摘要：本文擬從如何規范地進行家用電器電氣安全質量檢測的角度分析,并結合筆者多年從事電氣質量檢測的實際經驗,談談如何確保家用電器電氣安全使用問題。因此，采用先進的測試技術，實現電氣安全綜合測試系統的任務迫在眉睫。
　　
　　關鍵詞：電器安全；測試系統設計；測試試驗
　　
　　1關于家用電器測試分析
　　目前，世界各主要國家和地區家用電器安全標準均以IEC60335系列標準為基礎。我國標準GB4706.1亦等同采用IEC60335-1。所以本文著重對IEC60335-1規定的各項電氣安全性能指標測試標準進行了分析。
　　1.1泄漏電流測試
　　泄漏電流是指在沒有故障且不另行施加電壓的情況下，電器中相互絕緣的金屬零件之間，或帶電零件與接地零件之間，通過其周圍介質或絕緣表面所形成的電流，也包括當人體觸及電器設備時，由設備經人體到達大地的電流或由設備經人體又回到設備的電流。泄漏電流包括兩部分，一部分是通過絕緣電阻的傳導電流I1；另一部分是通過分布電容的位移電流I2。后者容抗為Xc=1/2πfc與電源頻率成反比，分布電容電流隨頻率升高而增加，所以泄漏電流隨電源頻率升高而增加。
　　1.2耐壓測試標準分析
　　把一個高于正常工作的電壓加在被測設備的絕緣體上，并持續一段規定的時間，如果其間的絕緣性足夠好，加在上面的電壓就只會產生很小的漏電流。對一般被測設備，耐壓測試是測量火線與機殼之間的漏電流值，基本規定是：以兩倍于被測物的工作電壓再加1000V作為測試的標準電壓，部分產品的測試電壓可能高于這一規定值。
　　按照IEC60335的規定，測試電壓必須在5s內逐漸地上升到所要求的試驗電壓值（例如5kV等），保證試驗電壓值穩定加在被測絕緣體上不少于5s，此時所測回路的漏電流值與標準規定的泄漏電流且該電流等于器具額定電流1.5倍或25A（兩者中取較大者），讓該電流輪流在接地端子或接地觸點與每個易觸及金屬部件之間通過。在器具的接地端子或器具輸入插口的接地觸點與易觸及金屬部件之間測量電壓降。由電流和該電壓降計算出電阻，該電阻不應超過0.1Ω。
　　2電氣安全測試系統設計
　　電氣安全測試系統由PC機、DSP以及測試回路構成，通過串口通信，實現了自動綜合測試，人機界面友好，下面分別介紹組成總系統的三個分系統。
　　2.1泄漏電流測試系統設計
　　泄漏電流測試系統原理圖如圖1所示，由隔離變壓器將220V交流電放大一定的倍數后供給測試回路，開關K1、K2、K3由DSP給出的控制信號進行控制。K1用于控制相位轉換開關，K2用于表面對地測試切換，K3用于表面間測試切換。實現了相線對表面、火線對表面、表面間以及表面對地泄漏電流的測試。
　　
　　圖1泄漏電流測試系統原理圖
　　由于被測設備泄漏電流的頻率并不知道，所以在測試泄漏電流之前，將被測信號通過過零比較器轉變為方波送入DSP計數器的Cap端，計算出泄漏電流的頻率值，由此去決定AD采樣頻率，通過AD采樣，計算出泄漏電流的大小。DSP的AD采樣頻率最高可達32.5MHz，滿足采集0～1MHz交流信號的要求，同時將數據通過串口發送給上位機，實時顯示波形，使用戶對泄漏電流各種參數有更全面的認識。
　　2.2耐壓測試系統設計
　　測試系統有三大模塊：程控電源模塊、信號采集調理模塊和計算機控制系統。測試系統框圖見圖2。程控電源模塊由輸出為0～140V的程控電源和高壓變壓器構成，在DSP控制下程控電源輸出電壓經變壓器升壓可以得到設定的輸出電壓值；信號采集調理模塊包括傳感器、信號調理電路，測試回路漏電流通過傳感器進入信號采集和調理電路，在信號采集和調理電路中對漏電流信號進行I/V轉換變成滿足A/D輸入范圍的電壓信號；DSP和計算機構成PC計算機控制系統,控制測試過程電壓升降、A/D轉換、數據的處理和分析。
　　
　　圖2耐壓測試系統框圖
　　耐壓測試需要監測的參數是：變壓器輸出高電壓的值和測試回路的漏電流值。測試系統中所使用的升壓變壓器二次繞組有0～5000V和0～5V兩路電壓輸出，當變壓器二次繞組高壓輸出從0～5000V變化時，變壓器二次繞組低壓輸出從0～5V之間變化，兩路輸出之間具有良好的線性關系。
　　測試開始在設定的升壓時間間隔內，變壓器二次繞組低壓側輸出的電壓經隔離變壓器和信號調理電路后進入DSP2812中的12位ADC進行高速A/D轉換，轉換后的數字量傳送給計算機并與計算機設定值相比較，直到輸出電壓符合設定電壓值，我們就認為實際輸出測試電壓滿足了我們設定值的要求。
　　耐壓測試系統漏電流的測試范圍是0～20mA，測試開始時，被測設備漏電流通過電流互感器，然后經I/V轉換電路將采樣電流轉換成電壓在DSP內進行相應的A/D轉換和計算，最終得到被測設備在設定電壓條件下的泄漏電流值，通過和安全標準規定的泄漏電流值相比較，就可以檢驗設備耐壓測試是否合格。
　　2.3接地電阻測試系統設計
　　接地電阻測試系統有三大模塊：程控電源模塊、信號采集調理模塊和計算機控制系統。測試系統框圖見圖3。程控電源模塊由輸出為0～140V的程控電源和升流器構成，在DSP控制下程控電源輸出電壓經升流器升流可以得到設定的輸出電流值；信號采集調理模塊包括傳感器、信號調理電路，測試回路電壓通過傳感器進入調理電路，在調理電路中變成滿足A/D輸入范圍的電壓信號；DSP2812和計算機構成PC計算機控制系統,控制測試過程電流升降、A/D轉換、數據的處理和分析。
　　接地電阻測試需要監測的參數是：升流器輸出大電流的值和測試回路的電壓值。測試開始在設定的升流時間間隔內，升流變壓器輸出電流值通過穿孔式互感器和信號調理電路后進入DSP，DSP中的12位ADC
　　
　　圖3接地電阻測試系統框圖
　　進行高速A/D轉換，A/D轉換后的數字量傳送給計算機并與計算機設定值相比較，直到輸出電流符合設定電流值，我們就認為實際輸出測試電流滿足了我們設定值的要求。
　　接地電阻測試系統接地電阻的測試范圍是0～600mΩ，測試開始時，被測設備接地電阻上的壓降通過電壓互感器和信號調理電路進入DSP2812內進行相應的A/D轉換和計算，最終得到被測設備在設定電流條件下的接地電阻值，通過和安全標準規定的接地電阻值相比較，就可以檢驗設備接地電阻測試是否合格。
　　3測試試驗
　　3.1泄漏電流測試實驗
　　在泄漏電流測試試驗中，使用數字信號發生器調節不同頻率(0～1MHz)不同幅值的信號施加于人體網絡的兩端，模擬真實用電設備不同頻率不同幅值泄漏電流通過人體情況，試驗結果表明，系統在0～1MHz的頻率范圍內，對0～20mA范圍內泄漏電流的測試精度達到±1.5%。
　　3.2接地電阻實驗
　　在接地電阻測試試驗中，接地測試端子兩端外接表
　　1泄漏電流測試數據

　　實際電阻模擬真實用電設備接地電阻，施加標準規定電流后，測試端子兩端壓降，即可測試出外接電阻值。如表2所示：阻值在0～600mΩ范圍內精度為±1.5%。
　　表2接地電阻試驗數據

　　3.3耐壓強度實驗
　　在耐壓強度測試試驗中，通過測試端子外接高阻箱模擬真實用電設備實際絕緣阻抗，升壓至標準規定電壓后，測試回路漏電流值。如表3所示：漏電流在0～20mA范圍內系統測試精度達到±1.5%。表3耐壓強度實驗數據。

　　
　　4結論
　　實驗數據表明：各指標測量誤差均小于±1.5%，達到標準所需精度要求。同時該系統結合了PC機和DSP作為控制、測試核心，真實地再現測試指標的實際波形，使用戶對電氣安全指標的各項參數有更加全面、直觀的認識。通過對泄漏電流、接地電阻、耐壓強度的測試，可以判斷出被測家用電器中絕緣部分以及接地端子的合格情況，為家用電器故障分析提供了可靠的保障。同時該儀器采用最新IEC標準，為我國制定最新相關GB標準提供了實物參考模型。
　　
　　參考文獻
　　[1]GB4706.1-2005家用和類似用途電器的安全標準第一部分:通用要求