电气强度能力验证结果分析

刘园伟

（许昌开普检测研究院股份有限公司，河南 许昌461000）

1 引言

电气强度试验是产品安全测试领域中常见的电气测试项目之一，所有涉及电气绝缘强度的评估包含“打耐压”测试。因此，电气强度测试也被称作耐压测试，它是衡量电器的绝缘在过电压作用下耐击穿的能力，是评价电气产品在正常工作中绝缘是否符合标准规定的重要试验方法。这也是一种考核该产品是否保证使用安全的可靠手段，给使用者带来安全的保证。

通过本次验证，提高了实验室对标准的理解和掌握，了解了国内电气实验室对电气产品电气强度试验的整体测试水平。

2 电气强度能力验证样品简介

本次样品为一个专门设计自行组装的电气盒，样品上粘贴有编号，如“001-125”“008-101”，表示“实验室代码-样品编号”。发放样品前，对样品进行了均匀性检验和稳定性检验，检验结果符合要求。样品用气泡膜和纸盒封装，运输时采用了妥善的包装，避免样品在途中变形、受潮和腐蚀[1]。

3 检测要求

3.1 依据标准

GB 4706.1—2005《家用和类似用途电器的安全 第1 部分:通用要求》；GB 8898—2011《音频、视频及类似电子设备 安全要求》；GB 4943.1—2011《信息技术设备 安全 第1 部分：通用要求》；GB 7000.1—2007《灯具 第1 部分：一般要求与试验》。

能力验证的组织者为中国家用电器研究院，推荐的标准均为民用类的标准，实验室主要依据的标准为GB/T 14598.3—2006《电气继电器 第5 部分量度继电器和保护装置的绝缘配合要求和试验》，此标准适用于量度继电器和保护装置，及与之相关的辅助装置。

3.2 试验要求

①试验前，将样品及测试装置放置在温度为20℃±5℃，相对湿度45%～75%的环境下进行预处理24h，使其与环境达到热平衡；②试验场所的环境条件：保持恒定温度20℃±5℃，相对湿度45%～75%；本次试验选定的环境为密闭的房间，利用空调来调节温度，将样品远离空调，减少空气对流对试验产生的影响；③电气强度试验装置的跳闸电流参考GB 4706.1—2005 第13.3 章的表5，取限值为100mA 跳闸；④在样品的1、2 号测试端之间，施加2500V 交流电压1min，试验初始施加的电压不超过规定电压值的一半，然后平缓地升高到规定值，检验是否击穿（本条规定的试验方法与GB/T 14598.3—2006 6.1.4.4 条的规定吻合）；⑤上述试验完毕后，在3、4 号加压端施加2500V 交流电压，测量7、8 号测试端的电压值。

4 试验过程

4.1 试验前准备

①7451 输出电压验证。GB/T 14598.3—2006 6.4.1.3 条要求试验电压源对被试继电器施加规定值的一半时，所观察到的电压应低于10%，试验电压源的电压值精度应高于5%。输出电压如表1 所示，从表1 中可以看出经过测量输出电压，其误差满足标准要求。

②7451 漏电流验证。将试验线接到一个滑线变阻器上，串接上一个34410A（测量电流）。

推动滑线电阻，可以改变漏电流的大小，7451 漏电流达到99.99mA 时，34410A 显示为99.93mA，满足要求。

表1 7451 输出电压

③被测样品测量电压电路分析。用34410A 测量，被测样品3、4 端 的 电 阻 为12.593MΩ，样 品7、8 端 的 电 阻 为0.5087MΩ，样品4、8 端相通，样品3-7 端电阻为12.09MΩ，假想电路如图1 所示。

图1 测量电压假想电路

通过分析，如果3-4 端施加2500V 电压，7-8 的测量理论值为100.989V。

④测量仪表的选择。先在3、4 端施加100V 电压，7、8 测量结果如表2 所示。

表2 试验前数据对比

34410A 测量电压时内阻为1MΩ，FLUCK 15B 及FLUCK 289C 内阻均为10 MΩ。内阻对测量结果影响较大。理论上内阻越大对结果影响越小。

4.2 电气强度试验

在样品的1、2 端施加2500V 交流电压。本次用的测试设备为7451 安规综合分析仪，其初始测试电压为0V，升高到规定值为10s，持续时间为1min，试验连接图如图2 所示。

图2 电气强度试验连接图

7451 测试时间为60s，测试电压为2.5kV，漏电流为99.99mA。点击TEST 按钮，试验开始，电压升高到1.99kV 时，被测样品击穿。

4.3 测量电压值试验

在样品的3、4 端施加2500V 交流电压。7451 初始测试电压为0V，升高到规定值为10s，持续时间为1min，表计连接到测试样品的7、8 端子，试验连接图如图3 所示。

图3 测量电压连接图

用了3 个类型的表计对7、8 端电压进行了测量，施加在3、4 端电压为2500V（7451 显示），结果如表3 所示。

表3 电压测量结果

通过表3 可以看出，内阻越大，越接近理论值。考虑到表计内阻的影响，最终上报的结果选择的是98.7V。

5 试验结果分析

本次能力验证分为两部分，两项均为满意结果，则判为“满意结果”；两项其中任一项为不满意结果，则判为“不满意结果”。

本次能力验证共有178 家实验室参加，经过综合判定，最终有146 家实验室结果为满意。其中所有实验室电气强度结果都为“满意结果”，不满意的原因均为测量电压值超过能力评定标准差。

不满意的原因主要归结为3 点：①试验的环境条件。由于电气盒设计为纯阻性负载，阻性负载本身会受环境温度影响，同一样品在不同温度下会呈现不同的阻值变化，阻值的变化会影响电气盒的分压大小，虽然影响比较小，但是也会累加结果的不确定度。②升压方式。若进行了不规范操作，如瞬间将电压升至2500V，瞬间的高压冲击会使产品的绝缘产生泄漏电流，出现击穿现象，或者将内部部件损坏，这就是错误操作造成的试验样品不通过或者试验结果不准确。③测量电压用的表计内阻过小。根据分析，表计内阻对结果影响特别大，如选用表计不当或忽略了表计内阻的影响，会最终影响测量结果。