您的耐压测试仪(Hipot)安全吗?电气安规测试的十个为什么?(3)

您的耐压测试仪(Hipot)安全吗?电气安规测试的十个为什么?(3)

五、绝缘体及绝缘崩溃的定义?

　　在电学的教科书中，常以电阻率来定义导体(低于10-5Ω˙m)、半导体(电阻率介于导体与绝缘体之间)、绝缘体(高于108Ω˙m)，在此定义下铜是导体，空气是绝缘体，但从自然界中的闪电/雷击现象，可得知绝缘是有条件的，只要电压够高，绝缘体也能变成导体，再从微观的角度观察，铜是导体，奈米铜却是绝缘体;碳是绝缘体，奈米碳却是导体，由此可见宏观与微观的物理特性可能改变，以下是维基百科对绝缘体的定义：绝缘体(英语：Insulator)，又称介电质或绝缘子，是一种阻碍电荷流动的材料。在绝缘体中，价带电子被紧密的束缚在其原子周围。这种材料在电气设备中用作绝缘体，或称起绝缘作用。其作用是支撑或分离各个电导体，不让电流流过，这段描述可简化为放诸四海皆准的最佳定义：绝缘体不让电流流过。

　　了解绝缘体的定义后，接着说明绝缘崩溃的定义，以下是UL/IEC 60950-1章节5.2.2对于绝缘崩溃的原文叙述如下：

　　Insulation breakdown is considered to have occurred when the current that flows as a result of the application of the test voltage rapidly increases in an uncontrolled manner, that is the insulation does not restrict the flow of the current.

　　绝缘崩溃的认定是：待测绝缘所流经之电流已经可以随测试电压的上升而产生对应的电流(失控地陡升)，也就是说，待测绝缘已经无法有效地于测试电场强度下限制电流的增长。气态与液态的绝缘物质具备绝缘崩溃的可逆性，当造成绝缘崩溃的高压消失后可恢复到绝缘的状态，而固态绝缘则不具备此可逆性，一旦绝缘崩溃对其绝缘能力便造成永久性的伤害。

六、按照绝缘崩溃的定义，如何避免误判?

　　大多数的标准在耐压测试的允收标准上仅说明测试的电压，在此电压及测试时间内不能造成绝缘崩溃，仅有少数的产测标准是定义泄漏电流不能超过多少电流。绝缘及绝缘崩溃的简要口诀为：绝缘体不让电流流过，当绝缘体上的跨压越来越大时，导致电流失控的陡升称为绝缘崩溃，所以这个叙述的V-I特性曲线如图五。

　图五：绝缘崩溃的V-I特性曲线

　　传统采用绝对值泄漏电流可能的误判影响：产线的泄漏电流允收标准如何决定?有些公司是采用平均值法，透过样品的测试，计算平均值后加上25%作为允收上限，或以对人体会产生危害的30mA泄漏电流值作为管制上限(配电上的漏电断路器一般也以30mA作为动作电流)，人体感知电流的影响，请见表二。

　　如果您的待测物价值不斐，采用绝对值泄漏电流的方式可能造成假失败，因为绝缘崩溃的定义是要看到电流失控的陡升，所以能够看到测试结果的V-I特性曲线对于研发阶段的材料验证与单价昂贵产品的产线测试非常重要，目前固纬电子的GPT-9900系列、GPT-12000/15000系列电气安规分析仪皆具备V-I特性曲线扫描功能，不会造成误判的损失，实测结果请见图七。

人体感知电流的影响

图六：假失败的影响

　图七：GWInstek GPT-12000/15000系列电气安规分析仪的V-I绝缘崩溃案例

　　敬请期待，未完待续!