小功率电动机工作温度下泄漏电流测试
摘要:本文介绍了泄漏电流的概念、产生机理及安规测试中的重要性,同时针对电流对人体效应,概述了相应人体模拟测量网络。以小功率电动机为例,阐述了泄漏电流的测试方法和构成分量。
关键词:泄漏电流 绝缘 泄露 接触电流 人体效益 测量网络
一、概论
泄漏电流测试是安规测试中的一项重要测试,限制电器产品泄漏电流是为了保证其在正常或单一故障条件下,当人接触产品的可触及部件时,流经人体的电流不会对人产生伤害。电击是由于电流通过人体而造成的只需毫安级的电流就会使健康的人体产生反应,这种不知不觉的反应可能会导致间接的危害,人体受电击致死的主要原因是强电流刺激而引起心跳停止,因此为了保证使用和维修人员的安全,电器产品必须进行安全设计,出厂时必须进行泄漏电流测量。
通常安规执行单位如:UL、CSA、IEC、BSI、VDE、TUV和JSJ等都会要求涉及安全的电器产品必须通过这项测试。
将泄漏电流限制在一个很小值,这对提高产品安全性能具有重要作用。
二、泄漏电流的概念:
绝缘体理论上是不导电的,但实际上几乎没有任何绝缘材料是绝对不导电的。任何一种绝缘材料,在其两端施加电压,总会有一定电流通过,这种电流就叫泄漏电流,而这种现象叫做绝缘体的泄漏。泄漏是电介质本身固有(微量杂质)并与外界因素(水分子)取合后,所形成非阻隔电荷流动能力的微量导电现象。
以物理学上讲,泄漏电流可以定义为从带电部件通过绝缘流到导电部件的电流,从安全角度而言,泄漏电流主要考虑可能流过人体的有害电流——接触电流。泄漏电流有两种电流组成,接触电流和保护导体电流。
本文讨论的泄漏电流均以接触电流表示。
IEC61140—2001《电击防护、装置和设备的通用部件》第3.9节接触电流定义为:当在正常条件或在故障条件下,人体或动物体接触电气设备或设施的一个或多个可触及部件时,流过人体或动物体的电流,接触电流(仅在人体是电流通道时存在)还可以定义为流入代表人体阻抗网络的电流。
通常意义上定义泄漏电流实际上就是电气设备在没有故障和施加电压的作用下,电器设备中带相互绝缘的金属零件之间或带电零件与接地零件之间,通过其周围介质或绝缘表面所形成的电流。
泄漏电流值,表示着介质的绝缘强度的趋势,用以辅助分析和判断电器产品的绝缘状态,泄漏电流是用来确定导电部件是否可能引起触电(麻电感觉)的带电部件,所以泄漏电流限值对不同类型的电器有不同要求,原则是当人接触这些电器时,不会引起触电。
三、人体模拟测量网络
按照GB/T 12113—2003《接触电流和保护导体电流的测量方法》推荐的接触电流的测量方法是以流经人体的电流可能引起的效应为基础的。
电流对人体的效应较复杂,最为重要的效应为感知、反应、摆脱和电灼伤,这四种人体效应中的每一种效应都有一个单独的阈值,其中某些阈值随频率的变化存在很大差异。本标准采用了更具代表性的人体模型,针对最普遍情况下,一般意义的电击而选择的,考虑到电流通路和接触条件,使用正常条件下几乎完全从手到手或从手到脚接触的人体模型。
四种效应中,感知、反应和摆脱与接触电流的峰值有关,并随频率的变化而不同,而电灼伤与接触电流的有效值有关与频率无关。
对应不同效应的三种测量网络如图1~图3
图1 未加权的接触电流的测量网络
图2加权接触电流(感知电流或反应电流)的测量网络
图3 加权接触电流(摆脱电流)的测量网络
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