一、概述

電子設(shè)備的安全性是決定其質(zhì)量的各要素中最重要的部分。安全參數(shù)包括以下的參數(shù)：交/直流高電壓、直流高絕緣電阻（或絕緣電阻）、接地電阻、泄漏電流、脈沖高壓、脈沖大電流等。

大多數(shù)制造商，特別是信息技術(shù)設(shè)備的制造商，選擇四種最主要的產(chǎn)品安全檢測(cè)作為生產(chǎn)流程最后的常規(guī)產(chǎn)品測(cè)試。它們包括耐壓測(cè)試、絕緣測(cè)試、接地導(dǎo)通測(cè)試和泄漏電流測(cè)試。設(shè)計(jì)這些測(cè)試是為了確保使用者在操作設(shè)備時(shí)不會(huì)因?yàn)檎`操作或儀器失效而發(fā)生觸電事故。

二、耐壓測(cè)試

耐壓測(cè)試又稱為高壓測(cè)試或介電強(qiáng)度測(cè)試，可能是大家熟悉和在產(chǎn)品流程安全測(cè)試中用的最多的。它實(shí)際上在每一個(gè)安全標(biāo)準(zhǔn)中都被引用，這一點(diǎn)表明了它的重要性。

測(cè)試目的：

耐壓測(cè)試是一種無損壞性的測(cè)試，它用來檢測(cè)經(jīng)常發(fā)生的瞬態(tài)高壓下產(chǎn)品的絕緣能力是否合格。它在一定時(shí)間內(nèi)施加高壓到被測(cè)試設(shè)備以確保設(shè)備的絕緣性能足夠強(qiáng)。進(jìn)行這項(xiàng)測(cè)試的另一個(gè)原因是它也可以檢測(cè)出儀器的一些缺陷，例如制造過程中出現(xiàn)的爬電距離不足和電氣間隙不夠等問題。

儀器原理：

最初的耐壓測(cè)試儀僅僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的變壓器和調(diào)壓器，它把市電變?yōu)樗枰臏y(cè)試電壓，施加到被測(cè)試樣品上。然而，由于市電的波動(dòng)性，人們有時(shí)不得不把輸出電壓調(diào)節(jié)到大于實(shí)際需要值的20%的程度，以防止輸入電壓可能的波動(dòng)。同時(shí)，在很多安全標(biāo)準(zhǔn)中都特別要求所使用的耐壓測(cè)試儀有500VA以上的容量，這是為了保證在樣品有較大的漏電流時(shí)，耐壓測(cè)試儀仍然有足夠大的輸出電壓。然而隨著技術(shù)的發(fā)展，這種要求已經(jīng)過時(shí)了。新型的耐壓測(cè)試儀都是具有足夠的源電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，只是一些老的安全標(biāo)準(zhǔn)仍然有這方面的要求。實(shí)際上很多的新標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不再將500VA容量列入對(duì)耐壓測(cè)試儀的要求。從使用人員的角度來看，耐壓測(cè)試儀500VA的容量反而是一種對(duì)操作員的威脅。

由于各種測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不同流水線大批量測(cè)試及人們對(duì)電氣安全性能的認(rèn)知不斷提高，要求耐壓測(cè)試裝置的功能相應(yīng)提高，調(diào)壓器式的耐壓測(cè)試儀器的功能有限，采用全電子程控技術(shù)和功率電子技術(shù)的新型耐壓測(cè)試儀正在普及。目前，這類耐壓測(cè)試儀器主要分為兩種：一種采用單片機(jī)作為監(jiān)控中心、數(shù)字波形合成技術(shù)加線性功率放電器作為測(cè)試源；另一種采用單片機(jī)作為監(jiān)控中心、SWPM脈沖發(fā)生器加IGBT脈沖功率放大器作為測(cè)試源。

這種耐壓測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，抗干擾能力和可靠性取決于整機(jī)的設(shè)計(jì)和電子元件的質(zhì)量，輸出波形失真小，輸出頻率可變（50Hz/60Hz）,輸出電壓調(diào)整范圍寬、控制精度高，在功率范圍內(nèi)的輸出電壓穩(wěn)定，不受負(fù)載變化的影響，測(cè)試源輸出功率一般可達(dá)到500W，超功率輸出時(shí)儀器能自動(dòng)保護(hù)，輸出電壓設(shè)置在無電壓輸出的情況下進(jìn)行，安全性好，對(duì)被試品有電弧、爬電、閃絡(luò)等絕緣性能方面的潛在隱患的檢測(cè)容易實(shí)現(xiàn)，電壓輸出方式可通過軟件滿足各種標(biāo)準(zhǔn)要求，如分段升壓、定時(shí)升壓、定速升壓等，能進(jìn)行擊穿點(diǎn)分析，擊穿保護(hù)速度快，漏電流顯示分辨率可達(dá)納安級(jí)，非常適用于高標(biāo)準(zhǔn)的電器或元器件測(cè)試。工作時(shí)對(duì)電網(wǎng)干擾小，儀器的校準(zhǔn)通過按鍵或通信接口進(jìn)行，便于和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)完成測(cè)試統(tǒng)計(jì)、分選工作，可對(duì)被試品連續(xù)進(jìn)行測(cè)試。

耐壓測(cè)試儀主要是由交（直）流高壓電源，定時(shí)控制器，檢測(cè)電路，指示電路和報(bào)警電路組成，基本工作原理是：將被測(cè)試儀器在耐壓測(cè)試儀輸出的試驗(yàn)高電壓下產(chǎn)生的漏電流與預(yù)置的判定電流比較，若檢出的漏電流小于預(yù)設(shè)定值，則儀器通過測(cè)試，當(dāng)檢出的漏電電流大于判定電流時(shí)，試驗(yàn)電壓瞬時(shí)切斷并發(fā)出聲光報(bào)警，從而確定被測(cè)件的耐壓強(qiáng)度。

耐壓測(cè)試儀的技術(shù)指標(biāo)主要包括其輸出交直流電壓和預(yù)設(shè)定切斷電流。模擬指示型的耐壓測(cè)試儀通常采用引用誤差的形式表征其電壓最大允許誤差，比如3級(jí)的電壓表，表示電壓表的指示值誤差應(yīng)小于其滿量程值的3%。對(duì)于數(shù)字式的耐壓測(cè)試儀則采用不同的方式進(jìn)行確定。

三、耐壓測(cè)試方式

1、  基本方法

測(cè)試的連線方法，一般情況下高電壓將施加的被測(cè)絕緣體之間，例如加在電源初級(jí)回路和被測(cè)儀器的金屬外殼之間。如果其間的絕緣性足夠好，加在上面的電壓差就只會(huì)產(chǎn)生很小的漏電流。另一個(gè)情況是測(cè)試電源初級(jí)和次級(jí)回路之間的絕緣性。在這種情況下，將所有的輸出端都短接，并與耐壓測(cè)試儀的低端線路連接，然后將被測(cè)儀器電源初級(jí)端的L線和N線短接，并與耐壓測(cè)試儀的高壓輸出端連接。在測(cè)試時(shí)一定要記住，被測(cè)儀器并不接工作電源，處于不工作狀態(tài)，但必須將其電源開關(guān)打開。實(shí)踐表明，在不打開電源開關(guān)的情況下，耐壓測(cè)試非常容易通過測(cè)試，但儀器本身可能是不合格的。

測(cè)試電壓的確定應(yīng)參考不同的安全標(biāo)準(zhǔn)。如果測(cè)試電壓太低，絕緣材料就會(huì)因?yàn)闆]有施加足夠的電壓而導(dǎo)致不合格的絕緣通過測(cè)試；如果電壓過高，測(cè)試時(shí)會(huì)對(duì)絕緣材料造成永久性的損害。但是，有一個(gè)通用的規(guī)則，就是采用經(jīng)驗(yàn)公式：試驗(yàn)電壓=電源電壓×2+1000V。例如：試驗(yàn)產(chǎn)品的電源電壓為120V，則試驗(yàn)電壓=120V×2+1000V=1240V。實(shí)踐上這種方法也正是大多數(shù)安全標(biāo)準(zhǔn)化采用的方法。用1000V作為基礎(chǔ)公式一部分的原因就在于任何產(chǎn)品的絕緣性能每天都在受到瞬態(tài)高壓的沖擊，實(shí)驗(yàn)室和研究表明，這一高壓最高可以達(dá)到1000V。

通常耐壓測(cè)試時(shí)間為一分鐘。由于在生產(chǎn)線上要進(jìn)行大量的產(chǎn)品耐電測(cè)試，測(cè)試時(shí)間通常降低到只有幾秒鐘。有一個(gè)典型實(shí)用的原則，當(dāng)測(cè)試時(shí)間降到只有1~2秒的情況下，測(cè)試電壓必須增加10~20%，以保證短時(shí)間測(cè)試時(shí)絕緣的可靠性。

報(bào)警電流的設(shè)定應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的產(chǎn)品來確定。最好的方法是預(yù)先對(duì)一批樣品做漏電流試驗(yàn)，得到一個(gè)平均值，然后確定一個(gè)略高于此平均數(shù)的值為設(shè)定電流。由于被測(cè)試儀器不可避免存在著一定的泄露電流，因此應(yīng)該保證所設(shè)定的報(bào)警電流足夠大，以免被泄露電流誤觸發(fā)，通水應(yīng)足夠小以避免放過不合格的樣品。在某些情況下，還可以通過設(shè)定所謂的下限報(bào)警電流來判斷樣品是否與耐壓測(cè)試儀的輸出端有接觸。

2、  交直流測(cè)試的選擇

測(cè)試電壓，大部分的安全標(biāo)準(zhǔn)允許在耐壓測(cè)試中使用交流或直流電壓。若使用交流測(cè)試電壓，當(dāng)達(dá)到電壓峰值時(shí)，無論是正極性還是負(fù)極性峰值時(shí)，待測(cè)絕緣體都承受最大壓力。因此，如果決定選擇使用直流電壓測(cè)試，就必須確保直流測(cè)試電壓時(shí)交流測(cè)試電壓的倍，這樣直流電壓才可以與交流電壓峰值等值。例如：1500V交流電壓，對(duì)于直流電壓若要產(chǎn)生相同數(shù)量的電應(yīng)力必須為1500×1.414即2121V直流電壓。

使用直流測(cè)試電壓的其中一個(gè)好處在于直流模式下，流過耐壓測(cè)試儀報(bào)警電流測(cè)試裝置的是真正的流過樣品的電流。采用直流測(cè)試的另一個(gè)好處在于可以逐漸的施加電壓。在電壓增加時(shí)通過監(jiān)視流過樣品的電流，操作者可以在擊穿發(fā)生前察覺到。需要注意的是當(dāng)使用直流耐壓測(cè)試儀時(shí)，由于電路中的電容充電，必須在測(cè)試完成后對(duì)樣品進(jìn)行放電。事實(shí)上，無論是測(cè)試電壓是多少，其產(chǎn)品特點(diǎn)如何，在操作產(chǎn)品前對(duì)其放電都是有好處的。

直流耐壓測(cè)試的不足在于它只能在一個(gè)方向施加測(cè)試電壓，不能像交流測(cè)試那樣可以在兩個(gè)極性上施加電應(yīng)力，而多數(shù)電子產(chǎn)品正是在交流電源下進(jìn)行工作的。另外，由于直流測(cè)試電壓較難產(chǎn)生，因此直流測(cè)試比交流測(cè)試成本要高。

交流耐壓測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)在于，它可以檢測(cè)所有的電壓極性，這更接近與實(shí)際的使用情況。另外，由于交流電壓不會(huì)對(duì)電容充電，因此大多數(shù)情況下，無需逐漸升壓，直接輸出相應(yīng)的電壓就可以得到穩(wěn)定的電流值。并且，交流測(cè)試完成后，無需進(jìn)行樣品放電。

交流耐壓測(cè)試的不足在于，如果測(cè)試中的線路中有大的Y電容，在某些情況下，交流測(cè)試將會(huì)誤判。大部分安全標(biāo)準(zhǔn)允許使用者在測(cè)試前不連接Y電容，或者改為使用直流測(cè)試。直流耐壓測(cè)試在加高壓電壓于Y電容時(shí)，不會(huì)誤判，因此此時(shí)電容不會(huì)允許任何電流通過。

3、  耐壓儀最大允許誤差的考慮

由于耐壓測(cè)試儀的輸出電壓不會(huì)100%準(zhǔn)確。在確定測(cè)試電壓的同時(shí)，應(yīng)考慮儀器輸出電壓的誤差，可以采用耐壓儀本身的技術(shù)指標(biāo)或上級(jí)機(jī)構(gòu)的校準(zhǔn)證書。例如在交流3000V下進(jìn)行耐壓測(cè)試，耐壓測(cè)試儀在此上的最大允許誤差為3%，即90V，那么為了保證足夠的測(cè)試電壓，應(yīng)將輸出測(cè)試電壓調(diào)節(jié)到3090V才足夠。當(dāng)然，如果耐壓測(cè)試儀本身輸出偏高，則這樣做存在電壓偏高的風(fēng)險(xiǎn)，測(cè)試者應(yīng)充分考慮。

4、  準(zhǔn)確測(cè)試的注意事項(xiàng)

新型的程控耐壓測(cè)試儀往往提供了許多老式型號(hào)中沒有的功能，比如電壓預(yù)設(shè)定、電流預(yù)設(shè)定、地線測(cè)試、電弧檢測(cè)、電流除零等。這些功能可以為測(cè)試帶來許多的方便，然后正確的使用這些功能卻往往容易被忽視。

5、  交流小電流測(cè)試

某些儀器生產(chǎn)商宣城他們的耐壓測(cè)試儀可以達(dá)到納安級(jí)別的漏電流分辨率。然而，實(shí)際的交流測(cè)量似的人們很難真正進(jìn)行這樣小電流的測(cè)試。在任何電路中都有一定量的電容存在，即使是一個(gè)簡(jiǎn)單的變壓器也在其繞線和鐵芯間有點(diǎn)融。電容不但會(huì)因?yàn)橛幸欢ǖ碾娮瓒a(chǎn)生漏電流，在交流電壓下電容本身也是一個(gè)阻抗期間。這些電流是獨(dú)立于用戶所希望測(cè)試的電流之外的，其大小取決于電容值、頻率和施加電壓。

大多數(shù)的耐壓測(cè)試儀往往在電壓回路端接地，有時(shí)被測(cè)試的樣品也會(huì)在低端接地，因此在這種情況下，耐壓測(cè)試儀所測(cè)量到的漏電流必然是通過被測(cè)樣品的漏電流和耐壓測(cè)試儀本身漏電流的總和。耐壓測(cè)試儀本身漏電流通常是非常小的，然而在測(cè)量納安級(jí)的漏電流時(shí)，它將是一個(gè)主要的問題。

6、  除零誤區(qū)

某些型號(hào)的耐壓測(cè)試儀提供了一種電流除零的功能，通常叫做OFFSET共鞥。其具體的方法是，首先在不接被測(cè)樣品的情況下做耐壓測(cè)試，此時(shí)的漏電流包括耐壓儀本身和測(cè)試夾具所引入的漏電流。此電流被置零，在隨后的測(cè)試中，顯示的漏電流將是實(shí)際漏電流減去置零電流。