保险丝绝缘电阻和耐压测试的区别,在于评价的问题和合格判据不同。绝缘电阻测试主要测量规定电压下的绝缘电阻水平;耐压测试主要验证规定电压、规定时间内的绝缘承受能力,检查是否出现不允许的击穿等现象。
一项合格,不能自动代替另一项。比较之前,还要确认测试的是哪一段绝缘、样品是否已经按规定动作,以及采用什么条件。本篇以一次性电流保险丝为主,说明两项试验的关系;温度保险丝、保险丝座和安装组件的具体要求,应分别核对。
一、绝缘电阻和耐压测试,分别检查什么?
1. 绝缘电阻测试:检查绝缘对电流的阻碍程度
绝缘部位并不意味着任何条件下电流都绝对为零。施加规定的直流测试电压后,仪器测量相应电流,在规定读取条件下得到绝缘电阻。电阻常以MΩ、GΩ等单位表示,具体产品也可能采用其他量级,不能仅凭单位推定合格要求。
在同一电压及可比较的读取状态下,电阻性漏电流越小,对应的绝缘电阻越大。这里的“漏电”可以是很小的电流,并不需要先出现明显短路或持续电弧。测量初期还可能包含充电和介质吸收等影响,因此读取时刻也是试验条件的一部分。
绝缘电阻与冷态电阻检查的是不同路径和状态。冷态电阻通常用于评价正常导电路径的小电阻;绝缘电阻则用于评价规定绝缘路径。不能把毫欧表测得的导电电阻,直接当作绝缘电阻结果。冷态测量方法另见保险丝冷态电阻怎么测。
2. 耐压测试:检查规定电压下的绝缘承受能力
耐压测试也称耐电压试验,常用于评价电气强度。试验按要求施加电压并保持规定时间,检查击穿、闪络或其他不允许的现象,同时按适用方法核对电流等判据。测试电压、交流或直流形式及持续时间,都应有相应依据。
HIOKI的技术说明将两者区分为:绝缘电阻测试测量一定电压下的电阻,而耐压测试检查绝缘是否会发生击穿。[1]所以,即使使用一台集成式绝缘耐压仪完成两项试验,也仍然是不同的测试项目。
耐压合格表示样品在该项规定条件下通过试验。它不等于已经测出了极限击穿电压,更不意味着可以把试验电压直接作为产品的长期工作电压。
二、测试之前,先确认测的是哪一段绝缘
1. 样品处于导通状态,还是规定动作后的状态
一只尚未动作的普通电流保险丝,其两个端子之间原本就通过熔体形成导电路径。若要评价这两个端子之间断开后的绝缘,就必须确认资料要求的样品状态,不能把仍然导通的两端直接当作同一绝缘测点。
有些规格书明确标注“Insulation Resistance (After Opening)”,即断开后的绝缘电阻。[3]阅读时应保留“断开后”这一限定,还要核对通过什么规定方法动作、是否经过预处理以及何时测量。
随意剪断样品,不能自动替代规定的动作或预处理过程;按不同电流、电压条件断开的样品,也不能不加核对地混用。试样分组、试验顺序和恢复条件,应采用适用方法,不能统一规定所有保险丝都先测绝缘电阻、再测耐压。
2. 测试对象是熔断体,还是保险丝座及安装组件
“保险丝绝缘测试”在现场可能指熔断体断开后的两端,也可能指保险丝座或安装组件中,规定带电部位与其他规定测试部位之间的绝缘。这些对象的结构、绝缘路径和适用要求可能不同。
例如,熔断体两端的断口绝缘,与支持件中导电部位到外部规定部位的绝缘,并不是同一条路径。需要按标准设置外部测试电极时,也不能把电极位置、覆盖范围和连接方式随意简化。
确认测试对象后,再确定测点和条件。保险丝座资料里的耐压数值,不能直接套到保险丝本体;温度保险丝的试样状态和要求,也不能直接套到电流保险丝。熔体断开后为何还需要灭弧和绝缘恢复,可参阅电流保险丝为什么需要灭弧。
三、两项试验的条件和判定方式有哪些不同?
比较两项结果时,不能只看报告中的“PASS”。需要把施加电压、时间、测量对象和判据放在一起核对。下表说明比较项目,不提供所有保险丝通用的测试参数。
| 比较项目 | 绝缘电阻测试 | 耐压测试 |
|---|---|---|
| 施加电压 | 通常采用规定的直流测试电压 | 采用规定的交流或直流试验电压,不能自行互换 |
| 时间要求 | 核对充电、延时及规定读取时刻 | 核对升压、保持、降压等适用要求 |
| 仪器结果 | 电阻读数及对应测试条件 | 实际施加电压、检测电流及不允许现象的判定 |
| 合格判据 | 按适用要求比较绝缘电阻下限等条件 | 按适用要求检查击穿、闪络及相关电流等条件 |
| 样品和测点 | 确定预处理、样品状态及所测绝缘路径 | 同样需要明确对象与路径,不能假定必然与另一项相同 |
| 结果边界 | 证明该项条件下的绝缘电阻符合要求 | 证明该项电压应力和持续时间下的耐压要求得到满足 |
绝缘电阻的直流测量与耐压试验中的电流判定,应按各自方法解释。尤其在交流耐压试验中,检测电流可能包含电容性分量,不能把总电流直接全部视为电阻性漏电流,再用U/I与直流绝缘电阻硬作比较。
如果对应型号没有明确给出某项试验的条件和限值,应先取得适用标准、受控规格书或经确认的检验依据。不能因为其他型号使用某个电压、时间或MΩ数值,就将其当成本型号的要求。
绝缘测试会施加试验电压,应在合适的测试设施中按仪器及方法要求操作。样品与外部工作电源隔离,试验结束后完成规定放电,再进行接触、换线或后续检查;不能在正常带电回路上直接照搬试验接线。
四、为什么一项合格,不能代替另一项?
1. 绝缘电阻合格,为什么仍可能耐压不合格
绝缘电阻的合格结果对应其施加电压、读取时间和试样状态。它不能直接证明绝缘在另一种电压应力下的表现。如果耐压试验要求更高或不同形式的电压,局部薄弱处可能在该条件下发生击穿。
假设情形甲:某绝缘路径在规定的直流绝缘电阻测试条件下,读数达到要求;但其局部存在薄弱点,在另一项规定的耐压试验中出现击穿。甲通过了绝缘电阻项目,却未通过耐压项目。
这个情形用于说明评价条件的差异,不是蓝光产品失效记录。真实不合格原因还需检查样品、夹具、表面状态和试验过程,不能仅凭这两个结果直接确定根因。
同时,不能简单把耐压理解为“把绝缘电阻测试电压调高一点”。两个项目的时间、波形、检测方式和判据需要分别确认。
2. 耐压合格,为什么仍可能绝缘电阻不合格
耐压试验不出现击穿,并不等于绝缘电阻一定达到另一项要求的下限。如果耐压项目的电流门限相对宽松,某些绝缘路径可能满足这一门限,却达不到更严格的绝缘电阻要求。
假设情形乙:用简化数字说明判据不同。设同一绝缘路径可近似为固定的5MΩ电阻,绝缘电阻项目假设要求不低于20MΩ,则这一项目不合格。
再假设另一项直流耐压试验施加500V,对电流设置的假设上限为1mA,且在规定试验过程中未出现击穿等不允许现象。按这个简化模型:
I = U ÷ R = 500V ÷ 5MΩ = 0.1mA
0.1mA低于这里假设的1mA门限,但5MΩ仍低于这里假设的20MΩ绝缘电阻下限。
上述电阻、电压和门限全部是计算假设,不是任何保险丝型号的测试设置或合格标准。本例忽略电容、吸收和非线性等影响,只演示两种判据可以得出不同结果;正式耐压合格还需满足对应方法的全部条件。
交流耐压还需要考虑电容性电流,因此不能通过耐压仪的一个电流读数,直接反推出规定直流条件下的绝缘电阻。两项均有要求时,应分别保留测试条件、实测结果和项目判定。
核对这两项试验时,先问四件事:测什么对象、哪一段绝缘、样品处于什么状态、采用哪份依据中的条件和判据。确认以后,再比较各项结果。
即使两项绝缘试验均合格,也不能据此认定熔断时间、温升和分断能力等其他性能全部合格。完整验证的项目与分组,另见保险丝型式试验是什么;报告信息的核对方法见保险丝检测报告怎么看。
资料来源
- HIOKI:Insulation resistance testing,两项试验评价目的的区别。
- HIOKI:Withstand voltage testing,耐压评价及按适用要求确定条件的说明。
- Littelfuse 466系列规格书:After Opening试样状态的表述示例。
仪器资料用于说明测量原理,不将其中其他产品的接线、测试电压或限值套用于保险丝。产品示例用于说明资料中的状态限定,不作为蓝光型号的判定依据。