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電氣安規的代名詞 – 耐壓測試Hipot Test | Toby is here

電氣安規的代名詞 – 耐壓測試Hipot Test | Toby is here

好的!在說明過什麼是電氣安規測試以及各類型測項後,終於要進入第一個正題了!
延伸閱讀-“摸到電器、3C產品就觸電? 你不知道的電氣安規測試

什麼是耐壓測試

電氣安規測試,顧名思義,既然是要測法規的東西,那只要以前學過電機電子的定律,可以被定義的、可以被拿來檢測電氣缺陷的知識、理論,都有可能變成法規。但是在業界,電氣安規測試往往就代表”耐壓測試” (hipot test)。Hipot Test,把英文拆開來,其實是hi-pot, High Potential Test,也就是高壓測試的意思。

在很多認證單位、電子產品製造商的實驗室、品保部門(QA, Quality Assurance),電氣安規實驗室(Electrical Safety Lab),幾乎都有在做耐壓測試。那耐壓測試會包含什麼呢? 看字面上的意思好像就是能夠耐多少電壓的測試。在電氣安規業界,耐壓測試器精準來說就是耐受電壓測試(Withstanding Voltage Test),分為交流耐壓和直流耐壓測試。

既然叫做耐壓測試器,那到底要耐多少的電壓才叫耐壓?這個問題不難,一定是要用很高的電壓。在某些法規,會直接寫明要用幾伏特來測試;但在很多法規,可能會寫兩倍的額定電壓加上1000伏特,即:

Test Voltage = 2U + 1000 Volts

其中,U代表待測產品的額定電壓。
舉例來說,家裡的吹風機如果是插進110V的插座裡,那在製造時,就可能會用2*110V+1000V,也就是1220伏特來進行耐壓測試。如果電容可以耐300V,可能就會用2*300V+1000V,也就是1600V來進行測試。通常,還會加上一個量測的限制條件,比如電流要小於多少才算合格,阻抗要大於多少才算通過。這時候你可能會好奇,那要用直流電壓還是交流電壓來進行測試呢?

要選擇直流耐壓測試,還是交流耐壓測試?

一般來說,吃什麼電就用什麼電來測試。如果是電風扇,插進插座是交流電,那就用交流耐壓來測試。同樣的,電風扇、檯燈、洗衣機等家電都可以用交流耐壓來測試。那什麼時候用直流耐壓?就是和直流有關的電氣產品了,像是電池、太陽能板、電容等直流的儲電或發電用品。

高壓標誌 International safety symbol: “Caution, risk of electric shock” (ISO 7010 W012), also known as high voltage symbol – Wikipedia

吃直流電的產品,可以用交流耐壓測試嗎?

大多數的法規,都是交流耐壓測試。但某些明明是直流的產品,像是太陽能電池板、電容,為什麼會用交流來測試呢?因為測試是測絕緣層,而不是測正負極。以太陽能板來說,就是正負極短路接高壓端,低壓端接至金屬外殼進行測試。因為直流電壓會遇到「上升速度」的困擾,用交流測試可能會快一些。

用交流耐壓測試取代直流耐壓測試,電壓需要提高。假如直流耐壓是1kV測試,交流耐壓的最大值就要用到1kV*√2=1.414kV (1414V),或者用1500Vpeak進行測試。也就是直流的1kV,就是交流的1kV RMS值。

⚡️交流耐壓(ACV)的注意事項⚡️

進行交流耐壓測試時,很重要的概念就是交流電壓。電機系的學生都知道,電容性負載在交流的時候是導通的。所以,在進行交流測試時,必須要注意雜散電容造成的漏電流量。漏電流可能會讓機器誤判為產品產生過大電流,產品的絕緣不好導致測試時誤判,把良品測成不良品。所以廠商在設計的時候,會在交流耐壓的功能加入電流補償(Current Offset)的功能,把漏電流量消除掉。

那我不要接電容性負載不就好了!?
其實,寄生電容並沒有這麼容易就不見了,只要有兩條金屬導線,中間就一定存在著電容量。加上高壓的驅使,電流可能也就不能被忽略不記了。

⚡️直流耐壓(DCV)的注意事項⚡️

一樣是電容性負載!直流電壓在爬升的時候,會造成電容性負載電流過充。然而,如果過充太多,或者持續震盪太久,可能會導致測試時間內發生誤判。所以,在測試直流耐壓的時候,最好拉長電壓上升時間,以確保後續量測到穩態電流。

好啦,後半段注意事項比較困難了,還有需要交代的事項呢!有點晚了,今天就談到這邊。

想看更多電氣安規測試,請參考:
延伸閱讀1:電氣安規直流耐壓測試的雙胞胎 – 絕緣阻抗測試
延伸閱讀2:來自東方的顯學|多通道測試器 MULTI-CHANNEL TESTER
耐壓測試的小功能:耐壓電弧偵測 – 要不要用?好不好用?

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20200728 Ver 06 新增”吃直流電的產品,可以用交流耐壓測試嗎?”一段

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