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關(guān)鍵詞:生產(chǎn)動力車間;電器安全漏電;測試
中圖分類號:TM933 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
煙草生產(chǎn)動力車間由于容易產(chǎn)生各種各樣粉塵及大型生產(chǎn)設(shè)備的使用,使得車間容易引發(fā)火災(zāi)事故的發(fā)生。近年隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及與世界貿(mào)易往來頻繁,我國商品在世界上越來越占據(jù)重要的位置。為了保證工業(yè)生產(chǎn)安全及工人生命安全權(quán)益,近年各國紛紛將工廠電氣設(shè)備安全放在工廠管理的首位。由于目前電子儀器及大型生產(chǎn)設(shè)備更新?lián)Q代較快,從而要求電氣安全檢測技術(shù)更加先進(jìn)。如近年流行的熱態(tài)、冷態(tài)下耐壓測試可大大提高電氣漏電測試,從而減少安全事故的發(fā)生。但在在安全測試的過程中,把為正弦波的試驗(yàn)電壓加給電器,但是結(jié)果是電流波形為無重復(fù)性的不規(guī)則信號,因此每次對其進(jìn)行漏電測試時(shí)應(yīng)詳細(xì)記錄測試結(jié)果,同時(shí)應(yīng)對硬件電路電壓做出準(zhǔn)確的判斷。為此,本文將對煙草生產(chǎn)動力車間冷態(tài)下耐壓測試進(jìn)行研究,并對其電位隔離特點(diǎn)進(jìn)行分析。
1 實(shí)驗(yàn)電路的漏電流
根據(jù)我國國家對電氣測試的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),電氣測試原理應(yīng)以隔離變壓器次級繞組中間抽頭作為設(shè)計(jì)點(diǎn),在器具連接交流電源的工作狀態(tài)下,施加試驗(yàn)高壓,對于基本絕緣的耐壓測試,其試驗(yàn)電壓設(shè)為正弦交流電,其有效值為1000V,限定實(shí)驗(yàn)漏電流峰值不應(yīng)超過100mA正弦波。當(dāng)輸出電壓期間出現(xiàn)擊穿的情況時(shí),可出現(xiàn)不規(guī)則的尖峰毛刺,其持續(xù)時(shí)間應(yīng)為1min,但如果漏電實(shí)驗(yàn)電流峰值超過100mA時(shí)出現(xiàn)擊穿,則視為本次測試不合格。
2 漏電隔離信號采集技術(shù)及處理方法
2.1 模擬信號的磁氣耦合及電位隔離
耐壓測試電壓施加應(yīng)施加于沒有公共電位端和檢測電路,在通過它們之間的電流經(jīng)過隔離耦合的同時(shí),對電路進(jìn)行檢測,在本研究中,應(yīng)利用光電耦合電器、耦合隔離磁氣技術(shù),通過采用磁氣耦合方法,對信號及電位進(jìn)行傳遞,且通過這種方法可使得初級、次級電路之間的纖維具有相互隔離,絕緣性能好的特點(diǎn),同時(shí)能承受幾千伏高壓而不被擊穿,通過這種方式可解決檢測電路與高壓電路的隔離問題。此外,通過次級電路還能在輸入及輸出電流之間形成模擬信號,這種信號具有以下特點(diǎn),第一,感應(yīng)靈敏度高;第二,電阻的調(diào)節(jié)可以通過分流的方式進(jìn)行;第三,通過光耦合器完成低壓隔離,并在輸出信號中形成0或1的調(diào)控模式。
2.2 微機(jī)接口和模數(shù)轉(zhuǎn)換
通過采用多媒體卡可最為A/D轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換橋梁,聲卡作為一種轉(zhuǎn)換電路,它的性能優(yōu)良,它的轉(zhuǎn)換精度可以達(dá)到8位或者16位,具有44100Hz的轉(zhuǎn)換速率。本次研究測試過程中,有對檢測漏電電流的脈沖峰值并進(jìn)行判斷的測試內(nèi)容,根據(jù)采集波形和顯示波形情況,研究高壓擊穿性質(zhì)的重要特征,另外,根據(jù)工作實(shí)踐數(shù)據(jù)采集相關(guān)波形,可以發(fā)現(xiàn)采集的波形能量大多數(shù)在基本波形的幾倍或幾十倍范圍內(nèi),并可在脈沖能量頻率范圍內(nèi),同時(shí)與高次諧波脈沖能量相比,其脈沖能量需要低2個(gè)或以下的能力級。因此,在硬件電路中為了對脈沖峰值進(jìn)行檢測,采用一定的時(shí)間嘗試對峰值電路進(jìn)程測試,使得時(shí)間常數(shù)與A/D間隔相符合,并能檢測極少數(shù)尖峰脈沖,所以檢測信號的變化與以往時(shí)間比較更加平穩(wěn),并且不會影響信號基本特征。實(shí)踐證明,測試漏電項(xiàng)目效果比較理想,聲卡在輸入、輸出時(shí)屬于全雙工、雙聲道的,并且可以獨(dú)立輸出輸入,工作模式有多種選擇,使用性能較為方便,適合控制檢測。另外,聲卡具有性價(jià)比高,工作穩(wěn)定以及代碼穩(wěn)定可靠等特點(diǎn),系統(tǒng)工作效率可以達(dá)到較高水平,基于提高聲卡的使用效率的目的,應(yīng)該逐漸掌握聲卡編程技術(shù),并對系統(tǒng)編程開發(fā)進(jìn)行雙環(huán),并保持代碼穩(wěn)定可靠,提高了系統(tǒng)檢測效果。
2.3 漏電流測試系統(tǒng)組成
熱態(tài)耐壓測試高壓回路漏電流的測試系統(tǒng)硬件組成主要有兩部分,其中包括前置模擬信號處理和磁氣耦合。其中磁氣耦合初級電流主要由兩個(gè)電阻并聯(lián)而成,通過調(diào)節(jié)測量范圍調(diào)整分流比,構(gòu)成高壓回路串聯(lián),并使得電流可流過磁氣耦合初級電路。通過耦合隔離回路后可使得信號經(jīng)過放大及轉(zhuǎn)換后直接輸送至前置模擬信號處理電路中,使得信號能運(yùn)放至更隨電路,并可再次運(yùn)放至相同的放大及峰值中,從而保持電路能送至微機(jī)系統(tǒng),并可將電路放大信號及轉(zhuǎn)換信號包含至本身的直流分量中,并可抽頭提供直流偏置,運(yùn)放到相同的端路,直流分量就可以部分抵消,信號動態(tài)范圍相應(yīng)的提高,在選擇分流電阻時(shí),注意要與初級線圈適應(yīng),使得轉(zhuǎn)換信號達(dá)到飽和程度,這樣也不會對高壓回路耐壓測試產(chǎn)生影響,從而增加電壓電流及功率的耐受性,使得電壓耐受測試及擊穿現(xiàn)象能夠正常進(jìn)行,保證整個(gè)信號系統(tǒng)安全、不會對電路造成影響。
結(jié)語
通過合理設(shè)計(jì)電器安全熱態(tài)耐壓電流檢驗(yàn)測試,可獲得較理想的效果。通過對高危高壓電路隔離磁氣耦合技術(shù)及信號的采集,可將這種技術(shù)應(yīng)用在電流、電壓、溫度、功率、長度及壓力等參數(shù)中,可以達(dá)到降低電壓隔離的效果,最終獲得模擬信號,并且它是與信號成線性關(guān)系的,能夠使得電路信號可規(guī)范化。
參考文獻(xiàn)
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摘要:金屬氧化物避雷器泄漏電流現(xiàn)場測試
1前言
近年來,金屬氧化物避雷器(下文簡稱MOA)以其優(yōu)異的技術(shù)性能逐漸取代了其它類型的避雷器,成為電力系統(tǒng)的換代保護(hù)設(shè)備。由于MOA沒有放電間隙,氧化鋅電阻片長期承受運(yùn)行電壓,并有泄漏電流不斷流過MOA各個(gè)串聯(lián)電阻片,這個(gè)電流的大小取決于MOA熱穩(wěn)定和電阻片的老化程度。假如MOA在動作負(fù)載下發(fā)生劣化,將會使正常對地絕緣水平降低,泄漏電流增大,直至發(fā)展成為MOA的擊穿損壞。所以監(jiān)測運(yùn)行中MOA的工作情況,正確判定其質(zhì)量狀況是非常必要的。MOA的質(zhì)量假如存在新問題,那么通過MOA電阻片的泄漏電流將逐漸增大,因此我們可以把測量MOA的泄漏電流作為監(jiān)測MOA質(zhì)量狀況的一種重要手段。
2泄漏電流測量儀器原理
常見的MOA泄漏電流測量儀器按其工作原理分為兩種摘要:容性電流補(bǔ)償法和諧波分析法。
2.1容性電流補(bǔ)償法
容性電流補(bǔ)償法是以去掉和母線電壓成π/2相位差的電流分量作為去掉容性電流,從而獲得阻性電流的方法。
2.2諧波分析法
諧波分析法是采用數(shù)字化測量和諧波分析技術(shù),從泄漏電流中分離出阻性電流基波值。
3泄漏電流測試方法
3.1在線監(jiān)測
近年來,有部分探究單位或生產(chǎn)廠家推出了在線監(jiān)測系統(tǒng)或在線監(jiān)測儀器,可以不間斷地監(jiān)測MOA的泄漏總電流或阻性電流,發(fā)現(xiàn)泄漏電流有增大趨向時(shí),再做帶電檢測或停電做直流試驗(yàn),也收到了良好的效果。
3.2定期帶電檢測
MOA的定期檢測是指在不停電情況下定期測量避雷器的泄漏電流或功率損耗,然后根據(jù)測試數(shù)據(jù)對避雷器的運(yùn)行狀況作出分析判定,對隱患作到早發(fā)現(xiàn)早處理,確保電網(wǎng)平安運(yùn)行。
4影響MOA泄漏電流測試結(jié)果的幾種因素分析
4.1MOA兩端電壓中諧波含量的影響
實(shí)測證實(shí),諧波電壓是從幅值和相位兩個(gè)方面來影響MOA阻性電流IRP的測量值,諧波狀況不同,可能使測得的結(jié)果相差很大。而阻性電流基波峰值IRIP則基本不受諧波成份影響,因此建議現(xiàn)場測試判定MOA的質(zhì)量狀況時(shí)應(yīng)以阻性電流基波峰值IRIP為準(zhǔn)。
根據(jù)諧波法原理生產(chǎn)的泄漏電流測量儀,由于它對MOA兩端電壓波形要求較高,電壓中所含諧波對測量結(jié)果影響很大,如三次諧波量超過0.5%就可能使測量結(jié)果出現(xiàn)很大的誤差,因此,在電壓波形畸變、三次諧波含量較大的情況下,諧波法只能局限于同一產(chǎn)品同一試驗(yàn)條件下的縱向比較。
4.2MOA兩端電壓波動的影響
由于電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況是不斷變化的,非凡是系統(tǒng)電壓的變化對MOA的泄漏電流值影響很大。根據(jù)實(shí)測數(shù)值分析,MOA兩端電壓由相電壓(63kV)向上波動5%時(shí),其阻性電流一般增加13%左右。因此在對MOA泄漏電流進(jìn)行橫向或縱向比較時(shí),應(yīng)具體記錄MOA兩端電壓值,據(jù)此正確判定MOA的質(zhì)量狀況。
4.3MOA外表面污穢的影響
MOA外表面的污穢,除了對電阻片柱的電壓分布的影響而使其內(nèi)部泄漏電流增加外,其外表面泄漏電流對測試精度的影響也不能忽視。污穢程度不同,環(huán)境溫度不同,其外表面的泄漏電流對MOA的阻性電流的測量影響也不一樣。由于MOA的阻性電流較小,因此即使較小的外表面泄漏電流也會給測試結(jié)果帶來誤差。
4.4溫度對MOA泄漏電流的影響
由于MOA的氧化鋅電阻片在小電流區(qū)域具有負(fù)的溫度系數(shù)及MOA內(nèi)部空間較小,散熱條件較差,加之有功損耗產(chǎn)生的熱量會使電阻片的溫度高于環(huán)境溫度。這些都會使MOA的阻性電流增大,電阻片在持續(xù)運(yùn)行電壓下從+20℃~+60℃,阻性電流增加79%,而實(shí)際運(yùn)行中的MOA電阻片溫度變化范圍是比較大的,阻性電流的變化范圍也很大。
4.5濕度對測試結(jié)果的影響
濕度比較大的情況下,一方面會使MOA瓷套的泄漏電流增大,同時(shí)也會使芯體電流明顯增大,尤其是雨雪天氣,MOA芯體電流能增大1倍左右,瓷套電流會成幾十倍增加。MOA泄漏電流的增大是由于MOA存在自身電容和對地電容,MOA的芯體對瓷套、法蘭、導(dǎo)線都有電容,當(dāng)濕度變化時(shí),瓷套表面的物理狀態(tài)發(fā)生變化,瓷套表面和MOA內(nèi)部閥片的電位分布也發(fā)生變化,泄漏電流也隨之變化。
4.6運(yùn)行中三相MOA的相互影響
由于運(yùn)行中呈一字形排列的三相MOA,相鄰相通過雜散電容等的影響,使得兩邊相MOA底部的總電流相位發(fā)生變化,其值和MOA的安裝位置有關(guān),MOA相間距離越近,影響越大,一般兩邊相MOA底部總電流相位變化3°左右,在運(yùn)行電壓下,MOA底部總電流的相角每變化1°,則阻性電流基波數(shù)值變化15%左右。這使得測量結(jié)果顯示出如下規(guī)律摘要:電壓和電流夾角φA%26lt;φB%26lt;φC,阻性電流IRA%26gt;IRB%26gt;IRC。在實(shí)測中,應(yīng)考慮這一因素的影響。
4.7測試點(diǎn)電磁場對測試結(jié)果的影響
測試點(diǎn)電磁場較強(qiáng)時(shí),會影響到電壓U和總電流IX的夾角,從而會使測得的阻性電流峰值數(shù)據(jù)不真實(shí),給測試人員正確判定MOA的質(zhì)量狀況帶來不利影響。
5MOA質(zhì)量狀況的判定方法
5.1參照標(biāo)準(zhǔn)法
由于每個(gè)廠家的閥片配方和裝配工藝不同,所以MOA的泄漏電流和阻性電流標(biāo)準(zhǔn)也不一樣,測試時(shí)可以根據(jù)廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行測試。若全電流或阻性電流基波值超標(biāo),則可初步判定MOA存在質(zhì)量新問題,然后需停電做直流試驗(yàn),根據(jù)直流測試數(shù)據(jù)作出最終判定。
5.2橫向比較法
同一廠家、同一批次的產(chǎn)品,MOA各參數(shù)應(yīng)大致相同,假如全電流或者阻性電流差別較大,即使參數(shù)不超標(biāo),MOA也可能有異常。
5.3縱向比較法
對同一產(chǎn)品,在同樣的環(huán)境條件下,不同時(shí)間測得的數(shù)據(jù)可以作縱向比較,發(fā)現(xiàn)全電流或阻性電流有明顯增大趨向時(shí),應(yīng)縮短檢測周期或停電作直流試驗(yàn),以確保平安。
5.4綜合分析法
在實(shí)際運(yùn)行中,有的MOA存在劣化現(xiàn)象但并不太明顯時(shí),從測得的數(shù)據(jù)不能直觀地判定出MOA的質(zhì)量狀況。根據(jù)我們多年現(xiàn)場測試經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出對MOA測試數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析的方法,即一看全電流,二看阻性電流,三看諧波含量,再看夾角,對各項(xiàng)參數(shù)作系統(tǒng)分析后,判定出MOA的運(yùn)行情況。
6結(jié)論和建議
(1)對新投運(yùn)的110kV以上MOA,在投運(yùn)初期,應(yīng)每月帶電測量一次MOA在運(yùn)行電壓下的泄漏電流,三個(gè)月后改為半年一次。有條件的盡可能安裝在線監(jiān)測儀,以便在巡視時(shí)觀察運(yùn)行狀況,防止泄漏電流的增大。
(2)不同生產(chǎn)廠家,對同一電壓等級的MOA在同一運(yùn)行電壓下測得的泄漏電流值差別很大,不應(yīng)用泄漏電流的絕對值作為判定MOA質(zhì)量狀況的依據(jù),而應(yīng)和前幾次測得的數(shù)據(jù)作縱向比較,三相之間作橫向比較。
(3)電壓升高、溫度升高、濕度增大,污穢嚴(yán)重都會引起MOA總電流、阻性電流和功率損耗的增大,這是應(yīng)該注重的。
(4)諧波含量偏大時(shí),會使測得的阻性電流峰值IRP數(shù)據(jù)不真實(shí),而阻性電流基波IRIP值是一個(gè)比較穩(wěn)定的值,因此在諧波含量比較大時(shí),應(yīng)以測得的IRIP值為準(zhǔn)。
【關(guān)鍵詞】中性線;剩余電流保護(hù);選擇
1 中性線截面的選擇
在城網(wǎng)農(nóng)網(wǎng)改造中,普遍采用接法為Y-Yo低壓三相四線制供電系統(tǒng),由于對動力、照明混合負(fù)載供電,三相負(fù)荷一般是不對稱的,中性線里必有電流通過。通??偸锹匀ブ行跃€阻抗不計(jì),則中性線電壓降為零,認(rèn)為雖然負(fù)載不對稱,而負(fù)載端電壓仍能維持對稱狀態(tài)??墒菍?shí)際情況是中性線阻抗并非為零,中性線上有電壓降落,這就是同行們通常所說的要產(chǎn)生中性點(diǎn)位移。由于受中性點(diǎn)位移影響,即使在正常運(yùn)行情況下也會使負(fù)載端電壓不對稱,對三相電源的電器將有燒毀的危險(xiǎn),將會影響負(fù)載的正常運(yùn)行。
在實(shí)際工程中往往對中性線的處理很不慎重。普遍認(rèn)為中性線電流比相線電流小,僅僅從中性線發(fā)熱條件出發(fā),把中性線截面取得比相繞小,習(xí)慣上按教科書只取相線截面的二分之一左右,甚至更小。還有的認(rèn)為中性線不帶電,比起相線來不那么重要,因而不僅截面選得小,中間接頭多,安裝質(zhì)量較差??傊?,中性線質(zhì)量差一點(diǎn),似乎對供電質(zhì)量影響不大,而且還能節(jié)省一些材料,降低工程造價(jià)。其實(shí)這是得不償失的。以下通過理論計(jì)算分析和實(shí)例來說明中性線質(zhì)量的重要性及其截面選擇原則,以引起設(shè)計(jì)同行們的注意。
1.實(shí)例計(jì)算
(1)三相四線正常供電(計(jì)算條件):
①設(shè)各相均為電阻性負(fù)載,且在某一時(shí)刻的實(shí)際功率分別為Pa=10KW,Pb=5KW,PC=2.5KW。相對應(yīng)的等效電阻為Ra=4.48Ω,Rb=9.68Ω,Rc=21.78Ω。
②相線采用載面為25mm2的鋁導(dǎo)線,每千米直流電阻r0=1.28Ω。
③取中性線材料與相線相同,其載面為35mm2、25mm2、16mm2,分3種情況來計(jì)算。
(2)設(shè)中性線斷線:
三相四線供電系統(tǒng),如果不能保障中性線質(zhì)量,中性線斷線機(jī)會比相線多,特別是戶外架空線路更為明顯,現(xiàn)設(shè)中性線斷線,而上述條件不變,將計(jì)算結(jié)果列表2:
表2斷,其次它必須能有效地保護(hù),防止人身觸電傷亡事故。
(1)總保護(hù)應(yīng)配置在配變的低壓總電源側(cè),作為全網(wǎng)的總保護(hù)。為此總保護(hù)器應(yīng)當(dāng)選用電流型保護(hù)器,其動作電流值的選擇應(yīng)以防止間接接觸的漏電保護(hù)為主,并在躲過農(nóng)網(wǎng)正常泄漏電流的前提下選擇最小的。
(2)作中級保護(hù)的保護(hù)器應(yīng)當(dāng)設(shè)置在接戶線進(jìn)入電表箱的電源刀閘的負(fù)荷側(cè)。它以防止套戶線至末級保護(hù)器之前的直接接觸的觸電傷亡事故為主要目的,并作為末級保護(hù)器的后備保護(hù)。
(3)作末級保護(hù)的保護(hù)器應(yīng)裝置在進(jìn)戶線的電源側(cè),接在刀閘后面。它的作用是用于保護(hù)家用電器、移動式電器及臨時(shí)用電設(shè)備的保護(hù),是直接防止人身觸電的保護(hù)設(shè)備,其額定動作電流值不應(yīng)大于30mA,動作時(shí)間應(yīng)≤0.1s。
(4)三級剩余電流保護(hù)器的動作電流與分?jǐn)鄷r(shí)間的合理科學(xué)配置,是提高保護(hù)器正確動作率和投運(yùn)率的關(guān)鍵。三級保護(hù)器最合理的配置為:總保護(hù)器的定值最大,末級保護(hù)器定值最小,中級保護(hù)器定值應(yīng)介于上下級保護(hù)器定值中間。
2.農(nóng)網(wǎng)實(shí)施三級漏電電流保護(hù)器配置應(yīng)注意的問題
在模擬試驗(yàn)時(shí),末級保護(hù)器未動作,中級保護(hù)器卻先動作跳閘,有的甚至引發(fā)總保護(hù)動作;對中級保護(hù)器做模擬實(shí)驗(yàn)時(shí),同樣也引發(fā)總保護(hù)器動作,造成了停電范圍擴(kuò)大。這是由于生產(chǎn)保護(hù)器的廠家不同,其保護(hù)器的結(jié)構(gòu)和性能差距引起的。因此,在同一臺區(qū)內(nèi),三級保護(hù)應(yīng)盡量選用同一廠家產(chǎn)品,由廠家按用戶的要求對動作電流和分?jǐn)鄷r(shí)間做統(tǒng)一調(diào)試,進(jìn)行科學(xué)合理的配置,以達(dá)到靈敏而不誤動,切實(shí)起到分級保護(hù)的作用,這是減少保護(hù)器誤動作和欠靈敏最簡單最經(jīng)濟(jì)有效的辦法。農(nóng)網(wǎng)的三級保護(hù)對農(nóng)村低壓電網(wǎng)有著嚴(yán)格的要求,當(dāng)總保護(hù)采用電流型時(shí),變壓器中性點(diǎn)必須直接接地,電網(wǎng)中性線不得重復(fù)接地,保護(hù)器后的中性線、相線不得與其它回路共用,以免造成保護(hù)器誤動或失靈。另外,當(dāng)農(nóng)村低壓電網(wǎng)的末級保護(hù)器投不上或頻繁誤動時(shí),不宜反復(fù)多次強(qiáng)行復(fù)位,在絕緣遭到破壞的前提下,應(yīng)先將絕緣電阻值穩(wěn)定在合理范圍內(nèi),再恢復(fù)保護(hù)器。
總之,農(nóng)網(wǎng)的三級剩余電流保護(hù)器在農(nóng)網(wǎng)的安全運(yùn)行中起著不可替代的作用,只有站在保障農(nóng)網(wǎng)安全運(yùn)行角度全面考慮,統(tǒng)籌布置,才能有效發(fā)揮農(nóng)村低壓電網(wǎng)三級剩余電流保護(hù)器應(yīng)有的作用。
關(guān)鍵詞:耐壓強(qiáng)度試驗(yàn) 漏電流 電流限值
一、前 言
耐壓強(qiáng)度試驗(yàn), 亦稱hi-pot測試, 是比較通用且經(jīng)常執(zhí)行的設(shè)備安全測試。hi-pot測試是確定電子絕緣材料足以抵抗瞬間高電壓的一個(gè)非破壞性的測試,它在一定時(shí)間內(nèi)施加高壓到被測試產(chǎn)品以確保測試產(chǎn)品的絕緣性能足夠強(qiáng),用來檢測經(jīng)常發(fā)生的瞬態(tài)高壓下產(chǎn)品的絕緣能力是否合格。進(jìn)行hipot 測試的主要原因是, 它可以查出產(chǎn)品本身存在的瑕疵譬如在制造過程期間造成的漏電距離和電氣間隙不夠,產(chǎn)生的漏電流過大時(shí)將會對人體產(chǎn)生直接的影響,造成局部燒傷或引起人體心室的纖維顫動。國家標(biāo)準(zhǔn)《信息技術(shù)設(shè)備(包括電氣事務(wù)設(shè)備)的安全》規(guī)定:凡是與電網(wǎng)電源相連的信息技術(shù)設(shè)備則應(yīng)進(jìn)行接觸電流的測試。本文將圍繞耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)中漏電流的測試原理及方法作一些淺析。
二、耐壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)中漏電流測試原理及方法
電擊是電流通過人體或動物軀體而產(chǎn)生的化學(xué)效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)及生理效應(yīng)而導(dǎo)致的傷害,所引起的生理反應(yīng)取決于電流值的大小和持續(xù)時(shí)間及其通過人體的路經(jīng),電流值取決于施加的電壓以及電源的阻抗和人體的阻抗,而人體的阻抗依次取決于接觸區(qū)域的濕度以及施加的電壓和頻率的值。大約0.5mA的接觸電流就能在健康的人體內(nèi)產(chǎn)生反應(yīng),而且這種不知不覺的反應(yīng)可能會導(dǎo)致間接的危險(xiǎn)。
耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)主要檢驗(yàn)信息技術(shù)設(shè)備的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)能否保證當(dāng)人體接觸到該類設(shè)備時(shí),其人體接觸的漏電流或保護(hù)導(dǎo)體電流都不會產(chǎn)生電擊危險(xiǎn)。
信息技術(shù)設(shè)備在正常工作條件下,當(dāng)基本絕緣材料一旦擊穿或某一元件發(fā)生失效時(shí),把流到信息設(shè)備的漏電流限制在安全值之內(nèi)或配備非常可靠的保護(hù)接地連接,要保證危險(xiǎn)電壓的可接觸性受到限制。
電子信息設(shè)備在工作時(shí)漏電流大小與輸入電壓成正比。因此,在進(jìn)行耐壓強(qiáng)度漏電流測試時(shí),應(yīng)選擇(最不利的交直流電源電壓―額定電壓或額定電壓范圍上限×10%額定電壓容差×2+1000V)電壓加到被測信息設(shè)備上,使設(shè)備內(nèi)元件流過最大電流,在進(jìn)行交流或直流電壓試驗(yàn)時(shí),為避免瞬態(tài)跳變,電壓應(yīng)在10秒或10秒以內(nèi)逐漸升到規(guī)定值,然后保持1min。來判定整個(gè)設(shè)備接觸的漏電流是否滿足規(guī)定的要求值。
1.耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)漏電流測試要求
耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)漏電流測試方法實(shí)際上是模擬人體的阻抗網(wǎng)絡(luò)對電流來測量。要求被測信息設(shè)備從帶危險(xiǎn)電壓的零部件流向可觸及零部件的接觸電流或當(dāng)保護(hù)接地連接失效時(shí)。接觸電流必須限制在表1最大電流范圍值內(nèi),其中包括要考慮一次電路和可觸及零部件之間的電磁兼容(EWC)濾波元件所產(chǎn)生的電流,并且要求橋接在一次電路與保護(hù)地之間雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣電容應(yīng)符合GB/T14472―1998的有關(guān)要求。如果兩個(gè)電容器串聯(lián)使用,每個(gè)電容器標(biāo)定的電壓為這兩個(gè)電容器的總工作電壓,而且每個(gè)電容量應(yīng)具有相同的標(biāo)稱電容量。
圖1是Ⅰ類設(shè)備測試接觸電流的網(wǎng)絡(luò)圖。電路特性:電子電路未接地,流經(jīng)人體的電流Ⅰc是通過跨接在電源變壓器絕緣上的雜散電容或電容器C而“泄露”的電流。這個(gè)電流來自一個(gè)相對高電壓高阻抗的電路,它的數(shù)值基本上不受電子電路上的工作電壓影響,接觸電流必須<0.25mA。
圖2是Ⅱ類設(shè)備測試接觸電流的網(wǎng)絡(luò)圖。電路特性:設(shè)備與交流供電電源接地相連,流過人體的電流Ⅰv是由設(shè)備的電子電路的工作電壓V引起的,這個(gè)電路相對于人體是一個(gè)低阻抗電源,從電源變壓器流出的任何泄漏電流將流到大地而不通過人體。因此,人體的電流Ⅰv是通過規(guī)定可觸及電路的最大電壓值來限制的。一般來說,可觸及的電路是指安全特低電壓SELV(safety extra―low voltage)或受限制接觸的通訊網(wǎng)絡(luò)電壓TNV(telecommunication network voltage)。
2.耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)漏電流測試方法
2.1測試儀表線路圖
圖3是耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)的測量儀表線路圖,該儀表工作原理是由整流器D1~D4/動圈指示表M以及與附加的串聯(lián)電阻R1+Rv1(可調(diào)電阻)組成,然后再與電容器C相并聯(lián),電容器C主要用來降低對諧波和高于電源頻率的其它頻率靈敏度。無感電阻Rs將儀表線圈M進(jìn)行分流得到X10的量程檔,S是靈敏度按鈕,按下后靈敏度最大。該儀表測量值是電流的有效值。它適用于頻率相對較低的信息設(shè)備。
圖4是耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)的試驗(yàn)方法線路圖,該耐壓強(qiáng)度測試儀可輸出(0~5000V)交直流電壓,同時(shí)可測試漏電流(0.1~110mA)。使用時(shí)可根據(jù)受試設(shè)備的要求設(shè)置輸出電壓,如果測試電流大于設(shè)置電流的上限,儀器將自動切斷輸出電壓,發(fā)出聲光提示,并且在顯示屏上保留顯示當(dāng)前的電壓值和電流值。能實(shí)時(shí)顯示擊穿電流值和電壓值??捎脕頊y試或分析受試品的電壓擊穿點(diǎn),也可用來測試容性受試品的耐壓,能夠快速、準(zhǔn)確地測量電子元器件、家用電器、絕緣材料、儀器儀表、照明電器、電動電熱器具電氣設(shè)備的安全耐壓強(qiáng)度。
2.2試驗(yàn)電路
圖5所示是供電電源在一根相線與中線之間工作單相信息設(shè)備試驗(yàn)電路。
通常測試時(shí)在電網(wǎng)電源供電處應(yīng)使用隔離型變壓器,如果不帶隔離變壓器則應(yīng)將信息設(shè)備安置在絕緣臺上,由于信息設(shè)備機(jī)身可能帶危險(xiǎn)電壓。因此,要有安全警告標(biāo)記。然后將受試信息設(shè)備的電源保護(hù)接地端子接地,作為受試信息設(shè)備接地,隔離變壓器的次級和受試信息設(shè)備保持浮動(不接地)。在這種情況下,不考慮變壓器的容性漏電流。
2.2.1對有保護(hù)接地連接或功能接地連接的受試信息設(shè)備,耐壓測試儀的低端連接到受試信息設(shè)備的接地端子上,耐壓測試儀高端連接到電源的相線。
2.2.2對沒有保護(hù)接地連接或功能接地連接的受試信息設(shè)備,耐壓測試儀的高端依次連接到每個(gè)不接地的或非導(dǎo)電的可觸及的零部件上和每個(gè)不接地的可觸及的電路上,對可觸及的非導(dǎo)電零部件測試時(shí),在非導(dǎo)電零部件上方貼有10cm×20cm金屬箔進(jìn)行試驗(yàn),耐壓測試儀低端連接到電源的接地端子。
圖7、 圖8是三相設(shè)備和供電電源接在三根相導(dǎo)線之間的工作設(shè)備。當(dāng)對三相設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),用于抑制電磁干擾并接在相線與地線之間的任何元件必須每次與一個(gè)相線連接,并重復(fù)開關(guān)操作。
現(xiàn)在大多數(shù)hi-pot 測試儀允許用戶自行設(shè)定電流的限值。但是, 如果產(chǎn)品的實(shí)際漏電流是已知的, 那么hi-pot 測試電流是可以預(yù)測的。限值的選擇實(shí)際要依靠被測試的產(chǎn)品。 最好的選擇限值的方式是測試一些產(chǎn)品樣品并得到平均hipot 電流,然后泄漏電流的限制值被設(shè)定為一個(gè)稍高出平均值的值。另外一個(gè)設(shè)定電流限值的方法是使用以下數(shù)學(xué)公式:
使用2作為因數(shù)的原因是, 線路泄漏電流通過一個(gè)Y 電容產(chǎn)生, 但是hipot 測試產(chǎn)生的泄漏電流通有各條線路的電容同時(shí)產(chǎn)生。 推導(dǎo)出I (hipot)的等式,可以預(yù)測hipot 測試電流。所以,電流限值應(yīng)該被設(shè)置足夠高以避免因?yàn)樾孤峨娏鞯拇嬖诙鴮?dǎo)致的誤判, 同時(shí)不能太高而導(dǎo)致無法檢測出真實(shí)的絕緣材料擊穿。
高壓通常是應(yīng)用在橫跨被測試絕緣材料的二個(gè)部件之間, 譬如測試設(shè)備(EUT)的一側(cè)電路(Primary Circuit)和金屬外殼。如果絕緣材料在兩個(gè)部件之間是足夠的, 那么加在兩個(gè)由絕緣體分離的導(dǎo)體之間的大電壓只能產(chǎn)生非常小的電流流過絕緣體。雖然這個(gè)小電流是可接受的, 但是空氣絕緣或固體絕緣不應(yīng)該發(fā)生擊穿。 因此, 需要注意這個(gè)電流是因?yàn)榫植糠烹娀驌舸┑慕Y(jié)果, 而不是由于電容聯(lián)結(jié)引起的
三、結(jié)束語
從以上的分析可以闡明,耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)的漏電流檢測對絕緣的要求非常嚴(yán)格,能有效地發(fā)現(xiàn)較危險(xiǎn)的集中性缺陷。它是鑒定電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度最直接的方法,對于判斷電氣設(shè)備能否投入運(yùn)行具有決定性的意義,也是保證設(shè)備絕緣水平、避免發(fā)生絕緣事故的必要手段,是一項(xiàng)重要的安全性能檢測。
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沒有電梯,搬家那天,我們扛著大包,像蝸牛一樣慢慢爬樓梯。樓道很干凈,欄桿上沒有一絲灰塵,每層的拐角處,都放著一個(gè)綠色的垃圾桶,雖然已經(jīng)舊得褪了色,卻連一點(diǎn)污漬都沒有??磥恚@里的清潔工很敬業(yè)。
再看看垃圾桶里的“內(nèi)容”,我對這里的好印象瞬間打了折扣。里面放的大多都是空飲料瓶,很多還是整包地放。把這種可回收資源扔進(jìn)垃圾桶里,又浪費(fèi)又不環(huán)保,把它們送到廢品收購處,還能換幾瓶飲料錢呢。來時(shí)我就注意到,公司對面就有一個(gè)廢品收購站,走幾步就到。
等到打開房門,我又被屋里的情形驚呆了,只見電視柜上、餐桌上、沙發(fā)上到處都散落著空飲料瓶??磥恚@個(gè)房間的上一位主人是個(gè)不折不扣的飲料控。
收拾這些飲料瓶,差不多用了一個(gè)晚上的時(shí)間,整整裝了兩大塑料袋。第二天早上,老公去上班,我拎著塑料袋下樓,打算把它們送到廢品收購站去。
樓道還和昨天一樣干凈,欄桿上有些潮濕,顯然是剛擦過,垃圾桶也都清空了,看來清潔工起得挺早。
走到三樓拐角處,看到兩個(gè)女孩子一人拎了一袋飲料瓶,走到垃圾桶旁,其中一個(gè)說:“哇,真早,已經(jīng)都拿走了。”另一位女孩說:“沒關(guān)系,放這兒吧,他明天會來拿的?!币娢伊嘀蟠訌街毕聵牵齻冄劾锫冻鲆唤z驚訝。
兩袋塑料瓶換回十幾塊錢,老公下班后,我把這事講給他聽,還憤憤地指責(zé)宿舍里的人太懶,老公卻問我:“你知道他們?yōu)槭裁窗扬嬃掀糠胚M(jìn)垃圾桶嗎?”
我茫然地?fù)u搖頭。老公說:“為了讓清潔工撿啊,這些飲料瓶,是清潔工的一筆隱形收入。有了這些收入,他們才會更珍惜這份工作,才會努力把工作做到最好。”
難怪這里的宿舍如此干凈,原來,這些飲料瓶也有一份功勞啊!老公說,宿舍里的清潔工換了很多,可衛(wèi)生狀況一直不太好。最后,大家就想到了這個(gè)主意,放棄了幾個(gè)飲料瓶的小利益,不但衛(wèi)生狀況徹底改善了,清潔工也一干就是好幾年。
見我有些疑惑,老公意味深長地說:“留點(diǎn)漏洞給別人,讓別人也有利可圖,這樣才能合作共贏?。 ?/p>