電機十年EE Tour,  電氣安規

電氣安規大觀園|測試項目大統整

簡單說明過了電氣安規測試的概念後,也知道該如何展開第一步了。在電氣安規的領域中,又有多少種類型的測試呢?大家可能比較熟悉的並不是前面提到的所有內容,而是EMC。我們再細分下來,拆開來看。

EMC (Electromagnetic Compatibility,電磁相容)

EMC=EMI+EMS,測試後等於完成電磁波干擾測試。一個是干擾別人的能力(EMI),另一個是防止別人干擾的能力(EMS)。因為所有電子產品都和電磁波有直接或間接關係,因此幾乎所有產品都需要做這項測試。

EMI (Electromagnetic Interference,電磁干擾)
EMS (Electromagnetic Susceptibility,電磁耐受)

ESD (Electrostatic Discharge,靜電放電測試)

靜電放電測試可以防止零件被靜電放電打到而損壞,因此電器產品通常都需要做ESD測試。其實靜電放電的原理,和層間短路測試有點像呢!(有人也覺得靜電槍很帥嗎?)

Hipot and Gound Test (耐壓、接地測試)

  1. 交流耐壓測試(AC, AC Hipot):適合吃插座電的器具
  2. 直流耐壓測試(DC, DC Hipot):適合電池或電容等吃直流電的
  3. 絕緣阻抗測試(IR, Insulation Resistance):適合不能太高壓但想知道絕緣能力的,或已經測完高壓想再測絕緣的
  4. 接地阻抗測試(GB, Ground Bond):適合測試接地較大的金屬件
  5. 接地導通測試(Ground Continuity):適合測試接地較小或細的金屬件
  6. (人體)洩漏電流測試(Touch Current):適合人體會時常接觸到的部件,如醫療器材

如果把更多延伸功能加進來,則還會有更多類型。這些延伸功能往往一開始是附加的,但後來可能慢慢都會越來越重要,舉例如下:

1. 電弧偵測(Arc Detection):適合檢測焊接不良
2. 局部放電偵測(PD, Partial Discharge):適合檢測零件絕緣之缺陷,如電池的正負極絕緣或光電耦合元件(photo coupler)
3. 層間短路測試(IWT, Impulse Winding Testing):適合繞線元件的繞線瑕疵檢測,如電感或變壓器
4. 直流低電阻測試(DCR, DC Resistance):適合量測細微阻抗量,如升壓變壓器二次側繞線阻抗

比方說,DCR測試又和LCR Meter有點像。Partial Discharge又會和電力系統的檢測設備相關;電弧偵測功能其實又會牽涉到像是開關的電弧偵測等等。

以主要的六個測試項目來看,以交直流來看又有所不同。但有一點是共通的,就是交流的部分來說都是低頻(<100Hz)。少部分如航空業需求,可能會需要600Hz。

測試項目交直流電輸出判斷
耐壓測試交流/直流電壓電流
絕緣阻抗測試直流電壓阻抗
接地阻抗測試交流/直流電流阻抗
接地導通測試交流電流阻抗
洩漏電流測試交流電壓電流

附加的功能往往可以附屬於主要的六個測試項目中,比如局部放電偵測可以放在耐壓測試裡,直流低電阻測試就像是接地阻抗的變形。搭配下來,也是五花八門。

當然,業界也有所謂的專門機,比如光伏(太陽能)專用機等等。這種專用機是針對該產業的法規細部差異去做調整,或者將幾個法規的內容統整起來,用一種all in one的方式搞定測試。不用買好幾種不同儀器來進行測試,造成建置成本昂貴。這種專門機,很多時候也會是非標準品,也就是客製化產品。

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20200713 Ver 1.0
20210224 Ver 1.1 增加局部放電的延伸閱讀