耐电压测试

耐电压测试

为什么要进行耐电压测试

电介质强度测试, 亦称hi-pot 测试, 大概是最多人知道的和经常执行的生产线安全测试。实际上，表明它的重要性是每个标准的一部分。 hi-pot 测试是确定电子绝缘材料足以抵抗瞬间高电压的一个非破坏性的测试。

这是适用于所有设备为保证绝缘材料是足够的一个高压测试。

进行hi-pot 测试的其它原因是, 它可以查出可能的瑕疵譬如在制造过程期间造成的漏电距离和电气间隙不够。

进行型式测试的时候, hi-pot 测试是在某些测试（譬如失效, 潮态及振动测试）之后进行来确定是否因为这些测试造成绝缘的退化。但是，日常生产进行的hi-pot 测试, 是制造过程中的测试来确定是否所生产的产品的结构是与型式测试所用产品的结构相同。

一些由生产流程造成的缺陷可以通过在线hi-pot 测试检查出来，例如, 变压器绕组电气间隙和爬电距离减小。

这样的故障可能起因于绕线部门的一名新操作员。

其它例子包括检查绝缘材料的针孔瑕疵或发现一个过大的焊点。

大多数安全标准使用2xU + 1000 V 的惯例作为基本的绝缘材料测试的依据, 这里的U 是操作电压（rms值）。

这个惯例仅仅作为一个指导, 对于个别标准特别是IEC 60950 提供了一个具体的表格来定义根据测量到的实际工作电压来确定确切的测试电压1.至于使用1000 V 作为基本惯例的原因是产品的绝缘材料在日常使用中可能承受瞬间过电压。

实验和研究表示, 这些过电压通常高达1000 V 。

测试方法：

高压通常是应用的在横跨被测试绝缘材料的二个部件之间, 譬如测试设备（EUT）的一次侧电路（Primary Circuit）和金属外壳。

如果绝缘材料在两个部件之间是足够的, 那么加在两个由绝缘体分离的导体之间的大电压只能产生非常小的电流流过绝缘体。

虽然这个小电流是可接受的, 但是空气绝缘或固体绝缘不应该发生击穿。

因此, 需要注意这个电流是因为局部放电或击穿的结果, 而不是由于电容联结引起的。

另外一个例子是对介于电源的一次（Primary）和二次（Secondary）电路之间的绝缘材料进行测试。

这时所有输出短接在一起。

耐压测试仪的接地探针与短接在一起的输出相连, 同时高压探针与L 和N连接（L和N短接）(参见图1) 。在hi-pot 测试期间EUT 不工作。

必须注意, 在进行型式测试期间, 理想的情况是先加低于规定的电压的1/2, 然后逐渐上升，并且在10 秒中达到规定电压，并且维护1 分钟。

然而，大多数测试仪器, 直接输出规定电压或使用一个电子控制线路来实现电压的爬升。

测试持续时间：

如果测试是代表认证过程的一部分, 那么测试持续时间必须是所使用的安全标准相符合。

例如,多数标准, 包括IEC 60950 , 测试持续时间是1 分钟。

但是, 当在生产线对产品进行测试, 通常对每个产品进行 1 分钟hi-pot 测试是不实际的, 制造商通常会缩短测试时间, 譬如几秒钟, 但是使用更高的电压。

一个典型的经验法则是110-120% （2xU + 1000 V）, 1-2 秒。

测试持续时间和程序应该得到相关测试机构的同意。

值得注意的是, 虽然被减少的时间和增加的电压是近似, 实验和制造商的'数据表明, 每种绝缘材料有它自己的具体电压时间特征

电流设定：

现在大多数hi-pot 测试仪允许用户自行设定电流的限值。

但是, 如果产品的实际漏电流是已知的, 那么hi-pot 测试电流是可以预测的。限值的选择实际要依靠被测试的产品。

最好的选择限值的方式是测试一些产品样品并得到平均hi-pot 电流，然后泄漏电流的限制值被设定为一个稍高出平均值的值。

使用2作为因数的原因是, 线路泄漏电流通过一个Y 电容产生, 但是hi-pot 测试产生的泄漏电流通有各条线路的电容同时产生。

推导出I (hi-pot)的等式, 你可以预测hi-pot 测试电流。

所以, hi-pot 测试仪电流限值应该被设置足够高以避免因为泄露电流的存在而导致的误判, 同时不能太高而导致无法检测出真实的绝缘材料击穿。

多数安全标准允许使用交流或直流电压进行hi-pot 测试。

当使用交流电压进行测试时, 被测试的绝缘材料承受的电压是峰值。

所以, 如果你决定使用直流电压进行测试, 你必须保证, dc 测试电压是交流测试电压 (或1.414) 倍, 这样直流电压的值与交流电压峰值是相等的。

例如, 对于1500 Vac, 用做绝缘测试的等效直流电压应该是1500 x 1.414 或2121 Vdc 。

使用直流测试电压的一个好处是, 泄漏电流限值与使用交流测试电压相比，可以被设置为更低的值。

这样制造者有更大的机会检查处处于绝缘材料失效边缘的产品, 这些产品在使用交流电压进行测试是可能会通过。

必须注意到, 当使用直流hi-pot 测试仪,电路中的电容器会被高度充电, 因此, 一个安全放电设备或设定是必需的。

但是, 不管测试电压怎样, 在产品被人接触之前进行放电处理都是很好的做法。

直流 hi-pot 测试仪的另一个好处是其电压逐渐上升。

由监测当电压增加时电流的变化, 操作员能在故障发生之前看出潜在的绝缘材料失效。

使用直流 hi-pot 测试仪的一个小缺点是因为直流测试电压比较难产生, 直流 hi-pot 测试仪的成本也许稍微高出交流测试仪。

交流hi-pot 测试仪存在一个小弊端，那就是如果被测试的电路中有大容量的 Y 电容, 可能会因为hi-pot 测试器的电流限值设置, 可能造成ac 测试仪显示测试失败而实际上绝缘并没有击穿。

多数安全标准允许用户断开Y 电容器进行测试, 或者选择使用直流 hi-pot 测试仪。

直流hi-pot 测试仪不会因为大容量Y电容的存在而显示失效，因为Y 电容器对于直流电压不会有电流通过其本身。