生产线用安规测试仪器的运行检查

2010-04-04易春朱文立

电子产品可靠性与环境试验 2010年4期

易春，朱文立

（工业和信息化部电子第五研究所，广东广州 510610）

1 引言

电子、电器产品的抗电强度和接地电阻测试直接决定了产品在正常使用时能否避免触电危险、保障人身安全，因此它们在生产时通常是100%的全检项目。为了保障测试结果的有效性，必须对该类仪器进行日常的运行检查。如何确定运行检查的频次和有效的检查方法，一直是困扰工厂质量管理人员的问题。下面我们以抗电强度、接地电阻测试仪器为例，就工厂如何通过简单、有效的运行检查方法，以保证仪器正常运行的问题进行探讨。

2 相关的规定要求

中国强制性产品认证（China Compulsory Certification，简称3C认证）关于电子、电器产品的实施规则，多数都将抗电强度和接地电阻测试列为例行检验项目，同时还规定对用于例行检验的设备，除应进行日常操作检查外，还应进行运行检查。这也是3C工厂检查的重点内容之一。检查时不但要抽查相关的运行检查规范、运行检查记录，而且需要相关操作人员现场进行演示。

除3C认证外，UL认证、CE认证等涉及到工厂检查的产品认证，多数对生产线上用于全检的安规测试仪器都有相应的日常检查规定。虽然不同的认证对此类检查所采用的名词术语可能有差别，但其目的均是通过此类日常检查来保障该项目检测结果的有效性。

运行检查的频次取决于两次运行检查之间所检测的产品量及当发现仪器问题时追回重测这些产品的难度。运行检查通常在生产线每次仪器开机时进行，对那些24小时连续运行的生产线，运行检查通常在人员换班时进行。

运行检查的目的是检查测试连接是否正常（有否出现短路或断路），仪器设备的输出参数是否正确、有效，声光报警是否有效。对不同的仪器设备并没有规定标准的运行检查方法，只要达到以上的目的，运行检查的方法可以是多种多样的。对工厂来说，可以根据自身仪器和产品的特点来采取不同的检查手段和方法。

3 常用的运行检查要求和方法分析

3.1 不同的抗电强度和接地电阻测试仪器的特点

目前生产线上使用的安规测试仪器的种类比较多，大致有以下几类：

有些仪器的电路结构比较简单，电压、电流、时间和报警门限等参数采用可调电位器调节和设置；有些仪器的电路结构比较复杂，参数通过键盘输入设置；有些仪器的智能化程度更高，参数可通过键盘面板设置，也可以由电脑远程控制，并有内部自检程序，通过仪器自检可以检查出某些问题。

电路结构比较简单的仪器，各种测量功能一般各自独立，这些仪器操作简单，成本低廉，维护方便，适合小规模的非自动化生产线使用；智能化程度比较高的仪器通常将多种安规测量项目（如抗电强度、泄漏电流和接地电阻）集成到一台仪器内部，通过编程设置，一次操作可以完成多个测量项目并给出结果。这些可编程仪器可通过电脑联网来实现生产线全自动管理和控制，适合规模较大、自动化程度较高的生产线使用。

工厂在采购仪器设备时可以根据自己的投资、生产规模和生产线的实际需求，选择适合自己的测试仪器和附件。

3.2 常用的运行检查方法分析

3.2.1 抗电强度测试仪运行检查方法分析

抗电强度测试仪的主要功能/参数包括：测试电压（交流/直流）、泄漏电流（门限电流/实测电流）、测试时间以及测试失败声光报警。运行检查时应对仪器的这些关键参数和相关连接进行检查以确认其有效性。检查优先等级的排列一般为：相关连接、测试失败声光报警、测试电压、门限电流和测试时间。

a）最简单的运行检查方法（短路法）

正确设置仪器的各种参数，将仪器两高压电极分开，按下测试键，此时仪器应无声光报警；（在有效的测试时间内）再将两高压电极直接接触，仪器应有声光报警。否则，仪器故障。该方法可以检测到仪器的声光报警功能和高压电极的连接。其特点是：操作简单，无需任何附加的辅助工具，但检测内容非常有限，无法全面判断仪器的各种必要功能是否正常，且短路时，两电极之间的电流非常大；若仪器内部没有良好的保护电路，短路瞬间非常容易损坏仪器设备，不建议采用这种方式。工厂检查时一般也不认可这种方式。

b）使用合格/不合格样件进行的运行检查方法（合格/不合格样件法）

将分别确认为合格、不合格的两件测试样件作为标准样件并做相关的标记。检查时，先正确设置仪器的各种参数，将合格的标准样件正确地连接到测试架上，按下测试键，此时仪器应无声光报警；换上不合格的标准样件，按下测试键，仪器应有声光报警。否则，仪器故障。该运行检查方法可以检测到仪器的声光报警功能和测试的试验的连接，在一定程度上也验证了试验电压和门限电流的设置。其特点是：操作比较简单，标准样件非常容易得到，无需专门的辅助工具，但无法全面判断仪器的各种必要的参数是否正常。目前部分工厂还在使用此方法，工厂检查时一般不会判定该方法无效，但会指出它的不足，建议选择更为有效的运行检查方法。

c）使用临界样件进行的运行检查方法（临界样件法）

挑选出两件测试样件作为标准样件并做相关的标记（在规定的测试电压和门限电流下，其中一件确认为临界合格、一件确认为临界不合格）。具体的检查过程与上一种方法完全一致。该方法可以检测到仪器的声光报警功能和测试连接，其特点是：操作比较简单，标准样件容易得到，无需专门的辅助工具，且在较大的程度上验证了试验电压和门限电流的准确性，可以较全面地判断仪器的各种必要参数以及相关连接是否正常。工厂经常使用该方法，检查时会将其判定为有效的运行检查方法。

d）使用单标准电阻进行的运行检查方法（单标准电阻法）

根据例行检验实际使用的测试电压和门限电流来选择合适的标准电阻。例如：测试电压为3300VAC，门限电流为5mA，则使用660kΩ的标准电阻，耗散功率应大于16.5W。可选择两个330kΩ/10W的水泥电阻串联起来做成标准电阻样件。运行检查时，将仪器输出电压设置到标准输出电压的90%，其它参数按照正常设置。将标准电阻样件放入测试架，按下测试键，此时仪器应无声光报警；缓慢调节输出电压旋钮，增加测试电压，当测试电压调节到略高于标准输入电压时，仪器应有声光报警。否则，仪器故障。该方法可以检测到仪器的声光报警功能和测试的试验的连接，也验证了相应的试验电压和门限电流的设置。其特点是：操作比较简单，标准电阻样件的成本低廉，可以较全面地判断仪器的各种必要参数以及相关连接是否正常。需要注意的是标准电阻的阻抗应由例行检验所设置的测试电压和门限电流确定，另外，该方法不适合由键盘输入参数的仪器。工厂经常使用此方法，检查时会将其判定为有效的运行检查方法。

c）使用双标准电阻进行的运行检查方法（双标准电阻法）

根据例行检验使用的测试电压和门限电流来选择合适的标准电阻。例如：测试电压为3300VAC，门限电流为5mA，可选择两个分别为649kΩ/20W（1%精度）、665kΩ/20W（1%精度）的绕线电阻作为标准电阻（若1%精度电阻采购不到，也可选择5%精度的一个620kΩ/20W、一个680kΩ/20W），前者被称为合格标准电阻样件，后者被称为不合格标准电阻样件。运行检查过程与 “合格/不合格样件法”完全一致。该方法的特点是：操作比较简单，标准电阻样件的成本低廉，可以较全面地判断仪器的各种必要参数以及相关连接是否正常；还可适用于各类抗电强度测试仪。工厂检查时会将其判定为有效的运行检查方法。

由于生产线上的例行检验采用快速测试方法，通常是通过提高测试电压来减少测试时间以满足生产线的快速检测需求，测试时间一般为1～3s，对时间的准确度要求不高。运行检查时对定时功能可以使用秒表（或手表）进行粗略的校验：检查时，按下测试键，测试指示灯亮，开始计时；测试指示灯灭，停止计时。比较设置时间与测得时间的一致性。若偏差不大则运行检查通过，否则，仪器故障。

3.2.2 接地电阻测试仪运行检查方法分析

接地电阻测试仪主要功能/参数包括：测试电流、被测电阻（门限电阻/实测电阻）、测试时间和测试失败声光报警。运行检查时应对仪器的这些关键参数和测试连接进行检查以确认其有效性。检查优先等级的排列一般为：相关连接、测试失败声光报警、门限电阻、测试电流和测试时间。

a）短路法

正确设置仪器的各种参数，将仪器两电极分开，按下测试键，此时仪器应有声光报警；（在有效测试时间内）再将两电极直接接触，仪器应无声光报警。否则，仪器故障。该方法可以检测到仪器的声光报警功能和电极的连接，其特点是：操作简单，无需任何附加的辅助工具，但检测内容非常有限，无法全面判断仪器的各种必要功能是否正常，不建议采用这种方式。

b）合格/不合格样件法

样件选择与检查过程与抗电强度 “合格/不合格样件法”类似。该方法可以检测到仪器的声光报警功能和测试连接，在一定程度上也验证了门限电阻的设置。其特点是：操作较简单，标准样件容易得到，无需专门的辅助工具，但无法全面判断仪器的各种必要参数是否正常。

c）临界样件法

样件选择与检查过程与抗电强度 “临界样件法”类似。该方法的特点是：操作较简单，标准样件容易得到，无需专门的辅助工具，在较大程度上验证了门限电阻的准确性。工厂检查时会将其判定为有效的运行检查方法。

d）单标准电阻法

根据例行检验实际使用的门限电阻来选择合适的标准电阻。例如：可选择一个0.1Ω/100W的绕线电阻做成标准电阻样件。对可编程的仪器，可将仪器输出编程为：步骤1，测试电流为22.5A，门限电阻为0.11Ω，持续时间3s；步骤2，测试电流为22.5A，门限电阻为0.09Ω，持续时间3s。设置好后，将标准电阻样件放入测试架，按下测试键，前3s仪器应无声光报警；后3s，仪器应有声光报警。否则，仪器故障。该方法的特点是：标准电阻样件成本低廉，可以较全面地判断仪器的必要参数以及相关连接是否正常。但此法不适合于非可编程仪器的运行检查。

e）双标准电阻法

根据例行检验实际使用的门限电阻来选择合适的标准电阻。例如：可选择两个分别为0.091Ω/100W、0.11Ω/100W的绕线电阻作为标准电阻样件。前者被称为合格标准电阻样件，后者被称为不合格标准电阻样件。运行检查过程与 “合格/不合格样件法”一致。该方法的特点是：操作较简单，标准电阻样件的成本低廉，可较全面地判断仪器的必要参数以及相关连接是否正常。该方法适用于各类接地电阻仪的运行检查。

接地电阻测试仪定时功能的运行检查方法与抗电强度测试仪类似。

接地电阻测试仪的输出电流检查比较复杂，一般无需在每天运行检查时进行。工厂可根据需要来确定一个检查时间间隔，并定期进行。一般检查方法为：准备一个长0.5m、有绝缘塑胶外皮的2.5mm2截面的铜质导线，将该导线两端连接在接地电阻测试仪的两个电极间，测试仪按照例行检验需要正常设置，将校准过的电流钳表的卡钳夹在该导线上，按下测试键，记下电流钳表上的电流读数。比较设置的输出电流与所测得的环路电流的一致性。若偏差不大则运行检查通过，否则，仪器故障。

3.3 工厂安规测试仪器运行检查的一般要求

首先工厂应根据产品的特点来确定相应的安规测试项目，然后根据生产规模和自动化程度来选择合适的安规测试仪器，再根据所选择仪器的特点来制订运行检查规范，并正确选择对应的运行检查用标准件。

运行检查所使用的标准件参数应适用于例行检验的相关参数，实施检查时应在例行检验所需要的参数下进行。例如：若例行检验时测试电压为1800VAC，门限电流为2mA，则运行检查也应在该设置下进行，若使用单标准电阻法，此时的标准电阻应选择909kΩ/20W（1%精度）。此时若在3300VAC，门限电流为5mA下用660kΩ的标准电阻进行运行检查是不符合要求的。若仪器需在不同的状态下进行测试，则运行检查需在相应的试验状态下分别进行，且每种状态下的仪器均应满足要求。

在制订运行检查规范时，应首先判断仪器的各种参数中哪些对测量结果非常重要，运行检查必须确认；哪些不是主要的参数，运行检查可以暂不考虑。

运行检查属日常检查，所选择的方法应简单、易行，不应有太多的操作步骤和使用太多的辅助工具。

运行检查规程应步骤清晰、通俗易懂且简明扼要，根据该规程，普通的相关仪器测试人员无需培训应可以直接进行操作。

每次运行检查后应认真做好运行检查记录并妥善保存备查。

工厂应有相应的程序文件规定运行检查不合格时，可能受到影响的产品如何追回及追回后如何处置。

对于测量设备自带的校准组件，若适用于仪器的运行检查，也可以用来作为运行检查的标准件。检查过程应按照产品说明书上的操作步骤进行。并应将说明书的相关内容转化为运行检查操作规程。