您使用的耐压测试器安全吗?

  仪器信息网 ·  2012-09-20 09:02  ·  19024 次点击
您使用的耐压测试器安全吗?
前言:
针对目前业界广泛使用的安规测试仪器之耐压测试器在使用过程中的安全问题,提出一些需要重视的、同时是关系到仪器操作者实际可能面临的危险,本文集中讨论了几个在耐压测试器中采用安全保护线路的原理。
时之所趋提高测试仪器安全性是普遍共识
随着消费者的安全意识抬头以及制造厂商对于产品品质的日趋重视,目前各厂商在生产的过程中几乎都会进行产品的安全测试以确保自己产品的品质和安全性,同时世界各国的产品检测机构对于提高产品的安全性能也是非常的强调和重视,如TUV,UL,SGS,CCC等认证机构,这些机构在产品的安全测试有非常严格的要求。产品通过了这些公证机关的产品安全认证后,都会在产品贴上相对应的安全认证标志以显示自己产品是安全的。
但是这些认证机构或者是生产厂商,往往都忽略了一个关键问题,他们在测试过程中所使用的检测设备是否安全,也就是用来检测产品安全性所使用的测试仪器是否安全,或者说他们的测试仪器操作员是否在一个安全的环境下来进行产品安全测试。
产品安全测试,许多年来的基本设备之一就是电气强度测试器或者简称高压测试器。但是像如今许多电子设备一样,因为必须处理更多更成熟复杂的电子产品,这类的测试器有了许多变化。依靠最新的微处理器和软件使得新的与安全相关的特性得以实现,这些特性包括快速的切断(输出)速度,各种失效(Fail)指示电路的设计,无负载设定电流的限值和接地失效断流电路(GFI)。所有的这些先进的安全特点都是为了保护操作者并减少危险所带来的影响。
传统高压测试器所带来的危险
传统的模拟式高压测试器只有极少的安全措施。这些模拟式的设计不是很容易进行简单的安全改进,并且部分改进的成本很高使得仪器制造厂并不愿意去这样做。
当电流超过了跳脱设置值时,一些这样的测试器并不能关闭高电压电路。而是组成了高电抗变压器,这种变压器是限流的。电压崩溃了,使电流限于一个短路电流,这个电流一般是小于15mA,但是以现在的安全标准来看,这个电流数值是相当危险的。5mA到10mA之间的电流能使一个操作者感到麻痹。20mA到40mA的范围内的电流会使操作者的肌肉痛苦地收缩,并会因此构成呼吸困难而导致窒息。电流在40mA到70mA范围的只要达到1S或更长的时间就会引起心室纤维性颤动,并可能因此致命。
在一个传统的模拟式高压测试器上设置电压和跳脱电流,操作都不得不在有高压产生的环境下进行调节,用一个负载电阻同时外接一个电流表以获得期望的读值。调节输出直到高电压电路或者警报灯/蜂鸣器发出警告再关闭。通常,必须重复这个过程几次。
今天,微处理控制电路的主要优点在于拥有没有负载状态下完成设置的特点。现在所有参数都可以在没有高电压的状态下面通过菜单的软件程序来设定。这个技术使现在的参数设定方法比传统的方法更安全和更精确。
失效指示控制
为了进一步减少操作者在使用高压测试器时可能遭受电击的危险。一台高压测试器应该整合几种有快速中断输出的失效指示控制来保护操作者。下面介绍四种能达到这种要求的控制电路:
1.高、低电流传感器电路(High-andLow-CurrentSensor)
高、低电流传感器电路是一个由400ms切断速度的调节电路,高电流传感器允许操作者为测试器设定最大容许漏电流值,而低电流传感器则是设定一个最小漏电流以确保被测物(DUT)在装置完成后可以进行测试。
如果测试的结果在这个最小值和最大值之间,则表示DUT通过了测试。如果高压测试器在测试期间测得的值在最小值以下,它将给一个Fail信号。这个信号告诉操作者测试电流已经低于所需要的最小量,例如,它可能的状况是测试器连结被测物(DUT)的一个测试端子脱落了。
过载传感器电路(OverloadSensor)
第二个失效指示电路是一个切断电路。这个过载检测器关闭高电压的速度对于保护操作者在工作时的安全很重要。过去,如果操作者在作高压测试时受到高压电击,那么可能的状况是他在测试开始后与高压源有了接触。如果这个操作者并未与高压源发生接触,那么使他遭受高压电击的另一个可能,是测试中产生了高压电弧。
过载检测器是用硬件来调整到一个设置的点,而这个点比设备的最大容许电流值更高一点。如果过载检测器检测到的电流超过了这个值,在400μs之内微处理器会发出一个切断信号来关闭高电压电路。
电弧检测器电路(ARCDetector)
电弧指示电路,为第三个失效指示电路,包含了一个高通滤波器电路,仅仅对于频率大于10KHz的电流讯号作出反应。高通滤波器把这些高频信号输送到比较器,比较器与用户选择的灵敏度位准作比较。如果过载检测器检测到的电流超过了这个位准,比较器将把一个切断信号提供给微处理器,仪器将在400μs内关闭高压(见附图一)。
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附图一
接地失效中断电路(GroundFaultInterrupter)
第四个安全特性就是智能型GFI电路。这个电路具有与家庭用漏电保护器相同的原理,具有当流过地的电流超过预定的水平位准时关闭应用装置的功能。在家庭当中,这个保护装置常安装在例如洗澡间,厨房,地下室等容易发生电气危险的地区。这个电路在便携式电动工具中也有使用。
当在进行高电压测试时,DUT(被测物)应该与地隔离,但是,这并不是很实际的,如果DUT接地了,必须关闭这个GFI电路或者高压测试器将发出信号指示有产生错误的条件,因为它测试到一个通过地回流的漏电流。(如附图二)。
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附图二
高压测试器中的智能型GFI电路平时应该是打开的,当额外的电流流到地时可使高电压关闭。智能型GFI电路的意义在于不论DUT的结构是悬浮或者接地。它总是可以侦测这个DUT的结构以自动地关闭或打开。
智能型GFI是真正的安全功能电流,因为操作者已经可以脱离以前的工作模式。它总是可以在一种透明安全的状态下工作。仅当DUT是悬浮的并且高压测试也是悬浮状态的时候这样的电路才会激活。
这个断流电路的主要目的是要防止和保护操作者偶然接触到暴露高压,电路应该在一个短时间内动作,例如450μA交流电或直流在不到1mS的时间内。(见附图三)

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