安規測試技術及其標準

安規測試技術及其標準
 
安規測試儀用于高電壓元、器件的耐壓測量試驗（用交、直流耐壓儀），如硅堆等。主要是用來檢測產品是否漏電、是否接地良好、會不會傷害人身安全的，主要檢測項目有電壓、泄漏電流、絕緣電阻和接地電阻。
 
安規測試儀注意事項：
　　注意的是直流高壓輸出是負電壓，而地為正極。測試電容時，在電容器兩端加上電壓時有一充電過程，此時在測試電路中有一充電電流，當該電流大于所設定的漏電電流值時，耐壓測試儀就會報警，使測試中斷，無法進行。因此，安規測試儀在測試時，應緩慢增加電壓，充電電流小于所設定的漏電電流值，直到規定測試電壓，進行測試。而不能采用固定電壓，復位—啟動方式進行測試.在交流回路中相當于直流回路中的電阻，因此，安規測試儀在交流回路中就產生一個電流，當該電流大于所設定的漏電流值時，耐壓測試儀就會報警，使得測試中斷，無法進行。因此，在測試前，應先計算好電容器的容抗（Xc），再算出在測試電壓下的回路電流值，然后調節耐壓測試儀漏電流預置值，使其略大于回路電流值，再進行測試。J）測試電纜等分布電容大的元件（設備）要等同于電容器測試。
 
測試項目
　　1、高壓測試： 　　Dielectric Voltage withstand test高壓測試為一種安規認證機構所要求的必測項目，產品須于出廠前座百分比的測試，它對產品而言，為品質的保證及電氣安全性的指標，其測試方式是將一高于正常工作電壓的異常電壓加在產品上測試，并且這個電壓須持續一段時間，zui后判定只要無絕緣崩潰情形，即可算是通過此測試　　
2、絕緣阻抗測試 　　Insulation resistance test絕緣阻抗于相關的兩點施加直流電壓，zui高可達1000伏特，通常使用單位為歐姆，可判定良品及不良品 　　
3、接地阻抗測試 　　Ground bond test接地阻抗測試為測試產品的接地點，對產品的外殼或者金屬部分，施加一個恒流電源來測試兩點間的阻抗大小，一般產品規定測試25安培，阻抗不得大于0.1歐姆，而CSA則要求量測40安培檢測，可檢測出接地點螺絲未鎖緊，接地線徑太小，接地線路斷路等問題 　　
4、泄漏電流測試 　　Touch current test是指當設備供應電流時，流經設備金屬可接觸部分經人體至接地部分或可接觸部分的電流。 　　
5、輸入測試： 　　安規輸入測試目的是考察產品設計時考慮輸入是否滿足產品在正常工作時，輸入電路是否能夠承受產品工作時需要的電流。在產品標準里面規定是：zui大功耗的輸入電流不能大于產品標稱值的110%。這個標稱值也是告訴用戶該產品安全工作需要的zui小電流，讓用戶在使用這個設備前要準備這樣的電氣環境。 　　
6、安全標識的穩定性測試：　　對用戶使用安全的警告標識，必須是穩定可靠的，不能因為使用一段時間后，變得模糊不清，而導致用戶錯誤使用，而導致危險，或直接導致危險發生。所以需要測試這個穩定性。在安全標準里面規定是：用水測試15S，然后用汽油測試15S，標識不能模糊不清。 　　
7、電容放電測試：　　對一個電源線可以插拔的設備，其電源線經常會被拔出插座，拔出插座的電源插頭，經常是被人玩，或任意放置。這樣導致一個問題，被拔出的電源插頭時帶電的，而這個電隨時間而消失，如果這個時間太長，那么將會對玩插頭的人造成電擊，對任意放置的電源插頭會損壞其它設備或設備自己。因此各個整機安全標準對這個時間作出嚴格的規定。我們設計產品要考慮這個時間，產品作安全認證需要測量這個時間。　　
8、電路穩定測試：　　SELV電路 　　SELV電路，就是安全地電壓電路，這個電路對使喲個人員就是安全的，例如手機充電器的直流輸出端，到手機，它們是安全的，可以任意觸摸不會有危險。　　
注：SELV電路在不同的標準里面有不同解釋，例如在IEC60364里面解釋與IEC60950-1是不同的，因此關于SELV需要注意在哪個標準下面，其危險也是不同的。 　　
SELV電路需要滿足特殊的要求，才能是SELV電路，這些要求是，在單一故障是，仍然是滿足SELV電路要求的。因此對每一個SELV電路都需要做單一故障下的測試，證明是SELV電路是穩定的。測試時是將單一故障逐一引入，監視SELV電路。 　　
9、限功率源電路 　　由于限功率源電路輸出的功率很小，在已經知道的經驗中，它們不會導致著火危險，因此在安全標準中，對這類電路的外殼作了專門降低要求規定，它們阻燃等級是UL94V-2。因此有這類電路都需要測量，證明它們是限功率源電路。 　　
10、限流源電路 　　搞過電工的人知道，AC220V電路經過一定的電阻之后，對人就沒有危險了。那么究竟是多大的電阻，和電阻有什么樣的要求。可能大家就不知道了。在安全標準里面就有這個規定，這個規定就是限流源電路。限流源電流，要求在電路正常和單一故障下，流出的電流是在安全限值以下的，對人不會導致危險小于0.25mA。對于隔離一次和二次電路的電阻是要求滿足專門標準的耐沖擊電阻。 　　
11、接地連續測試: 　　搞過電氣安裝的人知道，有些設備必須接地，否則將在其可以觸摸的表面有危險電壓。這些危險電壓必須通過接地釋放。安規測試規定需要使用多大的電流，多久時間，測量的電阻必須小于0.1歐姆，或電壓降小于2.5V（有條件使用這個值）。 　　
12、潮濕測試 : 　　潮濕測試沒，是模擬設備在環緊下，設備的安全性能。設備在制造出后，是在任何濕度下都能安全運行的，不能因為是雨季，濕度大而告訴用戶設備不能使用。因此在設計時必須考慮設備在可以預見的濕度下滿足安全要求，因此濕度測試是必須的。測試要求根據標準不同，有少量的差異。　　
13、扭力測試 : 　　扭力測試是設備外部導線在使用中，經常受到外力作用彎曲變形。這個測試就是測試導線能夠承受的彎曲次數，在產品生命周期內不會因為外力作用發生斷裂，AC220V電線外露等危險。 　　
14、穩定性測試: 　　設備在正常使用中，常常會有不同的外力作用，比如：比較高的設備人會靠住它，或有人在維護時攀爬它；比較矮的設備，外形如同凳子式的，有人可能會站在上面等。由于設備受到這些外力作用，設備在設計時沒有考慮周全會導致設備倒塌，翻轉等危險。因此設備設計完成后需要做這些測試。檢查它們滿足安全要求。　　
15、外殼受力測試: 　　設備在使用過程中，會受到各種外力作用，這些外力可能會使設備外殼變形，這些變形可能導致設備內部的危險，或指標不能滿足要求。因此在設計設備時必須考慮這些影響，安全認證時必須測試這些指標。　　
16、跌落測試: 　　小的設備或臺式設備，在正常使用中，可能會從手中或工作臺跌落到地面。這些跌落可能會導致設備內部安全指標不能達到要求。因此在設計設備時必須考慮這種影響，在安全認證時需要測試這些指標。要求是設備跌落后，功能可以損失，但是不能對使用人員造成危險。　　
17、應力釋放測試: 　　設備內部如果有危險電路等，設備在正常使用中，如果外殼發生變形，導致危險外露，這樣是不允許的。此在設計設備時必須考慮這些影響，安全認證時必須測試這些指標。　　
18、電池充放電測試: 　　如果設備內部有可充電電池，則需要做充放電測試，和單一故障下的充電測試和過充電測試。這是因為設備在正常使用中，充電和放電，以及設備有故障，但是主要功能還沒有損失，使用人員不會發現設備故障的，這種情況下，沖放電要求是安全的，不能因此而發生爆炸等危險。　　
19、設備升溫測試:（正常工作下內部和外部表面的溫度） 　　
安全測試中，溫升測試zui為重要，雖然測試使用設備儀器與人工氣候環境測試相同，但試考察項目和測試器件和目的有很大區別。人工氣候環境主要考察設備的適應性和可靠性。而安規考察的是設備是否可以安全地工作。這里舉一例來說明它們區別：安規測試主要測試安規器件的溫度，比如絕緣材料在正常情況下工作溫度，這個溫度在zui高的設備允許工作溫度下，要小于絕緣材料的zui大允許溫度。如在25℃環境下測試絕緣材料溫度是100℃，而絕緣材料只能在130℃以下安全運行，這是定義設備允許的zui高工作溫度很關鍵，如果設備是50℃的環境溫度，那么絕緣材料換算到50℃的環境溫度測試溫度應該是125℃，滿足小于130℃要求，測試通過。如果設備時60℃環境溫度，那么換算到60℃的環境溫度測試溫度應該是135℃，大于130℃要求，測試不通過。同樣其它的安規器件也需要測試工作溫度。以判斷是否滿足要求。 　　
20、球壓測試: 　　作為支撐帶危險電壓的絕緣材料或塑料件，需要做球壓測試，以保證在危險電壓部件在高溫工作時，塑料件有足夠的支撐強度。測試溫度是zui高溫度加上15℃，但是不小于125℃。球壓時間是在要求溫度下保持1H。 　　
21、接觸電流測試: 　　接觸電流，就是常說的漏電流。這個電流嚴格控制，各個安規標準都有嚴格規定，因此在設計要嚴格控制這個電流，在產品認證時要測試這個電流。　　
22、耐壓測試: 　　耐壓測試，也有叫耐電壓測試或高壓測試。主要用于考察設備絕緣的耐受能力，設計的絕緣是否滿足設計要求。各種不同的絕緣，其測試電壓不同。耐壓測試都是在潮濕處理后進行測試，以便考察設備在潮濕時的耐受能力。　　
23、異常測試: 　　異常測試分為單一故障測試，和錯誤使用測試，和常見的異常使用測試。 　　
單一故障測試，指設備在一個故障狀態下，設備要求是安全的。 　　
錯誤使用，指設備有調節裝置，或其它裝置，在位置或狀態不對的情況下測試，要求設備是安全的，這是允許設備功能損失。 　　
常見異常使用測試：指設備可能由于人們喜歡美而額外加上的一些裝飾部件，而這些裝飾對設備的散熱等是極為不利的測試。比如在電視機上蓋一個防塵罩，在使用電視機時又忘記拿下來。手機裝在一個手機袋中等。　　
24安規設計 　　安規設計是在設備產品中，要滿足產品的安全要求設計。具體各個標準要求有所不同，但是目的都是保護使用人員的安全。
安規標準簡介
　　CB CE GS UL TUV 　　
UL檢測標準： 　　
UL60950:ITE類產品 　　
UL60065（UL6500，UL1492）:AV類產品　　
UL1310:線性電源類產品　　
UL982:馬達類家用食物處理器　　
UL2089:車載充電器　　
UL1004:電動馬達　　
CSA檢測標準： 　　C22.2 2/No.74/No.223/No.950/335.1/335.2.14 　　C22.2 335.2.9/No.64 　　
TUV&GS,CB, PSB,CE-LVD檢測標準： 　　IEC/EN 60950-1 　　IEC/EN 60065 　　IEC/EN 60335-1, -2-X 　　IEC/EN 61558-1, -2-X 　　IEC/EN 60598-1, -2-X 　　IEC/EN 60968 　　FDA X-Ray,LASER 　　
中國CCC標準 　　
玩具安全（EN71、ASTM F963）
 
相關資料
　　1、 何謂耐壓測試? 　　
耐壓測試是zui常見的安規測試之一，常見的dielectric withstand、high potential、hipot test都是指耐壓測試。耐壓測試的主要目的測試DUT（Device under Test）的絕緣能力。故當設備在運作時，對測試點施以一高壓，測試是否有絕緣破壞（Breakdown）或電氣閃絡（Flashover/ARC）發生。 　　
2 、在安規中絕緣有幾種類型? 　　
絕緣類型分為四種：基本絕緣（Basic）、輔助絕緣（Supplementary）、雙重絕緣（Double）以及加強絕緣（Reinforced）。由於產品內部可能因灰塵過多、潮濕或是其他原因導致沿面放電，因此也須以耐壓測試判斷產品內部電路設計是否有沿面距離或絕緣不足等問題。　　
3 、在AC耐壓測試時，為何需要real current 的判斷？ 　　
AC輸出總電流（total current）可能因部份內部容抗而造成與真實測試電流（real current）之間的差異。電流在輸出時，若受到較大容抗時，反應電流（reactive）會較大，而使得真實測試電流相對變小。若無法準確測量輸出電流與加以補償，會造成測試上的盲點。　　
4 、在DC耐壓測試時，為何需要緩升時間？ 　　
DC耐壓測試通常會需要加上緩升時間以及放電時間，因為大多的DUT具有電容性而會導致充電電流產生。為了使充電變位電流（charge current）穩定，需要緩升時間來緩沖，才不會因充電電流而導致漏電流過高，進而判斷為不良品（FAIL）。 　　
5 、在做耐壓測試時，為何需要緩降時間？　　
耐壓測試會使DUT充電，因此在耐壓測試結束時須一段時間來進行放電，優良的耐壓測試設備會將放電時間減至zui少，并且在未達放電標準前會明顯標示危險警告，以防止測試人員不當接觸而受到電氣傷害。　　
6 、何謂flashover 電氣閃絡（ARC）? 　　
安規標準中明顯指出不得有絕緣破壞（Breakdown）發生，而部份安規標準更要求不得有電氣閃絡（Flashover/ARC發生，但并無測試標準。ARC是屬於電氣放電的一種，當ARC發生時已表示絕緣能力已不足，若多次的ARC發生，則會導致絕緣破壞。 　　
7 、為何需要做電壓補償? 　　
在耐壓測試中，測試電壓的標準是判斷良品的主要因素之一。許多耐壓測試設備以變壓器將低電壓轉換為高電壓後輸出，但儀器的內部阻抗會造成分壓，尤其在一些品質不良的耐壓測試設備中，實際輸出電壓無法達到安規標準。為避免失誤判定為良品而造成不必要的困擾，優良的耐壓測試設備會以自動增益補償（Auto Gain Compensation）修正與補償電壓至所須電壓值，并將電壓表設計於輸出端，以便正確量測輸出電壓是否不足。　　
8 、何謂接地阻抗測試? 　　
接地保護有二種測試方法：接地連續測試（Ground Continuity test, GC）及接地連接測試（Ground Bond test, GB）。接地保護測試的目的在於不讓使用者在不當電流產生時，電流會流向大地，接觸機體則不會導致電氣危害。　　
9 、何謂絕緣電阻測試? 　　
絕緣阻抗測試和直流耐壓測試是非常相似的，於相關連的兩點施以直流電壓（50~1000V），可判定良品及不良品。絕緣阻抗測試為非破壞試驗，且能偵測絕緣是否良好，在某些規范中，是先做絕緣阻抗測試再進行耐壓測試，而絕緣阻抗測試無法通過時，往往耐壓測試也無法通過。　　
10、 何謂漏電流? 　　
當電流經過絕緣阻抗後溢出，稱之為漏電流（Leakage current），當漏電流經由人體接觸，使電流經過人體後流向Earth，即造成電氣傷害。漏電流測試與耐壓測試、接地保護測試的不同處，在於設備是在運作狀態下做測試。漏電流測試中會加上一個人體模擬阻抗電路，可模擬在真實情況下漏電流經過人體的大小。