安规测试基础知识

安规测试基础知识
The Basics of Electrical Safety Testing
華儀電子股份有限公司
市場部行銷組
鍾萬里
主要內容Content
华仪电子简介
安规测试的必要性和重要性
安规测试的基本原理及要求
安规测试仪的新型技术
安规测试的实际应用
华仪新产品的介绍
疑问讨论及解答
公司发展Company History
成立于1978年，为台湾第一家变频电源专业制造厂,主要客户为电子产品之生产厂商
随后，扩增稳压器/变流器及充电机的设计研发与生产，成为知名的生产设备专业制造厂
90年代初期，研发安规测试器(MODEL:CRW-100)为台湾第一台4合1的安规测试仪器，正式成为T&M仪器制造厂
1998年，全系列产品通过ISO9002品质认证，及安规系列产品获得TUV/GS安全认证
1999年，推出安规自动化测试软件及系统
2001年，荣获ISO9001：2000认证
愿景Future
成爲世界知名的儀器品牌
To be a well-known equipment manufactory on the world.
使命Mission Statement
以專業科技,提供完善品質與服務,開創永續經營
To serve our customers with quality products and service using professional technology. To create profits, so that we can perpetuate our business.
國內外營運據點EXTECH Group
營運總部: 台北總公司
台北廠: 汐止
廣州: 廣州市驊儀電子有限公司
蘇州: 蘇州市繼儀電子貿易有限公司
馬來西亞: Adeltec (Malaysia) Sdn. Bhd.
主要产品Product Line
主要产品
Product Line
安规测试仪
Safety Testers
交流变频电源
AC Power Sources
电子负载
Electronic Loads
自动化测试系统
Automatic Test Systems
我们的客户Our Clients
信息技術IT Industry
Acer, Dell, Epson, Asus, BENQ, Lenovo, Foxconn, Siemens,
Fuji Xerox, Delta….
家電行業Household Industry
Toshiba, Panasonics, Hitachi, LG, Philips, Haier, Changhong, Kelon, Midea, Gree, ….
檢測機構Test & Labs
TUV, UL, IEEC, ITS….
其他行業Other Industry
TDK, Bosch….
我们的产品为什么要进行安规测试呢?
Why our product need
Electrical Safety Test??
为什么要进行安规测试呢?
Why our product need Electrical Safety Test
➢保障使用者的人身及财产安全产品的设计及结构必须能够保证在正常或是可能失败的条
件下,不会对使用者造成触电或其它危险,及不会对周围环境
产生危害(如火灾等).
➢提高及保证产品的品质
➢责任与义务
➢标准的要求
信息技术产品的安规测试Electrical Safety Test for IT
Products
基本知识Basic knowledge
基本名词
绝缘：基本绝缘、附加绝缘、加强绝缘、双重绝缘
一次电路：指直接连接至外部电源主线，或其它供应电力的同等电源（例如：发电机组的内部回路，此回路包括变压器的初级线圈、马达其它负载装置及连接至电源主线的装置。

二次电路：指不直接连接至主电源的回路，其电源系由变压器、变流器或装置于设备内部，同等的隔离装置所驱动。

危险电压：指存在于回路内，超过42.4V峰值或60Vd.c.电压，该回路既不符合限电流回路，也不符合电气通讯网路电压回路
（TNVCIRCUIT）的要求。

基本知识Basic knowledge
超低电压（ELV）电路：系一「二次电路」，在正常运作情况下，其导体间或任一导体与地间的电压不超过交流峰值42.4V或
60Vd.c.；其与「危险电压」之间至少以「基本绝缘」隔开；且其既不符合「安全超低电压回路」，也不符合「限电流回路」
的要求。

安全超低电压（SELV）电路：作了适当的设计和保护的二次电路，使得在正常条件下或单一故障条件下，任意两个可触及的
零部件之间，以及任意的可触及零部件和设备的保护接地端子
（仅对I类设备）之间的电压，均不会超过安全值。

限流电路：该电路是为了保证在正常的工作条件下和在任何基
本绝缘一旦击穿或某一元器件一旦失效，以及在由于这种击穿
或失效所直接引起的任何失效时，不会超过相应的规定值。

基本知识Basic knowledge 设备防电击保护分类
基本知识Basic knowledge
IT产品
数据及文书处理设备，个人计算机、视像显示器、资料预制设备、资料终端设备、资料回路终端设备(如：调制解调器)、专用自动交换机、按键式电话系统、电话录音机、传真设备、打字机、计算器、会计及簿记用机器、现金出纳机、销售终端设备、纸带读取机及打孔机、钉书机、复写机、复印机、擦拭机、削铅笔机、邮件处理机、碎纸机、磁带处理机、马达操控档案处理匣、听写设备、微缩图影、办公设备、货币处理机、电子绘图机(PLOTTERS)、文件修整机(打孔机、切纸机、分页机)、文件整理机、邮资机及电报机。

----IEC60950对其所覆盖的产品的描述
安规测试的基本项目Electrical Safety Test 电气强度测试
绝缘电阻测试
接地电阻测试
接触电流测试
电气强度测试(耐压测试)
Dielectric Voltage-Withstand Tests (Hipot)
工频耐压测试（工厂生产线上）
•交流耐压测试（冷态；热态）
•直流耐压测试
冲击耐压测试
检查电气间隙、爬电距离和有关的电器固体绝缘的介电性能
采用标准的冲击电压波形进行试验
耐压测试&绝缘电阻测试原理Theory of Hipot test & Insulation test
原理图
标准对电气强度测试（耐压测试）的几点要求GB4943 5.2(IEC60950) Standard requirements for Hipot test
▪测试电压为正弦波、频率为50/60Hz的交流电
▪如果用直流电则电压等于交流电的峰值电压
▪加到被试绝缘上的实验电压应从零逐渐升高到规定的电压值，然后在该电压值上保持60s
▪测试电压值的选取：1000~3000VAC H或1414~4242VDC 详细参见表5B （P87~88）
▪判定标准：实验期间绝缘不被击穿
击穿定义：当由于加上试验电压而引起电流以失控的方式迅速增大，即绝缘无法限制电流时，则认为已发生绝缘击穿。

❖电晕放电或单次瞬间闪络不认为是绝缘击穿
耐压测试的应用
交流耐压测试还是直流耐压测试? AC Hipot or DC Hipot?
交流耐压测试的优点
✓可立即施加测试电压（无需逐步提高电压）;
✓耐压测试后被测物无须放电;
✓向绝缘体两极交替施加电压;
交流耐压测试的缺点
需测量总电流（有功及无功分量）;
需要更大容量耐压测试仪来测量容性负载;
耐压测试的应用
交流耐压测试还是直流耐压测试? AC Hipot or DC Hipot?
直流耐压测试的优点
✓可量测真实漏电流;
✓可利用小容量的耐压测试仪来测量容性负载（漏电流更小及测试更安全）;
直流耐压测试的缺点
必须要缓升电压;
测试后必须对被测物放电;
只是对绝缘体的某一极施加电压;
不完全被机构所接受;
不能用于取代线路泄漏电流测试;
耐压测试的应用
交流耐压测试还是直流耐压测试?
AC Hipot or DC Hipot?
部分标准对直流耐压的描述
GB4943-2001 信息技术设备的安全 5.2.1
绝缘应承受的试验电压,或者是波形基本上为正弦波,频率为50Hz或60Hz的交流电压,或者是等于规定的交流试验电压峰值的直流电压…
注2: 如果被试绝缘上跨接有电容器(例如:射频滤波电容器),则建议采用直流试验电压.
耐压测试的应用
测试频率的选择
Test Frequency
绝缘要经受1min频率为50Hz或60Hz基本正弦波的电压…
在给被测试绝缘上施加交流电压时, 部分电流会流经分布电容, 其电容容抗值为:
Xc=1/2πf C f ----频率 C ----电容值
流经分布电容的电流为:
Ic=U/Xc=U*2πf C
绝缘电阻测试
Insulation Resistance Test
定义：绝缘电阻测试是检查电器产品在正常工作中属于电隔离的部件间的绝缘强度应用场合：功能绝缘（无需进行耐压测试）、
基本绝缘、附加绝缘、
加强绝缘、双重绝缘
标准对绝缘电阻测试的几点要求GB4943 5.2.2(IEC60950) Standard requirements for Insulation Resistance test ▪如果被试绝缘上跨接有电容器（例如射频滤波电容器），则建议采用直流试验电压。

5.2.2
▪型式试验：500V DC，
▪测试时间为60s
▪判定：绝缘电阻≥2M Ω
详细参见GB4943 6.2.2.3
电气绝缘之详情参见GB4943 2.9 & 6.0
接地电阻测试
Ground Bond Test
定义：测量可触及非带电金属零件与接地端子间的电阻原理图：
标准对接地电阻测试的几点要求GB4943 2.6.3.3(IEC60950) Standard requirements for Ground Bond Test
▪适用情形：Class I 设备内，须接保护大地的零件或电路
▪如果被测物电路的电流额定值小于或等于16A，—试验电流为被测物电路电流额定值的1.5倍；
—试验电压不应超过12V
—试验时间为60S
▪判定：根据电压降计算出的保护连接导体电阻不应超过0.1Ω。

标准对接地电阻测试的几点要求GB4943 2.6.3.3(IEC60950) Standard requirements for Ground Bond Test
▪如果被测物电路的电流额定值超过16A，试验电压和试验电流为如下值：
—2倍的电路电流额定值
—测试时间2分钟
▪判定：连接导体的电压降不应超过2.5V
接触电流测试
Touch Current Test
基本概念
漏电流
Leakage Current
一种统称，包括接触电流、保护导体电流、绝缘特性等
泄漏电流
Line Leakage Current
接触电流
Touch Current
接触电流测试
Touch Current Test
基本概念(续)
接触电流：
当人体或动物接触一个或多个装置得或设备的可触及零部件时,流过他们身体的电流.称之为接触电流（Touch
Current），该电流仅在人体（或等效电路）作为电流通路时才存在。

GB/T 12113 《接触电流和保护导体电流的量测方法》
IEC60990 Methods of measurement of touch current and protective conductor current
接触电流测试
Touch Current Test
基本概念(续)
•“漏电流”效应
－就安全而言，主要考虑可能流过人体的有害
电流（该电流不一定等于流过保护导体的电流）－漏电流效应主要效应
1、感知
2、反应
3、摆脱
4、电灼伤
GB/T 12113
接触电流测试
Touch Current Test
基本概念(续)
人体通过的电流值
（I/mA)
感觉和效应
0.5
1.0 6.0 9.0 20.0 50.0 200.0开始有感觉
感到跳动
心里感到发慌，女性达到不可脱开电流男性达到不可脱开电流
肌肉收缩，呼吸困难
心室纤维性颤动（十分危险）
产生烧灼效应，直到1000mA上限
IEC479指出：摆脱阈的平均值为10mA
接触电流测试
Touch Current Test
接触电流描述：
GB4943（IEC950，信息技术设备的安全）描述（1.2.13.12）：接触一个或多个可触及件时通过人体的电流
GB4706.1 （IEC335－1,家用和类似用途电器安全标准）描述(13.2)：产品在工作状态下，测量在电源的任一级和连接的金属箔的易触及金属部件之间进行。

被连接的金属箔面积不超过20cm×10cm，它与绝缘材料的易触及表面相接触。

UL923（微波烹饪设备安全要求）描述（33.2)：
漏电流是指包括在设备的暴露导电面与地之间或设备的其他暴露导电面之间可能流过的传到耦合电流内的电流。

UL484（室内空调安全标准）描述(33.2)：
漏电流涉及所有电流，包括电容的耦合电流，它可以在房间空调器和外露的导体表面和地线或者其他外露导体表面之间传输。

为什么要测量接触电流?
人为地改变产品结构
I类产品必须要有良好的接地线路
接触电流测试
Touch Current Test
种类:
✓对地接触电流
Ground To Line Touch Current
✓对表面接触电流
Surface To Line Touch Current
✓表面间接触电流
Surface To Surface Touch Current
接触电流测试
Touch Current Test
对地接触电流
Ground To Line Touch Current
正常条件下由网电源部分穿过或跨过绝缘流入I类设备保护接地导线的电流。

对地接触电流就是量测“人”为接触路径时，流经人体的电流。

注意!
I类设备必须检测
对地接触电流
接触电流测试
Touch Current Test
对表面接触电流
Surface To Line Touch Current
在正常或单一故障条件下，人体接触到不同的配电系统的I类或II类设备时，其和接地系统无关的部分流经人体到地的电流。

注意:
根据IEC60601-1的测试要求,
此电流不包括从应用部件流经
人体的电流.
接触电流测试
Touch Current Test 表面间接触电流
Surface To Surface Touch Current
在正常或单一故障条件下，设备的某一部分（如带电金属）流经人体流到设备另一部分的电流，该电流的大小由设备的限流电路所决定。

(医疗设备称之为患者辅助漏电流)
患者漏电流（F 型）
由外部电源应用部件流经患者到F 型应用部件的漏电流
1.外壳任意两点间漏电流
此任意两点与地无关；
2.患者辅助漏电流流入应用部件与患者相连的漏电流
接触电流测试原理图
Typical circuit of Touch Current Test
Notice:此时电流流经人体模拟阻抗(MD)
模拟方式:正常, 正常反极, 单一故障, 单一故障反极
标准对接触电流测试的几点要求GB4943 (IEC60950) Standard requirements for Ground Bond Test ▪5.1.3 试验电路
标准对接触电流测试的几点要求GB4943 (IEC60950) Standard requirements for Ground Bond Test
▪5.1.3 试验电路
为了充分保证安全,应使用隔离试验变压器.
▪1.4.5 试验用电源电压
如果设备预定直接与交流电网电源相连接, 则除以下情况外,额定电压的容差应为+10%和-10%
▪5.1.4 测量仪器的使用
试验要使用附录D 规定的测量仪器,或者用能得出相同试验结果的任何其它电路来进行
.
电压表或示波器(有效值或峰值读数)
频率范围:15Hz~1MHz
标准对接触电流测试的几点要求GB4943 (IEC60950)Standard requirements for Ground Bond Test
▪5.1.6 试验测量值
如果使用第
D1章所述的测量仪表测量电压U2,可使用下述公式计算:
接触电流(A)=U2/500
按照5.1.6测量的值不应超过表5A 所规定的相关限值
标准对接触电流测试的几点要求GB4943 (IEC60950)Standard requirements for Ground Bond Test
安规测试的新型技术The New Technology
in
Safety Testing
线路稳压及负载稳压功能
Line and Load Regulation
优点：测试电压不会受市电及负载的影响
上下限值设定
HI-Lo Limited
上限设定值
下限设定值
优点：可判定测试值是否超出规定要求，从而得出结果
接地导通功能
Continuity
作用：
判定耐压测试的可靠
性，避免勿操作。

量测接地电阻功能，
可取代电阻计功能。

输出电压缓升
Ramp UP
优点：
保护被测物的安全
减少直流测试时被测物充电现象
安规标准要求
充电上限功能
Ramp High专利技术优点1：可避免过上限而形成误判优点2：可提高工作效率
充电下限判定
Charge-Lo专利技术
优点：能判定与被测物之间的连接是否正常。