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淺淡家電用電纜泄漏電流檢測(cè)和控制 - 無圖版
fyc8 --- 2006-09-15 13:37:54
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淺淡家電用電纜泄漏電流檢測(cè)和控制
摘要：本文從電纜絕緣材料的介電性能和工頻交流下電纜的充放電，推導(dǎo)電纜交流泄漏電流值，為家電用配套電纜和空調(diào)器檢測(cè)提供一個(gè)快速和準(zhǔn)確的泄漏電流閥流值。同時(shí)，也能對(duì)電纜生產(chǎn)中如何控制產(chǎn)品質(zhì)量，追溯產(chǎn)品生產(chǎn)全過程的符合性提供量值。
關(guān)鍵詞：家用電器；電纜；泄漏電流；檢測(cè)和控制
1 引言
家用電器的安全性能，是按照GB4706.1-1998《家用和類似用途電器安全 通用要求》進(jìn)行測(cè)試，其中空調(diào)器還要按GB4706.32-1996《家用和類似用途電器安全 熱泵空調(diào)器和除濕機(jī)的特殊要求》進(jìn)行測(cè)試。GB/T7725-1996《房間空氣調(diào)節(jié)器》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，空調(diào)器的泄漏電流為出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目，泄漏電流大是致命缺陷，測(cè)試方法及要求符合GB4706.1-1998和GB4706.32-1996兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)�？照{(diào)企業(yè)一般在出廠做高壓試驗(yàn)的同時(shí)，測(cè)試交流泄漏電流，空調(diào)器配套用室內(nèi)外連接軟電纜作為電氣元件，也要經(jīng)受高壓和泄漏電流試驗(yàn)�？照{(diào)企業(yè)對(duì)配套用的軟電纜除了符合GB5013-1997外，還要對(duì)電纜的泄漏電流符合要求，各個(gè)空調(diào)企業(yè)分配給電纜連接線的泄漏電流指標(biāo)值是各不相同，一般要求每根連接用電纜在2000V工頻交流下，泄流電流不大于3mA。本文對(duì)空調(diào)用電纜的泄漏電流控制情況談?wù)勼w會(huì)。
2 電纜的泄漏電流
電纜的絕緣層主要是阻止電流通過，絕緣電阻是表征絕緣體阻止電流通過的能力。但絕緣體不是絕對(duì)不導(dǎo)電的，只是通過絕緣體的泄漏電流很小而已。
電纜通直流電壓后，開始一段時(shí)間電流成份很多，有泄漏電流、充電電流、極化電流、位移電流等。一定時(shí)間后，極化過程基本完成，充電電流也達(dá)到飽和，主要表現(xiàn)為泄漏電流。
電纜在交流電壓下，絕緣材料要隨電流極化，同時(shí)絕緣層相當(dāng)于介質(zhì)，在交流正弦波的作用下，不斷產(chǎn)生充放電作用，產(chǎn)生電容充電電流。因此，交流電壓下，泄漏電流主要表現(xiàn)為電纜的充放電電流。
影響電纜的泄漏電流因素很多，主要有材料的極性和絕緣體積電阻系數(shù)。非極性材料，介電系數(shù)小，體積電阻系數(shù)大，泄漏電流小。弱極性材料，介電系數(shù)和體積電阻系數(shù)一般，泄漏電流較小。極性材料，介電常數(shù)相對(duì)較大，體積電阻系數(shù)較小，泄漏電流相對(duì)大一些。因此，作為絕緣材料，應(yīng)選用使用介電常數(shù)小，絕緣體積電阻系數(shù)大的材料，或者多種絕緣材料復(fù)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，發(fā)揮各種材料的特性。其次，使用的配合劑、添加劑、增塑劑等材料，體積電阻系數(shù)要高。另外，各種材料分散要均勻，也就是絕緣混煉要均勻，生產(chǎn)過程中要始終保持絕緣材料清潔，可以保持良好的絕緣性能，避免局部泄漏電流大的缺陷。
3 電纜電容電流的估算
交流條件下，測(cè)試電纜的泄漏電流，相當(dāng)于對(duì)電纜的充放電，兩根絕緣線芯之間相當(dāng)于圓柱形電容器，絕緣材料作為電容器的介質(zhì)，導(dǎo)體相當(dāng)于電容器的極。
3.1 橡套軟電纜電容電流估算
現(xiàn)在，按2000V，50Hz工頻交流，電纜長(zhǎng)度為1m，絕緣材料為天然/丁苯橡皮，規(guī)格為
245 IEC 57 （YZW）3*
圓柱形電容器電容計(jì)算公式： [1]
2πε0εr l
Lu (R/r)
代入上式得到：
2π×8.85×10-12×3.8×1
Ln (1.66/0.79)
= 2.84×10-10 (F)
電容容抗計(jì)算公式：
1
2π f C
代入上式得到：
1
2π ×50× 2.84×10-10
= 1.12 ×10-7 (Ω)
交流下的電容電流計(jì)算公式：
U
2 XC
代入上式得到：
2000
2× 1.12 ×10-7
= 8.9 ×10-5 (A)
相當(dāng)于每米的泄漏電流為0.089mA。
3.2 聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套軟電纜電容電流估算
現(xiàn)在，按2000V，50Hz工頻交流，電纜長(zhǎng)度為1m，絕緣材料為聚氯乙烯，規(guī)格為227 IEC
53 （RVV）3*
其中，聚氯乙烯相對(duì)介電常數(shù)取6.0。 [2]
絕緣層的外半徑，
絕緣層的內(nèi)半徑，
代入圓柱形電容器電容計(jì)算公式得到：
2π×8.85×10-12×6.0×1
Lu (1.49/0.79)
= 5.256×10-9 (F)
代入電容容抗計(jì)算公式得到：
1
2π ×50× 5.256×10-9
= 6.06 ×10-6 (Ω)
代入交流下的電容電流計(jì)算公式得到：
2000
2× 6.06 ×10-6
= 1.65 ×10-4 (A)
相當(dāng)于每米的泄漏電流為0.165mA。
3.3 聚化聚乙烯和合成橡膠復(fù)合材料為絕緣的軟電纜電容電流估算
現(xiàn)在，按2000V，50Hz工頻交流，電纜長(zhǎng)度為1m，絕緣材料為CPE和SBR復(fù)合材料，規(guī)格為1.5mm2 的多芯橡套軟電纜為例，計(jì)算電纜的電容充電電流。
其中，CPE和SBR復(fù)合材料相對(duì)介電常數(shù)取4.8。
絕緣層的外半徑，
絕緣層的內(nèi)半徑，
代入圓柱形電容器電容計(jì)算公式得到：
2π×8.85×10-12×4.8×1
Lu (1.66/0.79)
= 3.59×10-10 (F)
代入電容容抗計(jì)算公式得到：
1
2π ×50× 3.59×10-10
= 8.87 ×10-6 (Ω)
代入交流下的電容電流計(jì)算公式得到：
2000
2× 8.87 ×10-6
= 1.127 ×10-6 (A)
相當(dāng)于每米的泄漏電流為0.1127mA。
4 電纜泄漏電流的測(cè)試和控制
經(jīng)對(duì)橡套電纜實(shí)際試驗(yàn)，2000V工頻交流耐壓下，電纜每米的泄漏電流在0.092-0.10 mA之間，與理論上估算的泄漏電流基本接近，因此，我們可以利用理論計(jì)算的電容充電值，來設(shè)置電纜的泄漏電流閥流值。
電纜制造過程中，橡膠的混煉和絕緣厚度不是絕對(duì)均勻的，泄漏電流也不是絕對(duì)不變。確定合理的泄漏電流上限值，既能滿足空調(diào)器的技術(shù)指標(biāo)要求，又不因?yàn)榫植啃孤╇娏魃源蠖袨椴缓细衿贰?SPAN lang=EN-US>
實(shí)踐證明，對(duì)245 IEC 57（YZW）橡套電纜成圈成品電纜測(cè)試其泄漏電流時(shí)，要預(yù)先按電纜實(shí)際長(zhǎng)度計(jì)算其泄漏電流值。一般以每米不超過0.1mA為上限，測(cè)試長(zhǎng)度不超過120米，比較合理。按照此原理，如果要測(cè)試一圈100米的成品電纜，一般用輸出功率大于等于500瓦的耐壓試驗(yàn)儀測(cè)試，2000V時(shí)，交流泄漏電流顯示為9-10mA。如果成品電纜太長(zhǎng)，由于電纜的不均勻性，泄漏電流值有一定的范圍，顯示的泄漏電流值各相之間會(huì)超過3mA，有時(shí)不能準(zhǔn)確地檢查出電纜的局部泄漏電流大的缺陷。因此，只有對(duì)成品電纜顯示值的誤差不超過空調(diào)企業(yè)給定的每根電源連接線泄漏電流3mA，才能檢查出電纜局部泄漏電流過大的缺陷。
絕緣材料不同，泄漏電流上限值不同，可以根據(jù)其絕緣材料特點(diǎn)規(guī)定一個(gè)合適的閥流值，目的是要求電纜符合空調(diào)企業(yè)泄漏電流內(nèi)控要求。
5 結(jié)束語
橡套軟電纜用于空調(diào)器配套線，除了符合GB5013-1997標(biāo)準(zhǔn)要求外，還要符合各空調(diào)企業(yè)的內(nèi)控要求，其它家電用配套電纜也有類似的要求。絕緣材料的不同，相對(duì)介電常數(shù)不同，泄漏電流值變化不大，都能符合家用電器泄漏電流控制要求�？刂坪蜏y(cè)試泄漏電流是防止電纜絕緣加工過程中的不均勻性，排除電纜局部泄漏電流大的缺陷。
cuijiude --- 2006-09-15 13:53:26
2
zw1316 --- 2007-06-28 16:46:34
3
maxxiao --- 2010-03-22 13:32:35
4
是呀，發(fā)一份附件形式的吧
jswjyzw --- 2012-08-08 09:48:58
5
謝謝分享
alanlily --- 2016-10-30 14:30:12
6
