針對(duì)目前業(yè)界廣泛使用的安規(guī)測(cè)試儀器之耐壓測(cè)試器在使用過(guò)程中的安全問(wèn)題，提出一些需要重視的、同時(shí)是關(guān)系到儀器操作者實(shí)際可能面臨的危險(xiǎn)，本文集中討論了幾個(gè)在耐壓測(cè)試器中采用安全保護(hù)線路的原理。

時(shí)之所趨 提高測(cè)試儀器安全性是普遍共識(shí)

隨著消費(fèi)者的安全意識(shí)抬頭以及制造廠商對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的日趨重視，目前各廠商在生產(chǎn)的過(guò)程中幾乎都會(huì)進(jìn)行產(chǎn)品的安全測(cè)試以確保自己產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性，同時(shí)世界各國(guó)的產(chǎn)品檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)于提高產(chǎn)品的安全性能也是非常的強(qiáng)調(diào)和重視，如TUV，UL，SGS，CCC等認(rèn)證機(jī)構(gòu)，這些機(jī)構(gòu)在產(chǎn)品的安全測(cè)試有非常嚴(yán)格的要求。產(chǎn)品通過(guò)了這些公證機(jī)關(guān)的產(chǎn)品安全認(rèn)證后，都會(huì)在產(chǎn)品貼上相對(duì)應(yīng)的安全認(rèn)證標(biāo)志以顯示自己產(chǎn)品是安全的。

但是這些認(rèn)證機(jī)構(gòu)或者是生產(chǎn)廠商，往往都忽略了一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，他們?cè)跍y(cè)試過(guò)程中所使用的檢測(cè)設(shè)備是否安全，也就是用來(lái)檢測(cè)產(chǎn)品安全性所使用的測(cè)試儀器是否安全，或者說(shuō)他們的測(cè)試儀器操作員是否在一個(gè)安全的環(huán)境下來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品安全測(cè)試。

產(chǎn)品安全測(cè)試，許多年來(lái)的基本設(shè)備之一就是電氣強(qiáng)度測(cè)試器或者簡(jiǎn)稱高壓測(cè)試器。但是像如今許多電子設(shè)備一樣，因?yàn)楸仨毺幚砀喔墒鞆?fù)雜的電子產(chǎn)品，這類的測(cè)試器有了許多變化。依靠最新的微處理器和軟件使得新的與安全相關(guān)的特性得以實(shí)現(xiàn)，這些特性包括快速的切斷（輸出）速度，各種失效(Fail)指示電路的設(shè)計(jì)，無(wú)負(fù)載設(shè)定電流的限值 和 接地失效斷流電路（GFI）。所有的這些先進(jìn)的安全特點(diǎn)都是為了保護(hù)操作者并減少危險(xiǎn)所帶來(lái)的影響。

傳統(tǒng)高壓測(cè)試器所帶來(lái)的危險(xiǎn)

傳統(tǒng)的模擬式高壓測(cè)試器只有極少的安全措施。這些模擬式的設(shè)計(jì)不是很容易進(jìn)行簡(jiǎn)單的安全改進(jìn)，并且部分改進(jìn)的成本很高使得儀器制造廠并不愿意去這樣做。

當(dāng)電流超過(guò)了跳脫設(shè)置值時(shí)，一些這樣的測(cè)試器并不能關(guān)閉高電壓電路。而是組成了高電抗變壓器，這種變壓器是限流的。電壓崩潰了，使電流限于一個(gè)短路電流，這個(gè)電流一般是小于15mA，但是以現(xiàn)在的安全標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，這個(gè)電流數(shù)值是相當(dāng)危險(xiǎn)的。 5 mA到10 mA之間的電流能使一個(gè)操作者感到麻痹。20mA到40 mA的范圍內(nèi)的電流會(huì)使操作者的肌肉痛苦地收縮，并會(huì)因此構(gòu)成呼吸困難而導(dǎo)致窒息。電流在40mA到70mA范圍的只要達(dá)到1S或更長(zhǎng)的時(shí)間就會(huì)引起心室纖維性顫動(dòng)，并可能因此致命。

在一個(gè)傳統(tǒng)的模擬式高壓測(cè)試器上設(shè)置電壓和跳脫電流，操作都不得不在有高壓產(chǎn)生的環(huán)境下進(jìn)行調(diào)節(jié)，用一個(gè)負(fù)載電阻同時(shí)外接一個(gè)電流表以獲得期望的讀值。調(diào)節(jié)輸出直到高電壓電路或者警報(bào)燈/蜂鳴器發(fā)出警告再關(guān)閉。通常，必須重復(fù)這個(gè)過(guò)程幾次。

今天，微處理控制電路的主要優(yōu)點(diǎn)在于擁有沒(méi)有負(fù)載狀態(tài)下完成設(shè)置的特點(diǎn)?，F(xiàn)在所有參數(shù)都可以在沒(méi)有高電壓的狀態(tài)下面通過(guò)菜單的軟件程序來(lái)設(shè)定。這個(gè)技術(shù)使現(xiàn)在的參數(shù)設(shè)定方法比傳統(tǒng)的方法更安全和更精確。

失效指示控制

為了進(jìn)一步減少操作者在使用高壓測(cè)試器時(shí)可能遭受電擊的危險(xiǎn)。一臺(tái)高壓測(cè)試器應(yīng)該整合幾種有快速中斷輸出的失效指示控制來(lái)保護(hù)操作者。下面介紹四種能達(dá)到這種要求的控制電路：

1. 高、低電流傳感器電路(High- and Low- Current Sensor)

高、低電流傳感器電路是一個(gè)由400 ms切斷速度的調(diào)節(jié)電路，高電流傳感器允許操作者為測(cè)試器設(shè)定最大容許漏電流值，而低電流傳感器則是設(shè)定一個(gè)最小漏電流以確保被測(cè)物（DUT）在裝置完成后可以進(jìn)行測(cè)試。

如果測(cè)試的結(jié)果在這個(gè)最小值和最大值之間，則表示DUT通過(guò)了測(cè)試。如果高壓測(cè)試器在測(cè)試期間測(cè)得的值在最小值以下，它將給一個(gè)Fail信號(hào)。這個(gè)信號(hào)告訴操作者測(cè)試電流已經(jīng)低于所需要的最小量，例如，它可能的狀況是測(cè)試器連結(jié)被測(cè)物(DUT)的一個(gè)測(cè)試端子脫落了。

2. 過(guò)載傳感器電路(Overload Sensor)

第二個(gè)失效指示電路是一個(gè)切斷電路。這個(gè)過(guò)載檢測(cè)器關(guān)閉高電壓的速度對(duì)于保護(hù)操作者在工作時(shí)的安全很重要。過(guò)去，如果操作者在作高壓測(cè)試時(shí)受到高壓電擊，那么可能的狀況是他在測(cè)試開(kāi)始后與高壓源有了接觸。如果這個(gè)操作者并未與高壓源發(fā)生接觸，那使他遭受高壓電擊的另一個(gè)可能，是測(cè)試中產(chǎn)生了高壓電弧。

過(guò)載檢測(cè)器是用硬件來(lái)調(diào)整到一個(gè)設(shè)置的點(diǎn)，而這個(gè)點(diǎn)比設(shè)備的最大容許電流值更高一點(diǎn)。如果過(guò)載檢測(cè)器檢測(cè)到的電流超過(guò)了這個(gè)值，在400μs之內(nèi)微處理器會(huì)發(fā)出一個(gè)切斷信號(hào)來(lái)關(guān)閉高電壓電路。

3. 電弧檢測(cè)器電路(ARC Detector)

電弧指示電路，為第三個(gè)失效指示電路，包含了一個(gè)高通濾波器電路，僅僅對(duì)于頻率大于10KHz的電流訊號(hào)作出反應(yīng)。高通濾波器把這些高頻信號(hào)輸送到比較器，比較器與用戶選擇的靈敏度位準(zhǔn)作比較。如果過(guò)載檢測(cè)器檢測(cè)到的電流超過(guò)了這個(gè)位準(zhǔn)，比較器將把一個(gè)切斷信號(hào)提供給微處理器，儀器將在400μs內(nèi)關(guān)閉高壓(見(jiàn)附圖一)。

(附圖一)

4. 接地失效中斷電路(Ground Fault Interrupter)

第四個(gè)安全特性就是智能型GFI電路。這個(gè)電路具有與家庭用漏電保護(hù)器相同的原理，具有當(dāng)流過(guò)地的電流超過(guò)預(yù)定的水平位準(zhǔn)時(shí)關(guān)閉應(yīng)用裝置的功能。在家庭當(dāng)中，這個(gè)保護(hù)裝置常安裝在例如洗澡間，廚房，地下室等容易發(fā)生電氣危險(xiǎn)的地區(qū)。這個(gè)電路在攜帶型電動(dòng)工具中也有使用。

當(dāng)在進(jìn)行高電壓測(cè)試時(shí)，DUT（被測(cè)物）應(yīng)該與地隔離，但是，這并不是很實(shí)際的，如果DUT接地了，必須關(guān)閉這個(gè)GFI電路或者高壓測(cè)試器將發(fā)出信號(hào)指示有產(chǎn)生錯(cuò)誤的條件，因?yàn)樗鼫y(cè)試到一個(gè)通過(guò)地回流的漏電流。(如附圖二)。

(附圖二)

高壓測(cè)試器中的智能型GFI電路平時(shí)應(yīng)該是打開(kāi)的，當(dāng)額外的電流流到地時(shí)可使高電壓關(guān)閉。智能型GFI電路的意義在于不論DUT的結(jié)構(gòu)是懸浮或者接地。它總是可以偵測(cè)這個(gè)DUT的結(jié)構(gòu)以自動(dòng)地關(guān)閉或打開(kāi)。

智能型GFI是真正的安全功能電流，因?yàn)椴僮髡咭呀?jīng)可以脫離以前的工作模式。它總是可以在一種透明安全的狀態(tài)下工作。僅當(dāng)DUT是懸浮的并且高壓測(cè)試也是懸浮狀態(tài)的時(shí)候這樣的電路才會(huì)啟動(dòng)。

這個(gè)斷流電路的主要目的是要防止和保護(hù)操作者偶然接觸到暴露高壓，電路應(yīng)該在一個(gè)短時(shí)間內(nèi)動(dòng)作，例如450μA交流電或直流在不到1mS的時(shí)間內(nèi)。(見(jiàn)附圖三)

(附圖三)

關(guān)閉(高壓)點(diǎn)不應(yīng)該依賴于高壓測(cè)試器上漏電流跳脫設(shè)定的當(dāng)前極限。這才是對(duì)在高電壓測(cè)試器前工作的操作者提供的最大保護(hù)?？上驳氖牵壳叭A儀所生產(chǎn)各種不同系列的安規(guī)綜合分析儀或者是多功能耐壓測(cè)試器都擁有上述的功能，同時(shí)，我們生產(chǎn)的儀器也通過(guò)TUV認(rèn)證，從某個(gè)方面更可以證明，測(cè)試安全參數(shù)的測(cè)試器也必須是絕對(duì)安全的。

電子產(chǎn)品制造廠商除了依照安全認(rèn)證機(jī)構(gòu)的指導(dǎo)或相對(duì)應(yīng)安全標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)條例來(lái)制造和檢測(cè)產(chǎn)品，確保他們生產(chǎn)的電子產(chǎn)品是安全的，同時(shí)他們也有責(zé)任對(duì)完成這些高壓安全檢測(cè)的操作員提供相對(duì)的安全保護(hù)。