泄漏电流测试
一:泄漏测试线路
国标GB4706.1—2004中明确规定,泄漏电流的测试中“被测电器应与大地绝缘或者电源采用隔离变压器供电”。根据此要求,可以有以下两种测试方式。
**种测试线路方式:
待测电器放在绝缘体上,直接使用电网给被测电器供电,进行泄漏测试
在实际应用中,如果被测电器仅仅放置在绝缘体上(与大地绝缘),使用电网电源直接供电进行泄漏测试,则测试结果很难准确,因为一般的木垫和橡胶垫(工业现场*常见的绝缘方式)在工业环境中,因为厚度、湿度、温度、表面洁净度等诸多因素很难做到比较好的与大地绝缘,其绝缘等效电阻RG是变化的、不确定的,而电网电源与大地又有着直接的关联回路(火零线的电位和大地直接相关),如果这些会导致测试数据结果的很多不确定因素,测试结果是很难准确的。这种方式的泄漏测试示意图如下:
上图中,RM是人体模拟阻抗
RG是电器外壳对大地的交流等效电阻
RL是电器火线对电器外壳的交流等效电阻
RN是电器零线对电器外壳的交流等效电阻
在电网供电的情况下,N与G电位是相等的,L与G之间的电位是电网电压
火线的泄漏电流走向是:从a点,经d、e、f到g ,中间经过电流表和交流等效电阻RN 和 RG,此时电流表测试结果为火线泄漏电流
零线的泄漏电流走向是:从b点,经c、e、f到h ,中间经过电流表和交流等效电阻RN,此时电流表测试结果为零线泄漏电流
火线的泄漏电流大小公式为:
IL= ULN / (RM+RG//RN) --------------------(1)
其中ULN 为电网电压
由于RM的数值在GB4706.1—2004中规定数值为1.5k欧姆左右,远小于RG//RN 所以上式可简化为:
IL= ULN / RG//RN --------------------(2)
由(2)式可见,火线泄漏电流值的大小取决于RG//RN并联阻值的大小,当RG阻值与RN阻值接近时会引起火线泄漏电流值非常大的偏差,而工业现场一些情况下RG阻值并不会比RN阻值大多少,甚至还要小的多,这样,测出来的泄漏电流值就完全不对了!此种测试方式中若要得到较准确的泄漏电流值,RG阻值必须远大于RN阻值才可以,即待测电器外壳与大地的绝缘必须远远优于待测电器本身火零线与外壳的绝缘才可以。
泄漏电流测试
**种测试线路方式:
采用隔离变压器给待测电器供电,进行泄漏测试
上述**种测试存在较大问题,很难测准泄漏电流。所以,在工业现场的泄漏测试中,都是采用隔离变压器给待测电器供电,为了测试的可靠和**,待测电器依然要放置在与大地基本绝缘的木垫和橡胶垫之上,这样,隔离变压器输出测试电源与大地不再有直接的关系((此时的火零线的电位和大地不再有关),测试回路仅仅与测试电源和待测电器的泄漏状态有关。
采用了隔离变压器后,火零线电压不再与大地有关,虽然仍然存在RG,但RG两端已不存在电势差,也就不再有泄漏电流回路,此时火线泄漏电流公式为:
IL= ULN / RN --------------------(3)
所以,此时的泄漏电流值仅仅与RN有关。
请注意:以上分析中,零线泄漏电流值不受RG的大小影响,所以没有加以细致分析。
因此,使用**种方式和**种方式去测试同一待测产品,得出的泄漏电流测试值可能会相差较大。
二:关于三相器具泄漏电流测试的说明:
三相用电器的泄漏电流测试是通过图1--1所描述的电路装置进行测试的。
对三相器具测试时,将开关a、b、c拨到关闭的位置来测试泄漏电流,然后将开关a、b、c中的每一个轮流打开,其他两个开关仍处于关闭状态进行重复测量泄漏电流值中取较大的值作为该器具的泄漏电流值。
图 1--1 三相器具泄漏电流测量电路图人体阻抗模型Measuring Device(MD)
人体的阻抗基本上可分为两种,一是皮肤阻抗(Skin Impedance),一为人体内部阻抗(Internal Impedance),所以总的人体阻抗(ZT)的定义为皮肤阻抗(Zp)与人体内部阻抗(Zi)的向量和。人体阻抗的等效电路就如(图一)所示,其中Zp1及Zp2代表人身上任何两处,Zi代表人体内部的阻抗,人体阻抗分为皮肤阻抗和人体内阻抗的原因,乃是因为这两种阻抗无论是阻抗值或特性均有很大差异:
(图一)人体阻抗的等效电路
(1) 皮肤阻抗Zp (Skin Impedance)
人体的皮肤阻抗基本上是非常近似一个电阻和一个电容并联的等效阻抗,影响皮肤阻抗的因素很多如:电压、频率、触电时间、接触面积、接触力度、皮肤湿度,甚至呼吸的状况都有关系。底下将说明电压高低、频率大小、时间长短和湿度对人体皮肤阻抗的影响。电压的影响:当电压在50V 以下时,皮肤的阻抗明显受到接触面积、室温及呼吸状况的影响;但当电压在50V以上时,皮肤阻抗则明显下降到几乎可以忽视的地步。 频率的影响:'当频率越高时,皮肤阻抗则越低,这也是为什么皮肤的阻抗等效电路会采用一个电容和一个电阻并联的原因。至于时间,则是触电时间超过几个毫秒,阻抗就会明显的减少;而于湿度方面,若皮肤沾湿了水,阻抗就会趋近于零。综合上列之特点,我们可以简单而清楚地了解人体在触及一个50V电压源时的状况。首先由于皮肤的电容的充电特性使其阻抗几乎不存在,之后在电容充饱阻抗形成时,依然会在不到几个毫秒的时间内,阻抗明显地减少,所以人体的皮肤阻抗与外在和环境因素有非常密切的关系。
(2) 人体内部阻抗Zi(Internal Impedance)
人体的体内阻抗在接触电源的频率不高(约1000Hz 以下)的情况下,可以说几乎是一个纯阻的阻抗,而其中电阻的大小和电流流通的途径(Current Path)有着**的关系,一般的安规标准会将体内阻抗以500奥姆作为合理的参考值,接触面积也是另一个影响体内阻抗的重要因素,基本上,当接触面积小于几个平方毫米时,体内阻抗即会明显的增加,人体在干燥与潮湿情况下的阻抗相差有三倍以上,因为皮肤在潮湿时几乎是没有阻抗。整体而言,人体处于高压高湿的状况下,皮肤阻抗将不起任何效用,仅存体内阻抗,约在500 ~ 1000奥姆之间触电程度及对人体的反应。
泄漏电流测试
三:泄流电流测试前应注意的规定和事项:
**操作规定
1 在泄漏电流测试仪接通电源之前,应确认仪器已通过三芯电源线可靠接地,方可开启泄漏电流测试仪的电源开关,仪器自检后,进入待机状态。
2 操作人员必须确认能够完全自主的控制测试仪的启动开关和停止开关。
3 万一发生问题,请立即关闭测试电源的输出和测试仪输入电源。
4 更换保险丝前,必须先去掉输入电源线,新更换的保险丝容量需符合要求。