接地電阻測試與接地連續(xù)性測試的差異性


前言:
我們從測試設(shè)備的發(fā)展與銷售趨勢來看,生產(chǎn)線的安規(guī)測試正從傳統(tǒng)的接地連續(xù)性測試轉(zhuǎn)向可獲得更精確信息的接地電阻測試,以下我們將分別介紹這兩種測試的差異以及接地電阻測試的優(yōu)點,為您深入分析這一趨勢產(chǎn)生的原因。
何謂接地連續(xù)性測試Ground Continuity Test(GC)?
安規(guī)測試的目的就是為了要避免使用電器產(chǎn)品可能受電擊的危險,而其中一種保護形式就是安全接地。當(dāng)產(chǎn)品發(fā)生絕緣故障,接地功能需能妥善處理故障電流直到斷路器保護或保險絲切斷,因此接地線必須具備長時間通過高達20 - 40安培電流的能力。而接地連續(xù)性測試(GC)主要是檢測產(chǎn)品的接地端與任何金屬表面(通常是指機殼)之間是否導(dǎo)通。典型的接地連續(xù)性測試是用萬用電表或100毫安的直流電源來完成,如果阻抗是低于1歐姆,那么可以被認(rèn)為接地是良好。這種接地測試的方式是符合大部份安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品測試的需求。
何謂接地電阻測試Ground Bond Test(GB) ?
相較于接地連續(xù)性測試,接地電阻測試提供一個較高的交流電流給接地端,這個測試是仿真一個頻率為50Hz/60Hz,25安培或更高的故障電流給產(chǎn)品接地端和裸露金屬之間,接地電阻測試是檢測接地連結(jié)是否可靠、是否具有承受高電流的能力。大部份的標(biāo)準(zhǔn)要求從產(chǎn)品的接地端(保護接地)到導(dǎo)體表面的阻抗不能超過0.1歐姆。
凱爾文方法(Kelvin Method)
由于是量測低阻抗的測試,因此使用凱爾文接法來降低線阻產(chǎn)生的誤差。凱爾文接法會藉由一組導(dǎo)線提供電流來自動補償額外的線阻值,另一組導(dǎo)線量測橫跨一組導(dǎo)線兩端的電壓,從而這個量測來扣除線阻。參考圖一,使用凱爾文接法的典型接地阻抗測試配線圖。

(圖一)凱爾文方法與被測物的接線圖
接地電阻測試(GB)可否被簡單的接地連續(xù)性測試(GC)取代?
接地電阻測試是被認(rèn)證機構(gòu)所認(rèn)可的產(chǎn)品性能測試,也稱為產(chǎn)品的可靠度測試,是在產(chǎn)品研發(fā)或品保驗證階段所需的測試,它廣泛應(yīng)用在電子產(chǎn)品的各項安規(guī)測試當(dāng)中。但依照UL的標(biāo)準(zhǔn)測試要求,接地阻抗測試并不是一個具有代表性的生產(chǎn)線測試,就生產(chǎn)層面而言,一個簡單的接線導(dǎo)通測試即可符合需求為何有公司生產(chǎn)線用接地電阻測試來取代接地連續(xù)性測試呢?在一些要求必須做接地電阻測試的公司,認(rèn)為他們可藉由接地電阻測試來檢測接地是否可靠,是否使用符合標(biāo)準(zhǔn)的接地線,甚至用來檢測接地線彎曲是否合格,但接地電阻測試可以偵測到所有的問題嗎?
當(dāng)我們使用一個具有“UL認(rèn)證”的接地連接線路來進行測試,且松開接地端螺帽并執(zhí)行一個25安培30秒的接地阻抗測試(GB),且每隔一小時來連續(xù)量測從而確保接地測試線不會因發(fā)熱而影響測試結(jié)果,測試后可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)接地端螺帽越松時接地電阻值越大,但如果在所有的位置只執(zhí)行簡單的接地連續(xù)性測試(GC),測試結(jié)果都是一致的。儀迪電子的交流接地電阻測試器(9133),都可以設(shè)定上限值,當(dāng)設(shè)定的上限值為10毫歐姆;這個限制遠(yuǎn)較認(rèn)證機構(gòu)來的嚴(yán)格,但它的目的是讓你得知接地端子是否被安全的接妥。如果測量過程是在控制的范圍內(nèi),而且從這個產(chǎn)品到另一產(chǎn)品測量結(jié)果的變化值比測量過程的產(chǎn)生誤差(10毫歐)還要小時,這樣的測試結(jié)果才有意義。通過使用測試設(shè)備收集相關(guān)測試數(shù)據(jù),你可以很快看到從一個產(chǎn)品到另一個產(chǎn)品的測試數(shù)據(jù)并決定這種方式是否可行。因此,在接地電阻測試中可以通過設(shè)定嚴(yán)格的上下限值來推斷一個松脫的螺絲是否被偵測到;反之,簡單的接地連續(xù)性測試卻僅能判定測試通過,所以接地電阻測試(GB)是不可以被簡單的接地連續(xù)性測試(GC)所取代。以下我們實際透過實驗,當(dāng)使用18AWG 16芯“UL認(rèn)可”的接地線,施加60秒30安培的電流,接地線阻抗量測值為4毫歐姆。這個試驗方式是從測試線中一次移走一芯重復(fù)執(zhí)行測試,每次測試線阻會增加。

(圖二)當(dāng)接地線芯移除時接地阻抗因此增加
當(dāng)接地線損壞會如何? 使用一條18AWG 16芯的“UL認(rèn)可”接地線,施加60秒30安培的電流,一旦冷卻后,每一次會有一根線被切斷,且此接地線會被供應(yīng)30安培60秒重新測試,這個結(jié)果每一根線被切斷去模擬損壞的測試線。這阻抗讀值波動,甚至在60秒的測試中,會高達12毫歐姆或是低至6毫歐姆。與先前的觀察報告一致,除非接地電阻測試可以通過設(shè)定嚴(yán)格的上限值設(shè)定,否則僅在簡單的接地連續(xù)性測試(GC)是不可能會提供任何額外的信息去判斷是否有因為繞線或彎區(qū)而損壞的線
結(jié)論:
總而言之,產(chǎn)品的接地電阻測試能提供更多的信息去判斷接地線是否確實可靠,所以一般認(rèn)為接地連續(xù)性測試(GC)只是確認(rèn)此接地線存不存在,而接地電阻測試(GB)不僅僅可以確認(rèn)接地線的存在之外,還增加了可靠度的確認(rèn)。透過安全接地線的大電流測試才可以確保在長時間的測試下,此接地線可否承受如此大電流通過,確保產(chǎn)品是否使用符合標(biāo)準(zhǔn)的接地線,這會是一個檢查測試誤差和幫助排除故障有用的作法,其次是作為產(chǎn)品認(rèn)證能否提供足夠信息的依據(jù),這些深入的測試數(shù)據(jù)足夠確保你的安全接地將會被正確的接妥。
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