絕緣良好是對設(shè)備使用者的第一道防線(不漏電、不電到人),當(dāng)?shù)谝坏婪谰€出現(xiàn)問題時,良好的接地便是保護(hù)使用者的第二道防線(漏電后,將電導(dǎo)引到地),當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)漏電時,人摸到產(chǎn)品的外殼,對地而言,人體如果相對是一個高電阻時,從等效電路得知,兩個電阻并聯(lián),大電阻的分流較小,這便是第二道防線的意義。所以用電設(shè)備的地線必須正確安裝,漏電時可以很快地把電流導(dǎo)到地。
接地電阻(GB)的測試,它是透過25到40安培的大電流,在接地在線產(chǎn)生的壓降為4~12伏特,透過奧姆定律的換算得知,此接地電阻為mΩ等級,GB的測試時間有些標(biāo)準(zhǔn)要求要測兩分鐘,至少也需要測5到10秒。
安規(guī)測試有具備交流耐壓(ACW)的單一功能機(jī)種或交流耐壓(ACW)/直流耐壓(DCW)的二合一機(jī)種,交流耐壓(ACW)/直流耐壓(DCW)/絕緣電阻(IR)的三合一機(jī)種以及交流耐壓(ACW)/直流耐壓(DCW)/絕緣電阻(IR)/接地電阻(GB)的四合一機(jī)種,如果要有接地電阻GB測試功能就要選擇四合一的機(jī)種,所以價格會比較貴,但是有一些耐壓分析儀,例如固緯的GPT-12000/15000系列電氣安規(guī)分析儀,它的導(dǎo)通性測試(GC)為標(biāo)配,導(dǎo)通性測試(GC)是用一個小電流去測電阻,與三用電表的導(dǎo)通性測試原理相同,也就是量測接地的路徑是不是導(dǎo)通,測試時間快(1秒左右),但是量測準(zhǔn)確度(為Ω等級)就沒有GB那么好,當(dāng)您的設(shè)備沒有GB功能時,有GC的測試功能至少能對接地的導(dǎo)通性進(jìn)行評估。
用于絕緣電阻量測或耐壓測試的儀器是透過輸出高電壓,量測小電流,再透過歐姆定律換算電阻,過去的標(biāo)準(zhǔn)未思考到許多客戶端的安全隱患,這些隱患包含:
1、原本基本絕緣的要求不足以保證使用者的安全
2、意外輸出:操作儀器高電壓輸出的按鈕可能被誤觸
3、 電力系統(tǒng)斷電、電力恢復(fù)后儀器可能處于自動輸出的危險狀態(tài)
4、設(shè)備未能有效地將測試的殘余電壓放電至安全電位
5、后面板輸出時在后面板并未提供警告
IEC/EN 61010-1:2010 測量,控制和實驗室用電器設(shè)備的安全要求 - 第1部分:通用要求。儀器本身要符合IEC/EN61010的標(biāo)準(zhǔn),因為以上的安全隱患,對于絕緣電阻和耐壓測試設(shè)備于2017年新增了IEC 61010-2-034:2017 測量,控制和實驗室用電器設(shè)備的安全要求 - 第2-034部分:絕緣電阻測量設(shè)備和耐壓測試設(shè)備的特殊需求,但凡輸出電壓超過50伏特(交流)或120伏特(直流)的絕緣電阻測量設(shè)備和耐壓測試設(shè)備的儀器須適用此新標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)公布后于2021年生效,UL于2019年7月12日參照IEC標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布UL61010-2-034標(biāo)準(zhǔn),中國于2020年12月24日國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會下達(dá)2020年第四批推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計劃(文件號 國標(biāo)委發(fā)[2020]53號)序號115將IEC61010-2-034編列計劃號20204746-T-604,由此可見此安全議題已受到主要國家的重視。
固緯電子于2020年4月16日發(fā)表全球第一臺符合IEC-61010-2-034標(biāo)準(zhǔn)的GPT-12000系列電氣安規(guī)分析儀,針對上述的安全隱患提出了完整的對策。
高壓繼電器、高壓變壓器改采符合雙重絕緣的零件,高壓板的走線距離亦符合雙重絕緣的要求,量測回路變更設(shè)計,加入保護(hù)阻抗,隔離高壓側(cè)危險電壓,以符合雙重絕緣要求。
IEC新規(guī)范對于意外輸出的規(guī)定,可采取以下對策的其中之一來因應(yīng)。
2-1 高壓輸出開關(guān)要長按1秒后才可以有輸出 (考慮安全與產(chǎn)測的便利與效率,固緯GPT-12000/15000系列采取此對策)
2-2 輸出開關(guān)需要鑰匙才能啟動
2-3 輸出開關(guān)需在彈簧蓋之下,啟動時需打開彈簧蓋才能按輸出開關(guān)
2-4 需要使用兩只手同時按壓兩個開關(guān)才能輸出
設(shè)備輸入端電源供應(yīng)失效再回復(fù)后,即便輸出開關(guān)是按下的,設(shè)備還是要處在安全的情況(無危害),固緯的GPT-12000/15000系列在偵測輸入電源消失10個周期后便會停止輸出。
在放電回路加上56k歐姆的放電電阻,確保直流模式下針對大電容測試完成后的放電機(jī)制必須要在10秒內(nèi)放電至低于30%的安全電壓。
IEC的標(biāo)準(zhǔn)要求使用閃爍(50-300次/分鐘,亮起的時間至少40%)或恒亮的紅色警示燈號?;蚩刹捎酶邔Ρ榷壬目梢?可變指示器,或采用高音量的聲音警示(70 dBA以上/小于5kHz)。固緯電子采用前、后面板皆設(shè)置輸出警示燈方式處理。
高壓儀器使用上的自保之道
即使采用了符合IEC61010-2-034最新安全標(biāo)準(zhǔn)的儀器,如果在使用現(xiàn)場未能依據(jù)安全的安裝及操作方法,儀器操作人員還是會有安全顧慮。
儀器一定要正確接地,本文的問題十已討論過接地的重要性,但是建筑物的接地狀況如何確定? 看到插座有三孔就是有接地嗎?
圖十:為Amprobe公司的電源插座檢查器(本圖參考自Amprobe公司網(wǎng)站)
可用三用電表來檢查或是用圖十簡易的電源檢查器,這種檢查器可確認(rèn)接地是否正確接地,火線、水線是否反接等電源配電議題。固緯的GPT-12000/15000系列后面板具備額外的接地連接端子,當(dāng)電源的三插無正確接地時,可透過此端子另做接地,再者儀器本身具備接地失效偵測功能,當(dāng)偵測到儀器接地失效時會停止輸出以達(dá)到保護(hù)要求(此功能亦可關(guān)閉)。