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何谓接地阻抗测试 ?

  在一般安规测试的几个测试项目中,华仪电子报主题报导已陆续介绍泄漏电流(接触电流)测试与耐压测试,这期华仪电子报将接着介绍在安规测试中另一种测试项目─接地阻抗(Ground Bond)测试,也有人称之为接地连续性(Ground Continuity)测试。
  接地阻抗测试与接地连续性测试有何分别
  一般最常问到接地阻抗测试与接地连续性测试有何分别,以下我们分别说明这二个名称的意义:
  接地连续性测试(Ground Continuity Test)
  接地连续性测试实际进行于电气设备的生产线测试,其目的主要在测试被测物的连结线接地电路是否相通,该接地电路的主要功能在避免人员触电,一旦线路电路与外露金属部件之间出现绝缘故障时,接地连结线就为危险故障电流返回电源系统的接地提供了一条途径。如果接地电路的阻抗值够低,电流将流至设备的接地导体,使得因绝缘故障所产生的电流得以流通,通过连结线接地,所有正常漏电流都可安全流入接地而不会危害到与产品接触的人员。
  但是该系统工作前提是安全接地并没有被破坏的状况下。如果用户将接地脚从连结线插头上拔出或使用未接地的二插头的电源分配器因而导致安全接地失效,由于这种情况极为常见,因而纵使是带有三线电源线的产品,大部分的安规标准还是要求这类产品与未接地产品一样必须通过耐压测试;例如CLASS I类产品不仅采用基本绝缘,而且当绝缘出现故障时,接地电路的完整性还可达成保护操作人员的作用。
  接地阻抗测试(Ground Bond Test)
  接地阻抗(Ground Bond)测试和简单的接地连续性测试相比较。接地连续性测试只能显示连结线存在安全接地,但不能证明该安全接地的完整性。例如:可能检测不到仅由几股导线维持的接地情况,因此只能说是简易版的接地阻抗测试。
  接地阻抗(Ground Bond)测试目的除了在确定被测物的安全接地电路能在产品绝缘部分出现故障时能妥善处理故障电流。万一产品发生绝缘故障,除了采用低阻抗接地系统来确保输入在线的断路器或保险熔丝迅速动作外,保护用户免受危险电击,接地阻抗测试主要对测试物的接地点、产品的外壳或金属部份,施以一个恒流源(一般电流在10-40A之间)来测试两点间的阻抗大小,一般产品规定量测2倍的额定电流或25A、电压小于12V且阻抗不得大于0.1Ω,以此测试,可检测出接地点螺丝未锁紧、接地线径太小、接地线断路等问题。因此一般在产品的型式测试(Type Test)阶段,透过接地阻抗测试可以进一步验证并确保产品的接地系统正常运作,有效提升产品的安全性,更符合世界安规趋势的发展。
  接地阻抗测试的操作
  为了检测被测物接地系统在产品实际运行时有良好的强度状态,测试仪器必须提供给被测物接地线一个很低的电压。同时,该仪器须能测量安全接地电路两端的电压差,以确定接地线的阻抗(见图一)。

由于测量值通常较低,测试人员应仔细读出测试仪器与被测物之间测试连接线的电阻。如不小心误读,则有可能对被测物的安全接地作出故障的错误判定,而该故障是由于被测物接地电阻到测试仪器间测试线电阻之和超过了最大允许的电阻限值。
解决测试线间电阻误差的技术:
(1)减去法
测试时先将仪器的测试端子直接连接(短路测试端子)而先不连接到被测物。记录该测试读数并从实际量测被测物的总测试读数中减去这一数值。 如采用具有跳闸设定的仪器,应将测试线的电阻加到最大容许电阻限值之上。例如,若最大容许接地强度电阻为100mΩ,测试线电阻为37mΩ,那么跳闸点应设为137 mΩ。
(2)自动归零(offset)
使用安规测试仪器上具备的归零功能,(例如华仪全系列的安规测试仪器皆具备此功能),首先在被测物触点处将测试接线接在一起(短路输出),然后使仪器测试并自动校准,从而从以后的测量结果中减去这一电阻值。
(3)凯尔文方法(Kelvin Method)
凯尔文方法是监测超低电阻连接中的感应电压,连接技术采用4线系统来消除结果中任何测试导线的电
阻。一组导线提供测试所需电流,而另一组导线用于直接测量触点处被测物两端的电压。
结论:
目前有些国际安全认证机构已经要求所有被测物在离开生产线时必须进行接地阻抗(Ground Bond)测试,如表一所示的安规标准规定。
Ground Bond Investigate Report
Standard Rating current Test Current Test Voltage
(open)
AC or DC Resistance Limit
IEC60950-1/2001
UL60950-1/2003
≦16A 1.5Times Rating <12V AC or DC 0.1Ω
>16A 2Times Rating
IEC60335-1/2001 N/C 1.5Times Rating or 25A <12V AC or DC 0.1Ω
IEC60598-1/1999 N/C > 10A <12V AC or DC 0.5Ω
IEC60745-1/1997 N/C 1.5Times Rating or 25A <12V AC or DC 0.1Ω
IEC601-1/1988 N/C 10-25A <6V AC or DC 0.1Ω
IEC60065/2001 N/C 25A(CSA30A) <12V AC or DC 0.1Ω
IEC61010-1/2001 N/C 2Times Rating or 25A <10V AC or DC 0.1Ω
UL 544 / 1998 N/C 25A <6V AC 0.1Ω
实际操作接地阻抗测试,一般都是选择同时满足耐压测试与接地阻抗测试功能的综合型多功能安规测试仪器(如华仪生产的 7700系列7400系列 ),一次连结到被测物既可实施耐压测试亦可同时完成接地阻抗测试,因为不需要多次连接被测物,可有效提高一般验证与生产线的测试效率。更重要的是,对于保证产品使用的电气安全,完全符合安规标准发展的趋势。
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