电器产品耐压测试详解

CSA、UL和IEC标准中，险些各种电器安全标准都会哀求对产品进行耐压测试。
这就可以看出耐压测试是电器安全标准的一个主要组成部分。

耐压测试(Dielectric Voltage Withstand Test)也便是俗称的高压测试(High Voltage Test)，通过对设备施加一个高于其额定值的电压并坚持一定韶光来剖断设备的绝缘材料和空间间隔是否符合哀求的测试。
本文先容的美国和加拿大标准的耐压测试特点，详细地阐述了耐压测试步骤及其指标和方法，以帮助中国企业制造出真正符合北美市场标准的电器设备。

为什么要进行耐压测试？

正常情形下，电力系统中的电压波形是正弦波。
电力系统在运行中由于雷击、操作、故障或电气设备的参数合营不当等缘故原由，引起系统中某些部分的电压溘然升高，大大超过其额定电压，这便是过电压。
过电压按其发生的缘故原由可分为两大类，一类是由于直接雷击或雷电感应而引起的过电压，称为外部过电压。
雷电冲击电流和冲击电压的幅值都很大，而且持续韶光很短，毁坏性极大。
但由于城镇及一样平常工业企业内的3－10kV与以下的架空线路，因受厂房或高大建筑物的屏蔽保护，以是遭受直接雷击的概率很小，比较安全。
而且这里谈论的是民用电器，不在上述范围内，就不进一步谈论。
另一类是由于电力系统内部的能量转换或参数变革引起的，例如相符空载线路，割断空载变压器，系统内发生单相弧光接地等，称为内部过电压。
内部过电压是确定电力系统中各种电气设备正常绝缘水平的紧张依据。
也便是说，产品的绝缘构造的设计不但要考虑额定电压而且要考虑产品利用环境的内部过电压。
耐压测试便是检测产品绝缘构造是否能够承受电力系统的内部过电压。

测试点和测试电压值

测试点和测试电压值依据详细产品的干系标准来确定。
美国和加拿大除了其本身的北美的标准以外还有以IEC为根本的新标准。
这里就用“Motor-Operated Appliances (Household and Commercial)” CAN/CSA-C22.2 No.68-92和“Portable Electrical Motor-Operated and Heating Appliances: General Requirements”C22.2 NO. 1335.1-93的标准来先容美国和加拿大标准的耐压测试的特点。

CAN/CSA-C22.2 No.68-92

哀求：产品的带电部分与可能接地的非带电导电体间须施加适当频率的互换电压达1分钟。

详细测试电压如下：

a 额定电压为31~250 V的设备，测试电压为1000 V。

b 额定电压为251~600 V的设备，测试电压为1000 V + 两倍额定电压。

c 额定电压为31~250 V，无接地而且可被人体触及的设备，测试电压为2500 V。
d 对付30伏或以下的低电压电路，测试电压为500 V。

（对付泄电流可自行设置，有0.5mA 5mA 10mA各个公司/客户哀求都不一样，一样平常低于20mA）

双重绝缘的产品

C 222 No. 1335.1-93

直流耐压测试和互换工频耐压测试的差异

耐压测试有两种：一种是互换工频耐压测试, 另一种是直流耐压测试。
由于绝缘材料的特性决定了互换和直流电压的击穿机理不同。
大多数绝缘材料和系统都包含了一系列不同的介质。
当对之施加互换试验电压时，电压将按材料的介电常数和尺寸等参数的比例来分配电压。
而直流电压只按材料的电阻的比例来分配电压。
而且实际上，绝缘构造发生击穿，每每是电击穿，热击穿，放电等多种形式同时存在，很难截然分开。
而互换电压比直流电压增加了热击穿的可能性。

以是，我们认为互换耐压测试比直流耐压测试更加严格。
实际操作中，在进行耐压测试时，如果要利用直流做耐压测试时，试验电压哀求比互换工频的试验电压高。
一样平常直流耐压测试的试验电压是通过把互换试验电压的有效值乘以一个常数K。

通过比拟测试，我们有如下的结果：电线电缆产品，常数K选用3； 航空工业，常数K选用1.6 至1.7；CSA对民用产品一样平常利用1.414。

型式试验和工厂测试

型式测试是用来判断产品的绝缘构造设计是否符合实际利用。
常日是在温升测试，潮态测试，非常测试和其它的一些测试后立即进行。
一样平常是对产品施加试验电压一分钟。

工厂测试是检测生产过程的生产毛病，不是检测绝缘构造的设计是否合理。
常日是产品完成后准备包装提高行的。
产品绝缘构造的毛病常日会有如下的情形：锋利的部件损伤了电线绝缘层，连接线－地间或低级－次级间的电子元器件给短路了，电线的焊接点焊的不好或脱落了，爬电间隔减少了，变压器内的绝缘破坏了等等。
为了适应大批量生产，工厂测试还可以将试验电压值提高20％，试验韶光由1分钟缩短到1秒钟。

耐压测试和击穿测试

标准中会指定测试时的详细电压数值。
经由耐压测试只能解释产品的绝缘构造能承受该试验电压，而不能解释产品的绝缘构造究竟能承受多高的电压。
如果在进行绝缘材料的运用研究和电器设备的设计，须要测定绝缘强度时，就须要进行击穿测试。
击穿测试便是测试电介质被击穿时的电压。
当电场强度超过某一极限时，通过介质的电流与施加于介质的电压关系就不符合欧姆定律，而是溘然增加。
如图1所示。
这时绝缘材料被毁坏而失落去了绝缘性能。
对付一台电气产品，如果其绝缘发生了击穿，它就失落去了运行利用功能。
这结果与耐压测试完备不同。
耐压测试是要通过测试来担保产品没有缺陷，能安全正常的事情。
以是，耐压测试的测试电压是经由实践证明是安全、可靠、有效的，该当严格按其实行。
我们到工厂进行工厂审查时，有些工厂为了显示其产品的质量好把耐压测试的电压特殊提高，有的乃至提高到所哀求的两倍。
这样做是有百害无一益的。
由于第一、这样做有可能降落了产品的合格率。
第二、虽然通过了测试，有可能危害了一部分绝缘构造，使产品的安全性降落。
第三、有可能破坏一些元器件，使产品的质量降落，寿命减短。

常常有人提“多大的泄电流就认为是耐压击穿了？”的问题。
实在这个泄电流很难精确确定。
由于当高压施加到产品时，会在绝缘间产生一个稳定的眇小泄电流。
由于每种产品繁芜程度和绝缘构造都不同，这个泄电流会随之变革。
当绝缘给击穿时，这个泄电流将迅速增加。
如图1所示。
以是一样平常情形下，只要将此耐压测试仪器的过电流继电器动作电流(即是泄电流)设定为比产品正常施加高压时而产生的泄电流稍高就行了。
请把稳，这里的泄电流与泄露电流测试(Leakage Current Test)中的泄露电流在实质上是一样的，都是绝缘系统在电压的浸染下产生的极眇小的电流。
它们的不同之处在于耐压测试中的泄电流是在高压的情形下产生的，而泄露电流测试中的泄露电流是在额定电压下产生的。

图1 泄电流测试上升示意图

可免除工厂耐压测试的情形

当涌现下列情形时，工厂的耐压测试可以考虑免除：

- 产品的电源输入是其它产品次级输出的低压(ELV)或超低电压(SELV)，例如电源或变压器等。