耐压测试方法

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一．耐压测试方法
3．1 基本方法 测试的连线方法，一般情况下高电压将施加在被测绝缘体之间，例如加在电源初级回路和被测仪器的金属外壳之间。如果其间的绝缘性足够好，加在上面的电压差就只会产生很小的漏电流。另一个情况是测试电源初级和次级回路之间的绝缘性。在这种情况下，将所有的输出端都短接，并与耐压测试仪的低端线路连接，然后将被测仪器电源初级端的 L 线和 N 线短接，并与耐压测试仪的高压输出端连接。在测试时一定要记住，被测仪器并不接工作电源，处于不工作状态，但必须将其电源开关打开。实践表明，在不打开电源开关的情况下，耐压测试非常容易通过测试，但仪器本身可能是不合格的。 测试电压的确定应参考不同的安全标准。如果测试电压太低，绝缘材料就会因为没有施加足够的电压而导致不合格的绝缘通过测试；如果电压过高，测试时会对绝缘材料造成永久性的损害。但是，有一个通用的规则，就是采用经验公式：试验电压 = 电源电压× 2+1000V 。例如：试验产品的电源电压为 120V ，则试验电压 =120V × 2+1000V=1240V 。实践上这种方法也正是大多数安全标准化采用的方法。用 1000V 作为基础公式一部份的原因就在于任何产品的绝缘性能每天都在受到瞬态高压的冲击，实验室和研究表明，这一高压最高可以达到 1000V 。 通常耐压测试时间为一分钟。由于在生产线上要进行大量的产品耐电测试，测试时间通常降低到只有几秒钟。有一个典型实用的原则，当测试时间降到只有 1~2 秒的情况下，测试电压必须增加 10~20% ，以保证短时间测试时绝缘的可靠性。 报警电流的设定应当根据不同的产品来确定。最好的方法是预先对一批样品做漏电流试验，得到一个平均值，然后确定一个略高于此平均数的值为设定电流。由于被测试仪器不可避免存在着一定的泄漏电流，因此应该保证所设定的报警电流足够大，以免被泄漏电流误触发，同时应足够小以避免放过不合格的样品。在某些情况下，还可以通过设定所谓的下限报警电流来判断样品是否与耐压测试仪的输出端有接触。
3．2 交直流测试的选择 测试电压，大部分的安全标准允许在耐压测试中使用交流或直流电压。若使用交流测试电压，当达到电压峰值时，无论是正极性还是负极性峰值时，待测绝缘体都承受最大压力。因此，如果决定选择使用直流电压测试，就必须确保直流测试电压是交流测试电压的倍，这样直流电压才可以与交流电压峰值等值。例如： 1500V 交流电压，对于直流电压若要产生相同数量的电应力必须为 1500 × 1.414 即 2121V 直流电压。 使用直流测试电压的其中一个好处在于在直流模式下，流过耐压测试仪报警电流测量装置的是真正的流过样品的电流。采用直流测试的另一个好处在于可以逐渐的施加电压。在电压增加时通过监视流过样品的电流，操作者可以在击穿发生前察觉到。需要注意的是当使用直流耐压测试仪时，由于电路中的电容充电，必须在测试完成后对样品进行放电。事实上，无论是测试电压是多少、其产品特点如何，在操作产品前对其放电都是有好处的。 直流耐压测试的不足在于它只能在一个方向施加测试电压，不能像交流测试那样可以在两个极性上施加电应力，而多数电子产品正是在交流电源下进行工作的。另外，由于直流测试电压较难产生，因此直流测试比交流测试成本要高。 交流耐压测试的优点在于 , 它可以检测所有的电压极性，这更接近与实际的实用情况。另外，由于交流电压不会对电容充电，因此大多数情况下，无需逐渐升压，直接输出相应的电压就可以得到稳定的电流值。并且，交流测试完成后，无需进行样品放电。 交流耐压测试的不足在于，如果测试中的线路中有大的 Y 电容，在某些情况下，交流测试将会误判。大部分安全标准允许使用者在测试前不连接 Y 电容，或者改为使用直流测试。直流耐压测试在加高电压于 Y 电容时，不会误判，因为此时电容不会允许任何电流通过。
3．3 耐压仪最大允许误差的考虑 由于耐压测试仪的输出电压不会 100% 准确，在确定测试电压的同时，应考虑仪器输出电压的误差，可以采用耐压仪本身的技术指标或上级机构的校准证书。例如在交流 3000V 下进行耐压测试，耐压测试仪在此上的最大允许误差为 3% ，即 90V ，那么为了保证足够的测试电压，应将输出测试电压调节到 3090V 才足够。当然，如果耐压测试仪本身输出偏高，则这样做存在电压偏高的风险，测试者应充分考虑。
3．4 准确测试的注意事项 新型的程控耐压测试仪往往提供了许多老式型号中没有的功能，比如电压预设定、电流预设定、地线测试、电弧检测、电流除零等。这些功能可以为测试带来许多的方便，然而正确的使用这些功能却往往容易被忽视。
3．5 交流小电流测试 某些仪器生产商宣称他们的耐压测试仪可以达到纳安级别的漏电流分辨率。然而，实际的交流测量使得人们很难真正进行这样小电流的测试。在任何电路中都有一定量的电容存在，即使是一个简单的变压器也在其绕线和铁芯间有电容。电容不但会因为有一定的电阻而产生漏电流，在交流电压下电容本身也是一个阻抗器件。这些电流是独立于用户所希望测试的电流之外的，其大小取决于电容值、频率和施加电压。 图 2 大多数的耐压测试仪往往在电压回路端接地，有时被测试的样品也会在低端接地，因此在这种情况下，耐压测试仪所测量到的漏电流必然是通过被测样品的漏电流和耐压测试仪本身漏电流的总和。耐压测试仪本身漏电流通常是非常小的，然而在测量纳安级的漏电流时，它将是一个主要的问题。
3．6 除零误区 某些型号的耐压测试仪提供了一种电流除零的功能，通常叫做 OFFSET 功能。其具体的方法是，首先在不接被测样品的情况下做耐压测试，此时的漏电流包括耐压仪本身和测试夹具所引入的漏电流。此电流被置零，在随后的测试中，显示的漏电流将是实际漏电流减去置零电流。下面的例子将揭示一些可能被忽略的问题。 一个 1 m F 的电容，则在 1500V 下，其漏电流为 0.471mA ；一个纯阻性的 3M W 的负载在 1500V 的电压下将有 0.500mA 的漏电流。当两者并联时，在 1500V 电压下将产生 0.687mA 的漏电流。通常，耐压测试仪本身和测试夹具引入的漏电流往往具有容性成分。假设耐压测试仪的零电流为相当于一个 1 m F 的电容，在测试个纯阻性的 3M W 的负载时，由于采用了直接除零的方法，得到的结果是： 0.687mA-0.471mA=0.216mA 然而此时流过负载的实际电流却有 0.500mA ，这正是耐压测试仪简单除零的结果，这种方法没有考虑到不同负载的电流具有不同的相位。 解决上述问题的方法是采用如下的耐压测试仪， 图 3 采用回路低端浮地，而将接地点移动到电流表之后，可以使耐压仪的电流读数不包括仪器本身的漏电流。在使用这种方法时，还应该注意样品的低端不可以接地。