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值得收藏!LED照明灯具的耐压及应对措施

楼主:金鉴LED技术好文章推选 时间:2018-06-25 19:41:26

文章来源:国星光电、网络资讯整理而成

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耐压测试,俗称Hi-pot测试,在标准中有时称为电气强度测试,是通过对设备施加一个高于其额定值的电压,并维持一定时间来判定设备的绝缘材料和空间距离是否符合要求的测试。    

耐压测试的意义


正常情况下,电力系统中的电压波形是正弦波。电力系统在运行中由于雷击、操作故障或电气设备的参数配合不当等原因,造成系统中某些部分的电压突然升高,大大超过其额定电压,这就是过电压。


过电压按其发生的原因可分为两大类:一类是由于直接雷击或雷电感应而引起的过电压,称为外部过电压;另一类是由电力系统内部的能量转换或参数变化引起的,例如切合空载线路、切断空载变压器、系统内发生单相弧光接地等,称为内部过电压。

内部过电压是确定电力系统中各种电气设备正常绝缘水平的主要依据,也就是说,产品的绝缘结构的设计不但要考虑额定电压,而且要考虑产品使用环境的内部过电压。耐压测试就是检测产品绝缘结构是否能够承受电力系统的内部过电压。


测试点和测试电压值

  

测试点和测试电压值依据具体产品的相关标准来确定。不同地区由于工业额定电压的差异,核算出来的耐压值也会有差异。中国的国标标准,基本由IEC标准翻译而来。下面图标是GB 7000.1-2007对耐压的要求:


对于非SELV产品,I类灯具和II类灯具有着较大的耐压值差异,分别为2U+1000和4U加2750V。按照中国的额度电压220V算,I类灯具耐压要求为1440V,II类为3630V,II类是I类的两倍有余。因此,在灯具设计时,我们可以尽可能地采用I类设计,这样可以大大降低对于产品绝缘能力的要求。


直流耐压测试和交流工频耐压测试的区别


耐压测试有两种方式:一种是交流工频耐压测试, 另一种是直流耐压测试。绝缘材料的特性决定了交流和直流电压的击穿机理不同,大多数绝缘材料和系统都包含了一系列不同的介质,当对之施加交流试验电压时,电压将按材料的介电常数和尺寸等参数的比例来分配电压。


而直流电压只按材料的电阻的比例来分配电压。原本绝缘的介质,在电容效应下,将拥有一个更小的阻值。因此在同等耐压值情况下,交流耐压将得到一个更大的漏电流。


所以,我们认为交流耐压测试比直流耐压测试更加严格。实际操作中,在进行耐压测试时,如果要使用直流做耐压测试时,试验电压要求比交流工频的试验电压高。

一般直流耐压测试的试验电压是通过把交流试验电压的有效值乘以一个常数K。由于日常生活着,我们大多数采用工频的交流电,因而采用交流电压耐压测试,拥有更加通用性的测试意义。


形式试验和工厂测试


形式测试是用来判断产品的绝缘结构设计是否符合实际使用,通常是在温升测试、潮态测试、异常测试和其它的一些测试后立即进行,一般是对产品施加试验电压一分钟。


工厂测试是检测生产过程的生产缺陷,不是检测绝缘结构的设计是否合理,通常是在产品完成后准备包装前进行的。产品绝缘结构的缺陷通常会有如下的情况:锋利的部件损伤了电线绝缘层;


连接线-地间或初级-次级间的电子元器件短路;电线的焊接点焊得不好或脱落;爬电距离减少;变压器内的绝缘损坏等。为了适应大批量生产,工厂测试还可以将试验电压值提高20%,试验时间由1分钟缩短到1秒钟。

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漏电流的设定

这里的漏电流专指耐压测试中产生的漏电流,为我们在测试中设定的报警阀值。人体对于电流的反应情况有:感知电流:男1.1mA,女0.7mA;摆脱电流:男9mA,女6mA (概率99.5%);致命电流(室颤电流):50mA(电流持续时间超过心跳周期),500mA(电流持续时间在0.1秒以内)。


当流过人体的电流超过10mA,人就有触电的危险。故一般情况下,型式试验的漏电流标准定义为5mA。GB 7000.1中,型式试验部分并没有明确规定耐压测试中的漏电流,而在附录的工厂型式测试中,明确规定了该值的大小。

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耐压测试和击穿测试

标准会指定测试时的具体电压数值。经过耐压测试只能说明产品的绝缘结构能承受该试验电压,不能说明产品的绝缘结构究竟能承受多高的电压。如果进行绝缘材料的应用研究和电器设备的设计,需要测定绝缘强度时,就要进行击穿测试。击穿测试就是测试电介质被击穿时的电压。

当电场强度超过某一极限时,通过介质的电流与施加于介质的电压关系就不符合欧姆定律,而是突然增加。这时绝缘材料被破坏而失去绝缘性能。对于电气产品,如果其绝缘发生击穿,它就失去了运行使用功能。


部分客户验货时要求按照型式测试标准,做一分钟测试,这对产品“百害无一益”:第一、可能降低产品的合格率;第二、虽然通过测试,可能损害部分绝缘结构,使产品安全性降低;第三、可能损坏一些元器件,使产品的质量降低,寿命减短。


耐压测试通过,不代表灯具完好无损。很多情况下,LED灯珠可以通过耐压型式测试,但是会造成灯具的延灭,实际却会因为延灭而大大缩减灯具的寿命。

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测试方法

典型的耐压测试方法:

  1、检查确认耐压测试仪的主电源开关是否处于“关”的位置;

  2、除非仪器的特殊设计外,所有不带电金属部分必须可靠接地;

  3、把受测设备的所有电源输入端的电线或端子连接起来;

  4、合上受测设备的所有电源开关、继电器等;

  5、把耐压测试仪的测试电压调为零;

  6、把耐压测试仪的高电压输出线(通常为红色)连接到受测设备的电源输入端;

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  7、把耐压测试仪的回路接地线(通常为黑色)连接到受测设备的可触及不带电金属部分;

  8、把耐压测试仪的主电源开关闭合,缓慢升高仪器的次级电压到要求值,一般升压速度不超过500 V/sec的速度;

  9、在指定的时间内维持这个测试电压;

10、把测试电压缓慢降下来;

11、断开耐压测试仪主电源开关。先断开耐压测试仪高电压输出线,再断开耐压测试仪回路接地线。

下列情况表示受测设备不通过测试:

  1、当出现测试电压不能升到指定电压值或电压反而下降时;

  2、耐压测试仪出现警告信号时。

  需要注意的是,由于耐压测试中存在对人身产生危险的高电压,进行测试时必须特别小心。

需特别注意的事项:

  1、必须规定只有经过训练和授权的人员才可以进入测试区域操作仪器;

  2、必须在测试区域周围安放固定的、明显的警告标语,防止其他人员进入危险地带;

  3、 当进行测试时,包括操作人员在内的所有人员必须远离测试仪器和受测设备;

  4、 测试仪器启动时,千万不要触及其输出线。

常见改善耐压能力方式

添加隔离变压器,通过变压器有效减少次级线路承受的耐压值;

增加绝缘介质强度,如打胶,添加绝缘垫片;

改善线路板耐压能力:a、选用介电层耐压能力高的线路板;

b、增加线路板爬电距离。

作为灯珠排布所在的线路板,爬电距离与布线空间是相互矛盾的。为增加爬电距离,只能尽可能地压缩布线空间。尽量避免使用尖锐物件,以减少其划破绝缘物质,或者因尖端放电导致的耐压击穿。如尽量减少采用自攻螺丝;线路板设计时,直角位处适当敷铜,做过度处理等。




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