湿热试验周期数对检验绝缘电阻误差探讨

赵建新 宁夏计量质量检验检测研究院

1 引言

在大多数炎热条件下，绝缘电阻退化是由于绝缘材料吸附外界的水蒸气和水膜，发生了化学反应产生了电流的变化。同时在潮湿和电应力的共同作用下，会引起电化学反应或金属腐蚀，导致了绝缘设备的电阻减小，甚至出现了漏电现象，严重时可能出现击穿、电路损坏等重大安全问题。工作人员设计湿热实验周期时，可以通过模拟实际情况中的外界条件，提高电子元件材料在恶劣环境下的应变能力，以增强电子产品的耐受力。

2 电子产品绝缘电阻检验的必要性

电子产品性能的发挥依赖于电子设备中各个元件的配合，如果电子产品中的各个元件都可以正常运转，那就可以保证电子产品正常工作，但是当电子产品各个元件之间存在运行故障时，那就可能会导致电子产品性能的下降。而电子产品中的绝缘电阻是保证各个元件正常运转的一个重要部件，其是电气设备和电气线路最基本的绝缘指标，对于低压电气装置的交接试验，常温下电动机、配电设备和配电线路的绝缘电阻不应低于0.5MΩ。低压电器及其连接电缆和二次回路的绝缘电阻一般不应低于1MΩ；在比较潮湿的环境不应低于0.5MΩ；二次回路小母线的绝缘电阻不应低于10MΩ。I类手持电动工具的绝缘电阻不应低于2MΩ，如果电子产品的绝缘电阻在检测中出现了电阻值低于规定值得现象，就会降低电子产品的运转性能。而在当前电子产品生产运输使用过程中一旦出现产品绝缘电阻性能不合格的情况那就会产生六大类有毒物质，即铅Pb，镉Cd，汞Hg，六价铬Cr6+，多溴联苯PBB和多溴二苯醚PBDE，这些有毒物质都会对人体、环境以及电子产品的性能产生影响。以铅对环境的影响为例来讲，铅作为重金属物质，其如果挥发到空气中就会与潮湿空气相结合，形成酸雨对环境产生影响。并且铅由于其特殊的性质即使长期存在于土壤中也不会对分解。因此在电子产品生产运用中对其进行电阻检验是十分有必要的。

3 检验项目分析

3.1 项目检测方法标准的确定

在恒定湿热环境中实验人员应当保证整个实验检测都是在（40±2）℃的温度以及（93±3）%RH的相对湿度环境内进行，而且应当保证实验时间要达到96h。在这种实验结束后，检测人员需要对设备进行工频耐压实验，其中检验中所施加的电压需要满足2U+1000V、时间5s的标准。如果在这种实验中不闪烁无击穿，那实验设备的绝缘电阻就符合要求。但对于处于交变湿热实验中的设备来讲，检验人员应当保证高温温度为40℃、周期数为6天的实验环境。

3.2 产品标准的规定以及相应指标

对于恒定湿热环境中的电子产品来讲，其在经过特点环境的处理后检测应当满足经过30min～60min,施加500V直流电压5s后依次测量各部位的绝缘电阻，应符合不小于2MΩ～5MΩ的要求；再进行耐压试验，对样品施加2kV～2.5kV试验电压1min，应满足不闪烁无击穿的要求。而对于交变湿热环境来讲，其应当在实验检定过程中满足在结束前1h～2h，按2Ue值不小于1000V，进行1min的工频耐压试验，应无绝缘击穿闪络现象的要求标准。

4 降低检验绝缘电阻误差的主要措施

湿热试验室检验是电阻产品质量的一项重要手段，在产品的设计定型验收时都起到了重要作用。电子产品需要多项实验，其周期长，成本高，涉及范围广。相关人员要合理设计实验步骤、严格按照国家标准和安全守则，在极端情况下测量真实值，以维持实验结果的真实性、有效性，按照大数据对比，提高绝缘电阻的利用率。

4.1 增加中断测试标准

在湿热周期性实验中，经常会遇到电火花或者漏电等原因，相关人员在实验中要确保安全性原则，在被迫中断的过程中要按照合理方式进行操作，最大程度上保证实验结果的准确。如果中断过程中箱内条件与外界条件一致，且在误差允许的范围之内，此时中断时间也应该作为总时间的一部分。而一旦中断期间的实验条件湿热试验的条件不符时，应该立刻终止时间，等到重新达到要求的实验环境在次实验，并踢出误差范围以外的测试时间，继续实验完成到规定的实验时间，经过专业的技术检验对检查样品的电阻变化。确定实验循环次数的排列组合，保证湿热试验周期数实验根据GB/T 2423.4—2008《电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法》推荐的40℃或者50℃进行不同组别的循环。

例如，设定湿热试验周期数要进行不断的比较和检验，最好包含两套独立的CPU系统和AD采样保护计算，通过逻辑输出各个环节的运送结果。在独立的环节中，任何一个绝缘电阻发生故障，整个装置就会闭锁并报警，避免了引发更大的事故。同时也要设定合理的湿热试验周期保护阈值，简化保护的整体设定，通过装置在线调试和是离线整定，实现实时对接，动态跟踪，变量开端和恢复，跳闸等各个环节，来适应不同电压的接入功率电流变化，使绝缘电阻的利用区域更加灵活稳定。

4.2 以大数据的方式进行绝缘检测

在绝缘抽查时，实验人员要对绝缘电阻进行相应的绝缘测试，确保在合理周期变化之内绝缘电阻可以具有良好的阻断性，保证绝缘具有一定的完整性，在一旦出现故障时要对设备维修，利用欧姆表连接仪器分组对其短路区域进行测量。在测试时及时停电处理，避免设备在实际运转过程中发生电故障，并做好相应的平行实验，保证实验结果真实可靠。

例如在湿热试验周期实验过程中，要将欧姆表的数值设置为500V，在此基础上就地电阻进行测量，连接时间维持在1min以内，数据稳定后读取并将测试的电阻值记录到数据库中，在对所有的绝缘电阻数据，测试完毕后，选取电阻值最小的进行重新测试，通过大数据进行对比查验，保证每一组数据的变化在安全的动态范围之内。进行电阻的加压变化，如果绝缘电阻的阻值没有发生变化，就说明电阻层情况良好，如果随着电压升高电阻值持续降低，代表绝缘层存在胶皮老化的问题，实验人员需要马上上报进行处理，以保证整体设备的安全运行。

4.3 提高绝缘电阻抗逆性

实验人员要以电子配件的功能为准，尽可能的减少电源接地，减少电线乱接耦合路径，绝缘电阻串联并联阻尼装置，避免大量电磁杂波干扰，选取合理位置安装并联电容，保证绝缘电阻具有一定的抗干扰性。在易产生杂波的部件引入金属屏蔽外壳或者将干扰信号以热能电能等形式安全导出，保证电子设备在各种环境维持稳定的抗干扰能力，给与电子设备足够的散热空间，防止热量催化，从而产生更大的电阻干扰能力。有效的降低了由于绝缘电阻短路、断路导致的电流运行失误的问题，规避也许多风险后续既使电流流出，保护系统能很快感应到流出的电流时，实施马上封锁技术。

例如，实验人员在绝缘电阻系统整改升级时，要加强解决问题的效率，尽量减少整修的绝缘电阻范围和时间，可以通过增加副线路，修改绝缘电阻的逻辑失误，重视在检查维修中质量问题，对待出现故障的线路，及时进行修补，不要等到时态继续恶化。操作人员要正确应用保护系统的操作过程，明确操作步骤，不断学习系统的理论电力学知识。对于不同类型的绝缘电阻采取特定的管理方法，使其发挥最大的经济效益。对待可疑数据要保持高度的警惕性，不断转换思维，学会利用值域和特殊值去快速检验其供电过程中发生的问题。

4.4 合理设置实验梯度

实验人员要通过湿热环境的周期，确定电子产品在高湿度的条件下运输储藏时的适用性，利用吸附和扩散作用的数值，综合物质的表面性能，检验强度降低幅度及主要机械性。按照国标GB/T 2423.4—2008合理设置温度梯度，将温度设置为30℃、40℃，将湿度划分为85%和95%，按照恒定的湿热等级，以正交实验为标准分为四组。在湿热的环境下预处理24h，根据具体情况进行后续实验的调整，然后将样品放入到实验箱内，维持整体电子元件均匀受热。设置湿度在平衡范围内变化，以避免冷凝现象的发生，严格按照相应的国家标准，调整箱内温度达到实验等级开始计算电子元件的稳定维持时间在实验后应将常温放置0.5h。

5 总结

恒定湿热周期对绝缘电阻的有较大的影响，实验人员应该先减低湿度再降温避免产生凝露效应，通过样品的水汽吸附和扩散作用，分析绝缘电阻的失效率。按照统一的参考标准检验腐蚀过程中的加速效率，通过安全准则避免实验过程中出现危险，在保证绝缘电阻质量的同时，提高企业在生产经营中的经济效益。