电器产品电气绝缘性能检验

第五章电器产品电气绝缘性能检验第一节概 述度、绝缘电阻和泄漏电流。这三项参数指标测量时，必需考虑可能消灭各种实际状况中对测量环境等都作了明确的规定。一、绝缘电阻中或多或少存在着一些自由电荷大。做绝缘材料的绝缘电阻。它表示绝缘材料对电的绝缘力量，泄漏电流越大，绝缘电阻越小，可用兆欧(MΩ)作为测量单位。电器中两个电极之间绝缘构造的电阻，见图5—1，在电极上加直流电压U后，就会在绝缘材料上产生沿体积泄漏的电流I和沿外表泄漏的电流I，也即绝缘材料存在体积绝缘电阻v sRv和外表绝缘电阻R，绝缘构造的绝缘电阻R，是外施直流电压U和总泄漏电流I之比，即s jR=U/I (5－1)j(a)泄漏电流 〔b〕等效电路图5—1绝缘构造的泄漏电流和等效电路1—电极；2—绝缘材料由于I为I与I之和，所以：R＝RR/(R+R) (5－2)v s j v s v s体积绝缘电阻与绝缘材料内部的状况〔如杂质、气泡、组织不匀等〕及本身的温度、湿度有关；外表绝缘电阻则与绝缘材料外表的状况〔〕及外界的气候条件有关。因此绝缘电阻不但与材料和杂质的本性有关，还与外界温度、湿度等条件有关。电阻则对湿度变化格外敏感对绝缘电阻的测量，必需在规定的温度与湿度范围内进展。却很简洁被击穿。另外，绝缘构造外表在受到潮湿或沾污后，其绝缘电阻值也会显著下降，进展电气强度试验。二、电气强度高温对绝缘外表有所损伤，所以也是不允许的。绝缘材料所能承受电压的力量用电气强度表示承受的电压值，即击穿处的绝缘厚度除以电压，单位以kV/cm表示。〔固体绝缘材料的电阻温度系数为负值〕是在不同状况下其中某一种较为显著而已。频电气强度和冲击电气强度试验两种。三、试验环境常态〔冷态〕试品处于正常环境和冷态的条件称之为常态状况下的绝缘电阻和电气强度试验它适用于日用电器的出厂试验，是检验电器绝缘缺陷的一项根本要求条件。热态在正常环境条件和电器热态状况下的试验条件缘性能〔绝缘电阻〕可能严峻下降，其泄漏电流大大增加，因此，该状态下的绝缘性能试验是产品试制、型式试验的必检工程。潮态在该条件下的试验也称“防潮”试验和湿热试验，简称“潮态”，是国标中“防水”内容中的一个核电器的电气绝缘性能长期稳定性的测量耐潮试验。〔或湿热试验试验由于在时间和设备上都有特别要求，因此，均在产品试制及型式试验中进展。绝缘电阻测量是为了检查电器在正常工作中属于电隔离的部件之间的绝缘强度阻测量要求在电动器具上进展，一般是在电气强度试验前不通电状况下测量。一、测量条件试验样品测量绝缘电阻时被试电器应按正常工作位置安装污垢擦净。〔金属外壳、金属手柄等〕电器，应按规定位置安装在金属支架上。环境条件内控指标。与温升试验结合进展。压电器产品规定按湿热试验环境条件〔即在湿热箱内48h后〕进展电器绝缘电阻的测量。二、测量方法绝缘电阻一般是产品的带电体与外露非带电金属局部之间的绝缘构造所反映的电阻值，通用安全标准中只对电动器具在潮态下器具相应受试部位的绝缘电阻作了规定部位见表2－7所示。测量绝缘电阻最根本的依据就是欧姆定理R=U/I。测量绝缘电阻的方法很多，但测量日j用电器的绝缘电阻，大都承受携带式直流500V兆欧表或数字式兆欧表进展直接测量。用兆绝缘体上流过的直流电流，直接在检流计上显示电阻值。图5—2Ｒj于表的“线路”和“地线”端钮之间。“线路”Ｒj出，动圈1、内附电阻R与被测电阻R相串联，c j组成一回路；动圈2与兆欧表内附电阻R相串u一样的电压。动圈1支路的电流I，与被测绝缘电阻R的1 j大小有关，被测绝缘电阻越小，I就越大，磁1图5-2兆欧表的原理电路1,2一动圈；Ｇ一发电机；R，R—附加电阻；R

一待测绝缘电阻c u j场与I相互作用产生力矩M就越大、使指针向标度尺“0”2所通过1 1U及兆欧表附加电阻RM看作是u 1转动力矩，那么通过2的电流I产生的力矩M为反作用力矩。当被测电阻R的数值转变时，2 2 jI的大小以及I/I的大小也随着转变，MM

1 12 1 2兆欧表的指针偏转到不同位置，指示出所测绝缘电阻R的数值。j三、测量时的留意事项绝缘电阻应在试品不通电及与外界无任何电连接的状况下测量；试品自身的带电体内的开关应全部处于接通状态。在测量前，兆欧表先不接任何导线，摇动手柄到达额定转速，这时兆欧表指针应指向“∞”，然后用导线将“L”和“E““0”处，才能说明兆欧表正常。兆欧表应平稳放置，以免因晃动而造成读数误差；放置点应远离大电流导体和有外磁场的场合。一般被试部位中带电体接到“L”处，壳体接到“E”处；假设是补充绝缘间的部位，则可任意选择。连接兆欧表的导线的绝缘水平应较高。摇动手柄时应尽量保持匀速，一般为120r/min，摇至定速离合器动作〔感觉手摇轻松〕，即为规定速度。测量中指针假设指向零，说明绝缘已经丧失。此时不要再转动手柄，以免烧坏摇表。(7)测量过程中兆欧表指针在开头时可能有较大偏转，之后才渐渐稳定下来，应以稳定下来的指针数为准。四、测量结果判定按标准规定，用500V的直流电压施加于受试件1min后，电器的潮态绝缘电阻应满足表2－7所示下限值要求。第三节电气强度试验气强度试验为例。〔一〕试验目的及要求日用电器在正常使用中绝缘构造既要耐受电网额定电压的长期作用电气强度试验也是觉察研制的电器的绝缘是否有缺陷的重要手段之一。电气强度试验有直流电气强度和沟通工频电气强度试验两种强度试验。频电气强度试验时，则在试验前应将这些元件撤除。穿又主要取决于绝缘材料的温度的凹凸，一般固体绝缘材料的温度每上升100℃，其电气强度约下降75%，因此，电气强度试验对试验环境有特定的要求。在电器产品的型式试验中，要求试件分别承受常态、热态和潮态几种状态的电气强度试验。这里，在正常环境条件下，求的电器，需做潮态下〔湿热试验装置内〕的电气强度试验〔或湿热试验〕。对于使用50或60Hz45~60Hz而频率越高则击穿电压越低，故对电气强度试验的电源频率必需作出规定。试验电源的电压波形应是正弦波。固体绝缘材料的击穿与电压波形有关，假设电压波形的峰值是冲击性的，虽然在极短时间电压峰值就已过去，但有时会造成绝缘局部击穿。局部击穿后的绝缘材料介质损耗增大，电气强度大大降低。为使电压值变化均匀，以避开由于电压波形的峰值冲击而降低击穿电压，所以要求试验电压为正弦波，或保持电压的峰值与有效值之比在1.42%~1.42×1.05％范围内。试验电源的容量应满足：当其高压输出端短路时，电流不应小于0.5A。这一规定的目的是保证试验电源局部的阻抗大大小于泄漏电阻，因而在被试电器电气强度降低时仍能保持肯定的试验电压值。〔二〕试验方法工频电气强度试验是依据绝缘的伏—秒特性等价原理而实施的一种试验。试验〔一般5倍以上〕的工频电压加于被试电器的需试部位1~5min,检查是否存在绝缘等的击穿现象，以此判定产品的合格性。热态电气强度试验适用于电热器具，图5-3给出的是工作温度下电气强度测试1：1，通过该抽头施加根本正弦波的高离变压器的作用主要是使试验不致对电网带来影响不同的两相线上，主要是为了改善波形，消退谐波的影响。器、调压器、测量仪表、掌握和保护装置等。图5-4给出了一种利用手动升压的试验装置线路图。图中M是装在安全门上的限位开关，只有安全门闭上时M才闭合。M是装在调压器1 1 22底部的限位开关，只有当调压器降到“零”位时M2

才闭合。K1

为切断掌握回路的分开关，K2J带动5个常开触点和1个常闭触点，其中J1

、J起自锁作用，2即当掌握回路接通后，即使K，M翻开，由于J 、J闭合，掌握回路也不会被切断。J、J2 2 1 2 3 4〔GN〕〔RD〕亮说明调压器接通电源，可以进展升压试验。一旦被试产品发生绝缘击穿，由于回路电流快速增加，过电流继电器PM动作，翻开常闭触点PM，于是掌握回路被切断，J、J翻开，切断调压器电源。K可作3 4 1意外状况紧急迫断电源用。T为调压器，此调压器当用电动机驱动时，加上适当的电路，可1以改为自动升压试验装置。〔三〕试验步骤及结果判定试验的具体步骤如下：调整装置的设备还要检查整定泄漏电流值是否符合要求。当受试器具较多时，需常常重复此过程。〔或夹子〕分别接在规定的测定部位。40%3%速度抬高试验电压至规定试验电压值。〔l~5min)。在此期间，不允许有闪络和击穿现象，否则判为试验不合格。5min内将电压渐渐降到试验电压的25而把试件误击穿。工频电气强度试验的电压值与被试电器的额定绝缘电压有关，表2－6给出了不同类型电器的试验电压标准值，施加电压的部位应针对不同试品的相应标准执行。对于大批量的2－6中的试验电压提高20%，试验时间由lmin缩短到1s，以节约试验时间。试验中，对样品击穿和闪络的推断相对较简单。假设试验电压保持阶段发生电压下降，不要轻易判其击穿。这时可用兆欧表测其绝缘电阻，假设阻值等于或接近于零，则可推断为绝缘击穿。固然，也可通过其次次升压试验加以验证。如是击穿，在电压加到肯定值时，可观看到击穿点四周消灭持续的火花放电或发热冒烟。lmin压下降〔或击穿〕有理由认为是尘埃等介质影响下的空气间隙击穿。这时，第一次试验应作合格推断。有用中另一类推断闪络和击穿的直观而有效的方法是利用阴极示波器来推断，图5-5给出了示波器接线原理图。示波器X轴接在与高压变压器输出电压同频率相位差900的正弦波电源上，Y轴是从串联在被试样品的取值电阻r上取出信号。当被试样品击穿时，在r上有较大的电压，其波形如图5-6(a)。相应地，被试件没有击穿或闪络时现象时，Y轴是一个光滑的正弦波，示波器消灭的是一个椭圆形的波形，如图5-6(b〕所示。当被试样品消灭闪络现象时，示波器消灭如图5-6(c)和5-6(d)所示波形。是有所区分的。5-5示波器接线原理图5-6被试样品推断示波图一、泄漏电流泄漏电流一般是指被试品在直流高电压作用下流经绝缘局部的电流点在较高的电场下也能得到较好的暴露。日用电器产品的泄漏电流测量相比于其它的被试件又有其特别性测量方法是以模拟实际使用状态下流经人体的电流量的方式进展的，它不是一种等价方法。因此，实际试验测量泄露电流时，加的是略高于工作要求的功率或电压量。二、测量方法和设备5—7给出了单相连接的II类电器和非II类电器在工作温度下测量泄漏电流的原理图。12345依据图5—7接线，由毫安表得到的泄漏电流的大小，明显与被试电器所加的电压有关。在日用电器的泄漏电流测量中，对测试输入的电量是有明确规定的。其中〔工作温度l.15倍额定功率值；电动器具以及电动电热结合的器具输入1.0612345按图5—7所示的毫安表接入位置，1、2位测得的电流可能不同，应在尽可能短的时间内测得两者的电流，并以电流大者为准。实际电器试件测试部位的选取也有具体要求：对于II类电器，一般在电源的任一极与电器根本绝缘外的金属部件之间进行；其它类电器在电源的任一极与易触及的金属部件或紧贴在绝缘材料外表的金属20cm×l0cm,图5-7单相连接电器在工作温度下测量泄漏电流的原理图在工作温度下泄漏电流测试前定工作时间运行后再进展测试热箱内通电5s图5-7单相连接电器在工作温度下测量泄漏电流的原理图测量时假设器具不是通过隔离变压器供电，则试品必需与大地绝缘，否则将有局部泄漏电流直接经地面而不经表头，影响测试数据的准确性。图5—8给出的是标准规定的泄漏电流测量电路，动圈式毫安表上得到的是直流电流。承受整流的目的是为了能用同一个表头测出较宽频率范围内〔20~5000Hz〕的全部泄漏电流桥。电路的输入等效电阻用以模拟人体电阻，阻值范围为R=R+R+R=(1750士250)Ω。总1 v m如 此，泄漏电流测量图5—8泄漏电流测量电路电路即 可以取代图5—7中图5—8泄漏电流测量电路的毫安 表位测量实际的泄漏电流。 整个电路最灵敏范围不能 超过1.0mA，更高的测量 范围由并联仪表上的无感 电阻Rs来获得。0.5mA时测量整流器两端的电压，通过计算得到Rm值，然后调整串联电阻Rv以保证电路每个测量范围的总电阻等于规定值。电路中并联的电容C，是考虑到人体对电流的感知度随频率而转变的特性，为保证回路的时间常数为〔225士15〕μs而设置的，其值大致为0.15μF，这时该电路的截止频率大约为5000Hz。在正弦波50Hz或60Hz频率时，电流测量的根本标称点是0.25mA，0.5mA，0.75mA。位。不具备此条件的，在使用中，要严格地按测量操作步骤规定进展测量。三