電氣強(qiáng)度能力驗(yàn)證結(jié)果分析

劉園偉

【摘 要】電氣強(qiáng)度測(cè)試是評(píng)價(jià)電氣產(chǎn)品在正常工作中絕緣是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的重要試驗(yàn)項(xiàng)目。通過(guò)對(duì)本次電氣強(qiáng)度能力驗(yàn)證的結(jié)果進(jìn)行分析，找到不滿(mǎn)意結(jié)果產(chǎn)生的原因，反思試驗(yàn)過(guò)程中可能忽略的環(huán)節(jié)，提升實(shí)驗(yàn)室對(duì)電氣強(qiáng)度試驗(yàn)的水平。

【Abstract】Electrical strength test is an important test item to evaluate whether the insulation of electrical products meets the standard in normal operation. Through the analysis of the results of this electrical strength verification， the paper finds the reasons for the unsatisfactory results， reflects the possible neglected links in the test process， and improves the level of electrical strength test in the laboratory.

【關(guān)鍵詞】電氣強(qiáng)度;能力驗(yàn)證;結(jié)果

【Keywords】 electrical strength; strength verification; results

【中圖分類(lèi)號(hào)】TM76? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）10-0177-02

1 引言

電氣強(qiáng)度試驗(yàn)是產(chǎn)品安全測(cè)試領(lǐng)域中常見(jiàn)的電氣測(cè)試項(xiàng)目之一，所有涉及電氣絕緣強(qiáng)度的評(píng)估包含“打耐壓”測(cè)試。因此，電氣強(qiáng)度測(cè)試也被稱(chēng)作耐壓測(cè)試，它是衡量電器的絕緣在過(guò)電壓作用下耐擊穿的能力，是評(píng)價(jià)電氣產(chǎn)品在正常工作中絕緣是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的重要試驗(yàn)方法。這也是一種考核該產(chǎn)品是否保證使用安全的可靠手段，給使用者帶來(lái)安全的保證。

通過(guò)本次驗(yàn)證，提高了實(shí)驗(yàn)室對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解和掌握，了解了國(guó)內(nèi)電氣實(shí)驗(yàn)室對(duì)電氣產(chǎn)品電氣強(qiáng)度試驗(yàn)的整體測(cè)試水平。

2 電氣強(qiáng)度能力驗(yàn)證樣品簡(jiǎn)介

本次樣品為一個(gè)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)自行組裝的電氣盒，樣品上粘貼有編號(hào)，如“001-125”“008-101”，表示“實(shí)驗(yàn)室代碼-樣品編號(hào)”。發(fā)放樣品前，對(duì)樣品進(jìn)行了均勻性檢驗(yàn)和穩(wěn)定性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果符合要求。樣品用氣泡膜和紙盒封裝，運(yùn)輸時(shí)采用了妥善的包裝，避免樣品在途中變形、受潮和腐蝕[1]。

3 檢測(cè)要求

3.1 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

GB 4706.1—2005《家用和類(lèi)似用途電器的安全 第1部分：通用要求》;GB 8898—2011《音頻、視頻及類(lèi)似電子設(shè)備 安全要求》;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)》。

能力驗(yàn)證的組織者為中國(guó)家用電器研究院，推薦的標(biāo)準(zhǔn)均為民用類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)室主要依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 14598.3—2006《電氣繼電器 第5部分量度繼電器和保護(hù)裝置的絕緣配合要求和試驗(yàn)》，此標(biāo)準(zhǔn)適用于量度繼電器和保護(hù)裝置，及與之相關(guān)的輔助裝置。

3.2 試驗(yàn)要求

①試驗(yàn)前，將樣品及測(cè)試裝置放置在溫度為20℃±5℃，相對(duì)濕度45%～75%的環(huán)境下進(jìn)行預(yù)處理24h，使其與環(huán)境達(dá)到熱平衡; ②試驗(yàn)場(chǎng)所的環(huán)境條件：保持恒定溫度20℃±5℃，相對(duì)濕度45%～75%;本次試驗(yàn)選定的環(huán)境為密閉的房間，利用空調(diào)來(lái)調(diào)節(jié)溫度，將樣品遠(yuǎn)離空調(diào)，減少空氣對(duì)流對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)生的影響;③電氣強(qiáng)度試驗(yàn)裝置的跳閘電流參考GB 4706.1—2005第13.3章的表5，取限值為100mA跳閘;④在樣品的1、2號(hào)測(cè)試端之間，施加2500V交流電壓1min，試驗(yàn)初始施加的電壓不超過(guò)規(guī)定電壓值的一半，然后平緩地升高到規(guī)定值，檢驗(yàn)是否擊穿（本條規(guī)定的試驗(yàn)方法與GB/T 14598.3—2006 6.1.4.4條的規(guī)定吻合）;⑤上述試驗(yàn)完畢后，在3、4號(hào)加壓端施加2500V交流電壓，測(cè)量7、8號(hào)測(cè)試端的電壓值。

4 試驗(yàn)過(guò)程

4.1 試驗(yàn)前準(zhǔn)備

①7451輸出電壓驗(yàn)證。GB/T 14598.3—2006 6.4.1.3條要求試驗(yàn)電壓源對(duì)被試?yán)^電器施加規(guī)定值的一半時(shí)，所觀察到的電壓應(yīng)低于10%，試驗(yàn)電壓源的電壓值精度應(yīng)高于5%。輸出電壓如表1所示，從表1中可以看出經(jīng)過(guò)測(cè)量輸出電壓，其誤差滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。

②7451漏電流驗(yàn)證。將試驗(yàn)線(xiàn)接到一個(gè)滑線(xiàn)變阻器上，串接上一個(gè)34410A（測(cè)量電流）。

推動(dòng)滑線(xiàn)電阻，可以改變漏電流的大小，7451漏電流達(dá)到99.99mA時(shí)，34410A顯示為99.93mA，滿(mǎn)足要求。

③被測(cè)樣品測(cè)量電壓電路分析。用34410A測(cè)量，被測(cè)樣品3、4端的電阻為12.593MΩ，樣品7、8端的電阻為0.5087MΩ，樣品4、8端相通，樣品3-7端電阻為12.09MΩ，假想電路如圖1所示。

通過(guò)分析，如果3-4端施加2500V電壓，7-8的測(cè)量理論值為100.989V。

④測(cè)量?jī)x表的選擇。先在3、4端施加100V電壓，7、8測(cè)量結(jié)果如表2所示。

34410A測(cè)量電壓時(shí)內(nèi)阻為1MΩ，F(xiàn)LUCK 15B及FLUCK 289C內(nèi)阻均為10 MΩ。內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較大。理論上內(nèi)阻越大對(duì)結(jié)果影響越小。

4.2 電氣強(qiáng)度試驗(yàn)

在樣品的1、2端施加2500V交流電壓。本次用的測(cè)試設(shè)備為7451安規(guī)綜合分析儀，其初始測(cè)試電壓為0V，升高到規(guī)定值為10s，持續(xù)時(shí)間為1min，試驗(yàn)連接圖如圖2所示。

7451測(cè)試時(shí)間為60s，測(cè)試電壓為2.5kV，漏電流為99.99mA。點(diǎn)擊TEST按鈕，試驗(yàn)開(kāi)始，電壓升高到1.99kV時(shí)，被測(cè)樣品擊穿。

4.3 測(cè)量電壓值試驗(yàn)

在樣品的3、4端施加2500V交流電壓。7451初始測(cè)試電壓為0V，升高到規(guī)定值為10s，持續(xù)時(shí)間為1min，表計(jì)連接到測(cè)試樣品的7、8端子，試驗(yàn)連接圖如圖3所示。

用了3個(gè)類(lèi)型的表計(jì)對(duì)7、8端電壓進(jìn)行了測(cè)量，施加在3、4端電壓為2500V（7451顯示），結(jié)果如表3所示。

通過(guò)表3可以看出，內(nèi)阻越大，越接近理論值。考慮到表計(jì)內(nèi)阻的影響，最終上報(bào)的結(jié)果選擇的是98.7V。

5 試驗(yàn)結(jié)果分析

本次能力驗(yàn)證分為兩部分，兩項(xiàng)均為滿(mǎn)意結(jié)果，則判為“滿(mǎn)意結(jié)果”;兩項(xiàng)其中任一項(xiàng)為不滿(mǎn)意結(jié)果，則判為“不滿(mǎn)意結(jié)果”。

本次能力驗(yàn)證共有178家實(shí)驗(yàn)室參加，經(jīng)過(guò)綜合判定，最終有146家實(shí)驗(yàn)室結(jié)果為滿(mǎn)意。其中所有實(shí)驗(yàn)室電氣強(qiáng)度結(jié)果都為“滿(mǎn)意結(jié)果”，不滿(mǎn)意的原因均為測(cè)量電壓值超過(guò)能力評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)差。

不滿(mǎn)意的原因主要?dú)w結(jié)為3點(diǎn)：①試驗(yàn)的環(huán)境條件。由于電氣盒設(shè)計(jì)為純阻性負(fù)載，阻性負(fù)載本身會(huì)受環(huán)境溫度影響，同一樣品在不同溫度下會(huì)呈現(xiàn)不同的阻值變化，阻值的變化會(huì)影響電氣盒的分壓大小，雖然影響比較小，但是也會(huì)累加結(jié)果的不確定度。②升壓方式。若進(jìn)行了不規(guī)范操作，如瞬間將電壓升至 2500V，瞬間的高壓沖擊會(huì)使產(chǎn)品的絕緣產(chǎn)生泄漏電流，出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象，或者將內(nèi)部部件損壞，這就是錯(cuò)誤操作造成的試驗(yàn)樣品不通過(guò)或者試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。③測(cè)量電壓用的表計(jì)內(nèi)阻過(guò)小。根據(jù)分析，表計(jì)內(nèi)阻對(duì)結(jié)果影響特別大，如選用表計(jì)不當(dāng)或忽略了表計(jì)內(nèi)阻的影響，會(huì)最終影響測(cè)量結(jié)果。

【參考文獻(xiàn)】

【1】GBT 7261—2016繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置基本試驗(yàn)方法[S].