浅谈电气强度试验的常见问题和误解

顾航 黎烽 童朱珏

1.浙江方圆检测集团股份有限公司 浙江杭州 310018；2.方圆标志认证集团浙江有限公司 浙江杭州 310013

1 引言

电气强度试验是电气安全领域一项最为基本且十分重要的试验项目，它主要检验涉电产品中对电的防护和隔离的绝缘性能。笔者在长期的工作实践中发现，行业中许多从业人员对电气强度试验的相关概念、要求存在误解和疑问，同时还有一些行业标准中也存在着明显的概念性错误。因此，笔者对电气强度试验中的常见问题和误解进行梳理，希望能对行业从业人员有所帮助。

由于涉电产品品类众多，涉及工业用、工程用设备，民用产品等；按电压强度划分则包括中高压、低压、特低电压等产品品类，在不同类别的涉电产品中存在不同的检测方法和要求。为了更好地说明电气强度试验的相关问题和概念，本文主要以家电器产品为例来进行阐述，主要涉及标准为GB 4706.1、GB/T 17627.1以及IEC 61180。

2 电气强度试验中的常见问题和误解分析

2.1 电气强度试验的对象是绝缘而不是器具本身

经常碰到有些人会问这样的问题：I类器具电气强度试验用多大电压测试？II类器具需要用多大电压测试？在有些涉电产品的标准中，也经常可以看到这样的表述：I类器具电气强度试验的试验电压1000 V，II类器具电气强度试验的试验电压3000 V。

显然，这是把试验的对象搞错了。电气强度试验是用来表征绝缘性能的试验，它的对象应该是绝缘而不是器具。在GB 4706.1标准中，I类电器其电击防护不仅依靠基本绝缘，而且包括一个附加安全防护措施的器具，并且这个附加安全防护措施指的就是接地措施。也就是说，在有接地保护的情况下，防护绝缘需要满足基本绝缘的要求。II类电器是指其电击防护不仅依靠基本绝缘，而且还需提供如双重绝缘或加强绝缘那样的附加安全防护措施的器具，它并不存在接地保护措施。此时，满足II类电器电击防护的绝缘需要满足双重绝缘（由基本绝缘和附件绝缘组成）或者加强绝缘的要求。然而在我们对器具防护进行进一步分析后会发现，很多I类电器的局部是采用II类结构的方式进行防护的，也就是说，器具的某一部分是采用双重绝缘或者加强绝缘的方式防护的，此时电气强度试验也应针对双重绝缘或加强绝缘的要求来进行。显然这并不是简单的按照器具的防护类型来进行分类。当然，对于0类、0I类或者III类器具而言，其电气强度试验也是依据器具电击防护中绝缘设置的需要来进行的。

2.2 超过跳闸电流（GB/T 17627.1标准中称为脱扣电流）不意味着击穿

电气强度试验过程中通常依据执行标准，需要在试验仪上设定跳闸电流值，常见的跳闸电流值为10 mA、100 mA。跳闸电流主要用于防止试验过程中产生过大的漏电流而产生破坏性危险，当漏电流值超过设定值时，试验仪就会发生跳闸现象，使试验电路自动脱开，从而使电极间不再有电压输出。那么，问题在于：标准要求试验期间不应出现击穿现象，发生跳闸是否就是出现了击穿现象？如果不是，是否满足标准要求？

解答如上疑问，首先应了解什么是击穿。击穿是指在电场作用下绝缘物内部产生破坏性的放电，绝缘电阻下降，电流增大，并产生破坏和穿孔的现象。当击穿发生时，由于绝缘电阻的变化，电流和电压则呈现出非线性变化的现象，而且在这种变化中，电流的增速远大于电压的增速。击穿其实就是一种在绝缘体内发生破坏性放电的情况。绝缘的击穿受绝缘体材质、状态、环境温湿度等多种因素的影响。

显然，击穿和漏电流导致的跳闸没有直接的关系。即使试验期间发生了由于漏电流值超过了跳闸电流设定值而导致试验电路脱开，也不意味着绝缘真的被击穿。但是标准规定的跳闸电流值是试验期间漏电流的上限值，漏电流过大则表明绝缘是不充分的，存在着安全隐患。因此，出现这种情况时，视同为击穿，也不能满足标准要求。

2.3 绝缘电阻值≠电气强度电压÷漏电流

大多数涉电产品标准中都有绝缘电阻测量的要求，在一些标准中我们发现绝缘电阻的测量是通过在电气强度试验时用电压除以漏电流的方式而计算得出的。不可否认电气强度电压与漏电流之间确实受到绝缘体的电阻因素影响，但是绝缘电阻的测量不应该简单利用电气强度试验而得出。

电气强度试验是一种高电压的试验，在高电压电场下，即使绝缘没有被击穿，也可能会发生部分放电的损坏情况，所以利用电气强度试验测量绝缘电阻的方式并不合理。另外绝缘电阻受到材料、温度、湿度、污损等各种因素的影响，利用高压电场会产生较高的电流，从而导致各种因素的影响加大（如绝缘表面温度增加），不利于绝缘电阻的测试。

表1 绝缘电阻常见试验电压

绝缘电阻是指绝缘物在规定条件下的直流电阻。其值是通过在绝缘的两侧施加规定的直流电，利用测得的漏电流计算而得。常见的试验电压见表1所示。

2.4 常用工厂出厂检验方法与产品标准方法的差异

电气强度试验是涉电产品生产企业出厂检验的常规基本检验项目，只不过出厂检验的电气强度试验与产品标准规定的试验方法存在着较大不同。第一，试验电压值可能不一样，出厂检验的试验电压通常大于或等于标准电压；第二，试验中设定的跳闸电流不一样，出厂检验时的跳闸电流会设定得较低，常见的出厂检验的跳闸电流为5 mA；第三，承受电压时间不一样，出厂检验通常采用1 s，而标准一般要求1 min；第四，试验部位不同，出厂检验根据生产的需要一般只对产品的表面进行测试，而标准规定需要对器具的整个绝缘系统进行测试。

出厂检验的主要作用是在生产线上快速地筛选出可能因品质或装配引起的质量不过关的产品，是从产品生产过程质量控制角度出发的，然而长时间对绝缘施加高电压对绝缘本身是一种伤害。因此在生产线上需要采用一种快速等效的方式进行。而产品标准中的电气强度试验是一种从产品设计、结构等全面分析质量出发的要求。

因此，电气强度的出厂检验与产品标准规定方法会有差异，千万不能混为一谈，要注意不能简单地将出厂检验的方法作为产品标准的规定方法来使用。

2.5 如何正确的调整试验过程中的电压

在电气强度试验过程中，通常标准要求初始电压不应超过目标值的一半，然后提升电压至目标值。那么应以何种速度提升电压值更合适呢？这里的关键问题在于：电压提升速度过快很容易造成过电压的情况；电压提升速度过慢就会导致绝缘承受高电压的时间过长。

在国家标准GB/T 17627.1-1998中对电压的提升做出了相关的规定，当电压到达目标值的75%后，以每秒5%的速率升压。此标准的替代标准GB/T 17627-2019已在2020年7月1日执行，新标准等效采用IEC 61180：2016的标准，规定电压从0 V提升到试验电压值应该不超过5 s。

另外，介于电气强度试验对绝缘的破坏性，在试验期间应尽量避免重复试验对绝缘产生不良影响。

2.6 电气强度试验仪容许偏差的问题

电气强度试验仪是我国强制性检定的测量装置，根据其检定规程的要求，其准确度等级为5级，表明最大允许误差为5%。生产企业用于生产过程检验的电气强度试验仪都要经过强制性检定，检定部门对于满足检定规程要求的试验仪颁发检定证书。那么满足检定规程的电气强度试验仪是否符合家电产品标准GB 4706.1中电气强度测试的要求呢？

问题的关键在于5%的偏差是否满足GB 4706.1的标准要求。GB 4706.1标准中13.3引用的GB/T 17627.1标准规定，在产品标准中的规定值与测量到的试验电压值之间允许有±3%的偏差。如此，对于满足准确度5级检定规程的电气强度试验仪还需做进一步判断，看其是否满足±3%的偏差要求。只有满足电压规定值与测量值之间偏差在±3%的电气强度试验仪才满足GB 4706.1中电气强度测试的要求。

3 结术语

综上所述，电气强度试验作为电气安全的基础性试验，行业从业人员不仅要掌握试验的操作方法，还应更好地了解电气强度试验的目的、原理以及支撑性相关文件的要求，这样才能真正掌握电气强度试验的要求，遇到问题也会有更合理的解决方法。