備原理與接地導(dǎo)通測(cè)試儀不同，很容易引起誤解，因此建議在檢定規(guī)程適用范圍中明確說(shuō)明不適用于接觸電流測(cè)試儀的檢定。

2）4.5.2條款規(guī)定，測(cè)試儀的試驗(yàn)電流每分鐘的波動(dòng)應(yīng)不超過(guò)允許誤差絕對(duì)值的1/5。該描述不夠嚴(yán)謹(jǐn)，建議改為不超過(guò)該點(diǎn)允許示值誤差絕對(duì)值的1/5。

3）6.3.1條款規(guī)定，若數(shù)字式測(cè)試儀基本電流量程為25 A，應(yīng)在2%～100%量程之間均勻選取不少于5個(gè)點(diǎn)，其他量程選擇2個(gè)點(diǎn)檢定。其他電流量程的測(cè)試儀建議不少于3個(gè)點(diǎn)檢定，范圍覆蓋量程上、中、下限，可以選擇20%、50%、100%三點(diǎn)，以更清楚反應(yīng)儀器設(shè)備的性能。對(duì)于連續(xù)可調(diào)輸出電流的測(cè)試儀，若未規(guī)定其他量程，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以選擇常用電流點(diǎn)10 A、32 A（部分最大輸出電流40 A的產(chǎn)品）進(jìn)行檢定。

4）6.3.2.2標(biāo)準(zhǔn)電阻器法只說(shuō)明了四線制產(chǎn)品的檢定方法，建議增加兩線制產(chǎn)品的檢定方法說(shuō)明。對(duì)于部分兩線制的產(chǎn)品，四線制產(chǎn)品的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器不能完全滿足檢定過(guò)程需求，可以通過(guò)配備兩線制的實(shí)物電阻或者其他附件來(lái)實(shí)現(xiàn)。在檢定時(shí)應(yīng)扣除電流輸出引線電阻的影響，可直接短接電流輸出線來(lái)測(cè)試引線電阻。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，部分兩線制產(chǎn)品的引線電阻有2 mΩ以上。

5）6.3.3電阻報(bào)警預(yù)置誤差檢定中未規(guī)定輸出的預(yù)定電流值，建議根據(jù)客戶需求選擇常用的10 A、25 A、32 A三個(gè)點(diǎn)之一，未特別說(shuō)明的可選接近測(cè)試儀最大輸出電流的25 A或者32 A測(cè)試點(diǎn)。

6）6.3.4試驗(yàn)電流在20%～100%之間均勻選取3～5個(gè)檢定點(diǎn)。由于發(fā)熱等因素造成試驗(yàn)電流的不穩(wěn)定性，建議電流檢定時(shí)應(yīng)至少檢定兩次，取平均值作為最終檢定結(jié)果。

7）6.3.5試驗(yàn)電流波動(dòng)檢定方法中I0的確定，建議明確以1 min內(nèi)測(cè)試不少于5次的數(shù)據(jù)平均值作為I0。

另外，時(shí)間也是測(cè)試儀中的一個(gè)重要參數(shù)，在幾個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中都明確提出測(cè)試時(shí)間，而JJG 984 -2004中未規(guī)定時(shí)間的檢定方法，因此建議檢定規(guī)程應(yīng)該增加這一部分內(nèi)容。時(shí)間的檢定可以參照J(rèn)JG795-2004中5.3.9電壓持續(xù)時(shí)間的檢定方法。

4 結(jié)語(yǔ)

GB 4943.1-2011國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)實(shí)施多年，目前接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀檢定/校準(zhǔn)仍然按照J(rèn)JG 984 -2004執(zhí)行，勢(shì)必存在諸多不適應(yīng)的問(wèn)題，尤其是部分按照25 A最大電流量程設(shè)計(jì)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器，已經(jīng)不能完全滿足檢定或校準(zhǔn)工作的要求。這些是計(jì)量工作者必須注意到并采取措施的重點(diǎn)。

［1］全國(guó)家用電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). GB 4706.01-2005 家用和類(lèi)似用途電器的安全第1部分：通用要求［S］. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005.

［2］工業(yè)與電子信息部第四研究院. GB 4943.1-2011信息技術(shù)設(shè)備安全第1部分：通用要求［S］. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

［3］全國(guó)照明電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)燈具分會(huì). GB 7000.1-2007燈具第1部分：一般要求與試驗(yàn)［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

［4］全國(guó)電磁計(jì)量技術(shù)委員會(huì). JJG 984-2004 接地導(dǎo)通電阻測(cè)試儀檢定規(guī)程［S］. 北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2004.