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这个版块的人气不是很旺,自己顶自己.' K1 I, `4 S% y' |0 K
在这里对于论坛中提了很多次的问题,并且还有在提问题的,试图做一些解答.如果不同意见的希望跟帖回复. 现在想到的问题如下.一个一个来.
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耐压测试的目的是什么? 什么是耐压击穿 什么是绝缘 接地的问题 绝缘电阻和泄漏电流
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1. 耐压测试的目的是什么? 耐压测试的目的就是验证电气间隙, 这个目的很明确,而且IEC60664-1给出了很清楚的条款. 有人会问, 标准已经给出了电气间隙的要求, 只要测量一下距离是否够就可以了,为什么还要验证呢? 因为有的地方的电气间隙是没有办法测量的,如电热管内, 一些复杂的结构内部,淋雨测试做完后表面的一些小的水渍之类的等, 这时候不是说不测量光打耐压就可以了, 需要测量距离和耐压同时验证. 如果在标准状况下(是指标准大气压,湿度等条件下), 电气间隙足够的话,耐压测试是一定通过的, 但是耐压测试通过未必电气间隙就一定满足要求. 下面举两个个简单的例子: 1. 如果有一家实验室建在海拔2000m以上的地方,如果要按照EN的标准对出口欧洲的产品进行耐压测试,如何做? 2.如果实验室在上海, 客户说他出口的产品是用在海拔2000m以上的地区,要按照IEC的标准进行考核又如何评估? 对于第一个问题, 我们需要降低耐压进行测试,因为在海拔2000m的地方,空气稀薄,耐压测试容易击穿, 对于同样的电气间隙, 要降低电压值来验证. 这个的在IEC60664-1 的条款6.1.2.2 和tableF.5中写得很清楚. 对于第二个问题, , 要满足同样的requiredimpulse withstand voltage的要求.对于稀薄的空气就需要增加电气间隙.否者就容易击穿. ) }) }' @- d9 y; ~4 {6 I
以上是664中给出的耐压测试的目的. 我觉得还有一个目的就是考核绝缘材料是不是能做绝缘并在各种环境条件测试之后是否还能保持这个特性.这个在什么是绝缘那个问题中再讨论) Q# Y( Z* O+ Y: B( w- l
( C. T: \+ V8 x( ^0 r2. 什么是耐压击穿
关于第一和第二个问题我在另一篇贴子中有讲过, 可以看一下. http://www.angui.org/read.php?tid-33678-fpage-2.html对于空气来说,只要电气间隙够了的话, 耐压是一定会通过的, 这个IEC60664标委会的已经验证过了, 就不用怀疑了. 下面讨论的是固体的绝缘耐压. 流体的绝缘有些不同,这里不做讨论. 那现在来看看耐压具体是怎么会事吧.当一定的电压施加在绝缘材料两端时, 在绝缘材料上会有一个很强的电场力,这个电场力主要是驱动电子流动的, 但是对于绝缘材料,电子被原子核高度束缚住,当电场力小于等于这个束缚力时, 电子是不会变成自由电子的.只有当电场力大于束缚力时, 束缚住的电子变成自由电子, 一旦成为自由电子并且这个趋势是加速的, 最后导致绝缘崩溃. 这可以举个例子来说明可能更形象, 把一块大铁块(相当于被束缚的电子)放在冰面上, 并用力推它, 在外力(相当于电场力)不足以克服静摩擦力(相当于原子核对电子的束缚力)时,铁块是不会动的, 当外力大于静摩擦力时, 铁块做加速运动.
) e0 f4 D* W \- v+ J0 x. \/ A+ z在耐压测试时我们不知道需要多大的电场力才能使得被束缚的电子变成自由电子, 这个取决于原子核对电子束缚力(这个和绝缘材料本身的性质有关) 以及材料的厚度有关.
# H/ U5 r2 H* ^ T* [5 x一旦施加的电压作用于原子核的电场力大于原子核对电子的束缚力之后, 这些大量被束缚的电子变成自由电子, 并快速形成大电流, 这个大电流在瞬间将绝缘碳化,所以我们看到的击穿的部位总有焦黑的小点, 就是这个原因.
! b! J% P. i$ x4 L2 p" C在耐压测试过程中, 有微小的电流,这些电流产生的热量在短时间内对材料的影响可以忽略不计的.这些小电流主要是由于绝缘材料本身有杂质的原因. 其本征离子和杂质电子形成的电流. 3 B7 O3 d) X: b
由于绝缘击穿时, 绝缘已经碳化, 其化学性质已经发生变化,所以在同一部位再做一边耐压测试,其结果也是击穿的.
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1 a- |, A& O" l) W8 Z- W也就是说,击穿就是绝缘以一种不可逆转的方式崩溃. 击穿就是击穿, 和其耐压测试时的泄漏电流大小没有关系. 很多人总希望以泄漏电流大小这一种量化的方式来判定是否击穿, 这个是不对的, IEC和EN的部分标准给出了击穿时泄漏电流100mA的值, 而美标却没有这种写法, 只是说击穿. 我觉得IEC和EN只是给出了一个便于操作和保护设备的方式, 而这个100mA和是否击穿没有直接的关系. 击穿时电流远远大于100mA和设置在100mA, 10mA,还是2mA没有关系. 将耐压仪的这个漏电流的设置去掉, 绝缘击穿时会将耐压仪后面的保险丝烧掉(一般是10A).有时即使漏电流超过100mA也不是击穿, 下面举个例子来说明一下.. 9 J. |% P# {, u2 c: _) C
对于户外大型的显示器(一类器具), 我们一般测试其中一块(一般面积和我们的电脑显示器差不多大小), 假设耐压测试时其漏电流是1mA,如果有200块这样的显示器并联时,耐压测试就超过100mA, 但是其绝缘并没有击穿.我们拿单独的一块来测试的话, 耐压还是通过的,并且其绝缘性能并没有变化. 所以用漏电流来判定是否击穿是不合理的.
6 _ Z S" V4 P. A" ~; o9 g下面给链接看看什么是击穿.% ^% z$ @; E7 M8 I/ p
http://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_breakdown/ v! j$ r* E& D, G; Q7 R) a
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3. 什么是绝缘?( C) c- v: M$ w$ P; r: _1 n6 Q
说到这问题很多人第一想到的肯定是塑料件,套管,空气等.可是究竟什么是绝缘还是讲不清楚. 其实绝缘就是一个超级大电阻, 并且其作为超级大电阻这个特性在正常,非正常和其他标准考虑的情况下不变. 任何东西都是有电阻值的, 空气,人体,水等都可以 测得其阻值, 当绝缘作为保护措施连接在带电部件和人体之间时, 就相当于绝缘和人体串联在带电件和大地之间, 其保护作用主要是分压和限流, 当绝缘电阻远大于人体电阻时(以230V为例), 根据串联电路的原理,电阻大的,作用在其上的电压就大,所以人体上的电压小于安全电压50V就可以了, 分压的同时也限制了电流的通过. 其实除了我们常规认识中的绝缘外, 电阻,电容和水都是可以作为绝缘的. 电容作为绝缘是大家都知道, Y电容, 根据60384-14认证的, 其中Y1在电压<500V下, Peakimpulse voltage < 8.0KV时中可作为加强或双重绝缘(60335中要求有两个元器件), Y2在电压<300V,Peak impulse voltage<5.0KV可作为基本或附加绝缘, 电阻通过60065的条款14章也是可以作为绝缘的, 这种电容或电阻通过一定的测试后还是要符合耐压要求的,也就是我前面说的在正常,非正常,耐久测试后还是要满足作为绝缘的要求的, 耐压就是考核作为绝缘的是否满足的一个测试. 水也可以作为绝缘, 相信大家都知道现在防电墙技术, 这个就是利用水作为绝缘的一个很好的例子,以前的电热水器一旦漏电就会导致人触电而死. 这个防电墙技术就是要求水管部分有一段必须是塑料管路不能是金属的, 由于根据相应的标准水在一定的温度下是有电阻要求的, 所以设计出需要作为绝缘的电阻值, 设置好塑料水管的管径和长度就可以了, 那么即使带电件触及到水, 由于那段塑料水管的电阻值远大于人体电阻, 最后分压在人体上的电压足够小(<12V或6V根据不同的标准,而不是50V),那么就没有触电的危险了.
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如还有其他好的话题, 可以提出来一起讨论. 出这个贴子的目的是希望能抛砖引玉, 不管是鲜花掌声还是臭鸡蛋,最好能有些技术含量. 所以对有些贴子只能抱歉了, $ S% a/ g" ~3 m! M3 a5 @- ?1 l
继续召唤威望! (未完待续)
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发表于 2010-6-1 14:15
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