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测试和检查对于系统安全至关重要

Sam Holland 2019-08-08

设备的可靠性和人员的安全是电气测试和检查的两个主要理由。电击、短路、电弧和电气火灾可能由于多种原因而发生,例如绝缘故障、使用高于其最大额定值的电缆、连接松动等。对电气设备进行适当和充分的测试和检查对于防止家庭和商业设施中发生的电气危险至关重要。
 
虽然电气工程师和电子工程师在类似的项目上工作,但前者必须在设计和安装后进行大量的测试和检查,以防止电气危险。电子工程师主要设计低压系统。测试主要在PCB设计期间进行,以防止由于间隙不测试和检查对于系统安全至关重要足而导致的短路、电磁干扰和过热等问题对车载部件造成损坏。因此,电子产品中的电气危害风险是最小的。另一方面,电气工程设施利用低电压(低于1000 V)至超高压(数十kV)范围的电压。因此,电弧、电气火灾和触电的风险要高得多。
 
测试和检查对于系统安全至关重要 
表示绝缘电阻测试的图表。图片由电气建设与维护(EC&M)提供 
 
电气安全测试类型
 
一些国家的健康和安全法规要求原始设备制造商生产符合规定标准的电动设备和装置,以防止对用户造成伤害。工程师在电子设备和电气装置上进行的一些常见测试总结如下:

便携式设备测试
 
便携式设备测试(PAT)是一种常规检查,适用于便携式电子设备,以确保它们适合使用。为了进行测试,工程师检查设备是否有任何物理损坏迹象(例如磨损、生锈的连接、磨损的电缆等),并使用特殊的PAT设备检查接地电阻或接地连续性。
如果其电阻低于1欧姆,则被测器件(DUT)通过PAT测试。英国1989年的《工作用电条例》立法规定,使用电器的商业和工业应用,即那些可能对工人造成伤害的应用,应进行PAT测试。但是,它没有具体说明测试应该如何进行,也没有确定其频率(因为PAT本身不是强制性要求)。工程师可根据设备类型和运行环境的性质,每天、每月、每季度甚至每年进行测试和检查。
 
接地连接测试
 
接地连接测试或接地连续性测试用于验证合适接地和DUT导电部分之间连接的强度。该测试通常在PAT测试期间在1类设备(利用基本绝缘并且主要使用接地进行绝缘的设备,例如熨斗、电加热器、冰箱、微波炉等)上进行。
 
为了进行接地连续性测试,将设备插入PAT测试仪,该测试仪连接到合适的接地点。然后,高电流(高达25 A或1.5倍的电器保险丝额定值)通过DUT约5至20秒。电阻读数低于0.1欧姆意味着器件已通过测试,而任何高于此值的任何读数都意味着接地连接受损,并且由于电流泄漏而存在高电击风险。接地测试合格表明电器的接地导体状况良好。
 
绝缘电阻测试
 
电子工程师执行的最重要的测试之一是绝缘电阻(IR)测试。IR测试使用一个小电流通过一个交流机来测量设备的欧姆值。IR测试是必不可少的,因为在电气设备上执行的大多数维护活动都与测量绝缘完整性相关。此外,IR测试允许电气DUT和安装符合电气安全标准。
为了测量绝缘电阻,工程师使用兆欧表或绝缘测试仪。两个测试仪都执行相同的功能;然而,兆欧表仅测量绝缘电阻,而绝缘测试仪也可测量电流和电压。为了进行测试,工程师在将带电导体与配电板断开连接后,将测试仪的一个探头连接到线路导线,将另一个探头连接到中性对应物。
 
然后,在按下“TEST”按钮后,测试仪对绝缘体施加合适的测试电压,并以欧姆为单位指示电阻值。对于线路到中性线和中性线对地连接重复测试。最后,比较结果。在这个时候,可接受的值将取决于设备(尽管行业经验法则是每1000V工作电压1兆欧,最小IR为1兆欧)。 
 
测试和检查对于系统安全至关重要
福禄克绝缘测试仪。图片由Transcat提供。 
 
闪光测试
 
闪光测试主要适用于高压产品:除了上述闪光测试外,工程师还可以执行介质耐受电压(DWV)或高电位(hi-pot)测试,以确定DUT绝缘的介电强度。闪光测试有助于工程师确定绝缘层的介电强度是否足以承受其工作电压而不会泄漏。电介质耐受测试通常由电子工程师在产品组装后进行,而不是作为在役测试。
 
总而言之,设备和装置的例行测试和检查是电气和/或电子工程师计划的永久性特征。在使用高压电力的工厂(如发电站或制造厂)工作的工程师会定期进行广泛的检查和测试(通常每5年或更短时间)检查电缆绝缘、终端、开关、断路器的完整性,更多的是确保设备的可靠性和现场工作人员的安全。