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泄漏電流測試差異性分析

文章作者:深圳市聚利興儀器有限公司    時間:2015/6/13 16:12:56

泄漏電流測試是家用電器產品安全性能檢測中,國家強制要求的一個安全性能測試的項目。市場上泄漏電流測試儀有老式的模擬儀表,也有新型的數字儀表,內部電路也不盡同一。因此在用戶使用現場很輕易出現這樣的題目:同樣的被測產品,采用不同廠商提供的測試儀測試結果往往對比后明顯不一致,甚至差別很大。分析一下,這其中主要原因有兩個:

1、泄漏測試線路的不同

2、泄漏丈量儀器的頻響不同

一、泄漏測試線路

國標GB4706.12004中明確規定,泄漏電流的測試中“被測電器應與大地盡緣或者電源采用隔離變壓器供電”。根據此要求,可以有以下兩種測試方式。

1 第一種測試線路方式:

待測電器放在盡緣體上,直接使用電網給被測電器供電,進行泄漏測試

在實際應用中,假如被測電器僅僅放置在盡緣體上(與大地盡緣),使用電網電源直接供電進行泄漏測試,則測試結果很難正確,由于一般的木墊和橡膠墊(產業現場最常見的盡緣方式)在產業環境中,由于厚度、濕度、溫度、表面潔凈度等諸多因素很難做到比較好的與大地盡緣,其盡緣等效電阻RG是變化的、不確定的,而電網電源與大地又有著直接的關聯回路(火零線的電位和大地直接相關),假如這些會導致測試數據結果的很多不確定因素,測試結果是很難正確的。

RM是人體模擬阻抗

RG是電器外殼對大地的交流等效電阻

RL是電器火線對電器外殼的交流等效電阻

RN是電器零線對電器外殼的交流等效電阻

在電網供電的情況下,NG電位是相等的,LG之間的電位是電網電壓

火線的泄漏電流走向是:從a點,經def,中間經過電流表和交流等效電阻RN RG,此時電流表測試結果為火線泄漏電流 

零線的泄漏電流走向是:從b點,經cef,中間經過電流表和交流等效電阻RN,此時電流表測試結果為零線泄漏電流

火線的泄漏電流大小公式為:

IL=ULN/ (RM+RG//RN) --------------------1

其中ULN為電網電壓

由于RM的數值在GB4706.12004中規定數值為1.5k歐姆左右,遠小于RG//RN 所以上式可簡化為:

IL=ULN/ RG//RN--------------------2

由(2)式可見,火線泄漏電流值的大小取決于RG//RN并聯阻值的大小,當RG阻值與RN阻值接近時會引起火線泄漏電流值非常大的偏差,而產業現場一些情況下RG阻值并不會比RN阻值大多少,甚至還要小的多,這樣,測出來的泄漏電流值就完全不對了!此種測試方式中若要得到較正確的泄漏電流值,RG阻值必須遠大于RN阻值才可以,即待測電器外殼與大地的盡緣必須遠遠優于待測電器本身火零線與外殼的盡緣才可以。而這在產業現場并不輕易做到。

2 第二種測試線路方式:

采用隔離變壓器給待測電器供電,進行泄漏測試

上述第一種測試存在較大題目,很難測準泄漏電流。所以,在產業現場的泄漏測試中,都是采用隔離變壓器給待測電器供電,為了測試的可靠和安全,待測電器依然要放置在與大地基本盡緣的木墊和橡膠墊之上,這樣,隔離變壓器輸出測試電源與大地不再有直接的關系((此時的火零線的電位和大地不再有關),測試回路僅僅與測試電源和待測電器的泄漏狀態有關。

采用了隔離變壓器后,火零線電壓不再與大地有關,固然仍然存在RG,但RG兩端已不存在電勢差,也就不再有泄漏電流回路,此時火線泄漏電流公式為:

IL=ULN/ RN --------------------3

所以,此時的泄漏電流值僅僅與RN有關。

請留意:以上分析中,零線泄漏電流值不受RG的大小影響,所以沒有加以細致分析。

因此,使用第一種方式和第二種方式往測試同一待測產品,得出的泄漏電流測試值可能會相差較大

二、泄漏丈量儀器的頻率響應(頻響)范圍

泄漏電流測試儀的頻響是由其內部信號處理電路的設計原理決定的。由于電網電壓含有較高的諧波,所以產生的泄漏電流信號頻率也會含有較高頻率的諧波。一般來說,儀表電路的頻響設計范圍越高,信號被衰減慮除的部分就越少,測試就越能反映信號的真實大小,而頻響越低,則信號被過濾掉的成分越多,對信號的特定頻率選擇性就越強。

在國標GB4706.12004中,要求泄漏電流測試儀具有一定的頻響,但該標準沒有明確規定頻響的范圍,在JJG 84393《泄漏電流丈量儀檢定規程》,提出了頻響范圍的要求:通用被檢儀表為20Hz-5KHz,醫用被檢儀表為20Hz-1kHz,其高于1kHz的頻率響應,應與對1kHz的響應成反比。

在實際應用中,測試感性負載的泄漏電流時,往往會產生更多的諧波電流,諧波電流頻率能超過1MHz,對于這樣的泄漏電流信號,不同頻響的泄漏電流測試儀測試結果是相差很大的。泄漏電流測試儀完全按照JJG 84393《泄漏電流丈量儀檢定規程》要求的頻響來設置,不追求寬頻測試,能更好的符合標準和客戶的使用要求。

以上所述的不同頻響的泄漏測試儀表,在各級計量所進行檢定時,都是合格的,由于計量機構檢定儀表時,一般只進行工頻50Hz泄漏電流測試校準和正確度檢定。而不同頻響的泄漏測試儀在工頻信號段的測試響應都是相對一致的、正確的,區別都集中高頻段。

綜上所述,同一產品在進行泄漏測試時,必須明確測試條件,選擇合適的測試儀表,正確理解標準和檢定規程的條文和要求,才能終極做出合適、正確的泄漏電流測試結果。

       

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