爬电距离（电气间隙）测试卡校准方法的探讨

胡靖 谭旭 郭鹏

汉中市质量技术监督检验检测中心 陕西 汉中 723000

1 名词解释

1.1 电气间隙clearance

两个导电部件之间，或一个导电部件与器具的易触及表面之间的空间最短距离，如图1所示。

1.2 爬电距离creepage distance

两个导电部件之间，或一个导电部件与器具的易触及表面之间沿绝缘材料表面测量的最短路径，如图1所示。

图1 爬电距离和电气间隙示意图

2 概述

爬电距离（电气间隙）测试卡是具有固定宽度测量头的专用器具，主要用于检测电气部件的爬电距离和电气间隙。爬电距离（电气间隙）测试卡一般由成组的多片组成，也可单片使用[1]。直型（T形）爬电距离（电气间隙）测试卡的结构见图2，曲型（L形）爬电距离（电气间隙）测试卡的结构见图3。

图2 直型（T形）爬电距离（电气间隙）测试卡结构示意图

图3 曲型（L形）爬电距离（电气间隙）测试卡结构示意图

3 计量特性

3.1 测量头宽度

爬电距离（电气间隙）测试卡测量头宽度的最大允许误差：±0.03 mm。

3.2 测量头宽度差

爬电距离（电气间隙）测试卡测量头宽度差：≤0.03mm。

注：以上计量特性要求仅供参考。

4 校准条件

4.1 环境条件

实验室温度：（20±8）℃。

4.2 测量标准及其他设备

外径千分尺：测量范围：（0～25）mm；最大允许误差：±4μm。

注：也可采用满足测量不确定度要求的其他测量设备进行校准。

5 校准项目和校准方法

校准前应对以下技术要求进行检查，在确认没有影响使用准确度的缺陷后进行校准[2-4]。①目测或手感检查，每片测试卡上的工作面均不应有划痕、毛刺、锈斑等影响使用准确度的外观缺陷。②目测检查制造厂名（或厂标）、规格等信息，每片测试卡上均应标注出标称值。③检查爬电距离（电气间隙）测试卡的各部分连接，测试卡应有序排列并可靠连接。④逐片转动测试卡，每片测试卡绕连接件转动应灵活，不得有松动和卡滞现象。

5.1 测量头宽度

用外径千分尺测量每片测试卡测量头端面位置1的宽度，如图4所示。测量时，使用外径千分尺平行夹持测试卡的测量面，轻摆千分尺找到该测量位置的最小值[5]。测量3次，取偏差最大的测量值h1作为位置1的测量头宽度。

图4 测量位置示意图

采用上述方法测量中间位置2的宽度，得到测量值h2，作为位置2的测量头宽度。

5.2 测量头宽度差

取h1和h2之差的绝对值作为测量头宽度差测量结果。

式中：

e-测量头宽度差；

h1-测量头在位置1的宽度；

h2-测量头在位置2的宽度。

6 校准结果表达

6.1 校准结果处理

经校准的爬电距离（电气间隙）测试卡出具校准证书，校准证书应符合JJF 1071—2010中5.12的要求，并给出校准项目名称和测量结果以及扩展不确定度。

6.2 校准结果的不确定度

爬电距离（电气间隙）测试卡校准结果的不确定度按JJF 1059.1-2012的要求进行评定。

7 试验结果

按照文中5.1、5.2所示方法，用外径千分尺测量每片测试卡测量头宽度，并取h1和h2之差的绝对值作为测量头宽度差测量结果。

表1 测量头宽度校准结果

表2 测量头宽度差校准结果

8 不确定度评定实例

以下采用测量范围（0～25） mm，MPE：± 4μm的外径千分尺对标称值8 mm的爬电距离测试卡测量头宽度进行测量为例来评定测量头宽度测量结果的不确定度。

8.1 数学模型

测量头宽度：

式中：

H-爬电距离（电气间隙）测试卡测量头宽度，mm；

h-爬电距离（电气间隙）测试卡测量头宽度测量值，mm。

8.2 标准不确定度评定

8.2.1 测量重复性引入的标准不确定度。采用测量范围（0～25）mm，MPE：±4μm的外径千分尺对标称值8mm的爬电距离测试卡测量头宽度进行测量，得到的试验数据见表3。

表3 爬电距离测试卡测量头宽度

8.2.2 外径千分尺示值误差引入的标准不确定度。根据外径千分尺检定规程，量程（0～25）mm的外径千分尺的示值误差为区间半宽认为符合均匀分布，取则：

8.3 合成不确定度。

8.4 扩展不确定度

取包含因子k= 2，则

9 结束语

本文指出了爬电距离测试卡的校准方法，并给出了测量结果不确定度评定示例，有利于各计量检测机构进行该项目的校准。