小功率电动机工作温度下泄漏电流测试

摘要：本文介绍了泄漏电流的概念、产生机理及安规测试中的重要性，同时针对电流对人体效应，概述了相应人体模拟测量网络。以小功率电动机为例，阐述了泄漏电流的测试方法和构成分量。

关键词：泄漏电流 绝缘 泄露 接触电流 人体效益 测量网络

The working temperature of the small Power motor leakage current test

Zeng Li Ying

Xiangtan quality supervision and inspection of goods

Abstract：this paper introduces the concept、the principle of the leakage current and its importance in the safely test。At the sametime，from the current to the human body effect coresponding simulated body measurement network，the small power motor for example describes the testing method and component of leakage current。

Keywords：leakege current、insulation、leak、touch current、body effect、measuring network。

一、概论

泄漏电流测试是安规测试中的一项重要测试，限制电器产品泄漏电流是为了保证其在正常或单一故障条件下，当人接触产品的可触及部件时，流经人体的电流不会对人产生伤害。电击是由于电流通过人体而造成的只需毫安级的电流就会使健康的人体产生反应，这种不知不觉的反应可能会导致间接的危害，人体受电击致死的主要原因是强电流刺激而引起心跳停止，因此为了保证使用和维修人员的安全，电器产品必须进行安全设计，出厂时必须进行泄漏电流测量。

通常安规执行单位如：UL、CSA、IEC、BSI、VDE、TUV和JSJ等都会要求涉及安全的电器产品必须通过这项测试。

将泄漏电流限制在一个很小值，这对提高产品安全性能具有重要作用。

二、泄漏电流的概念：

绝缘体理论上是不导电的，但实际上几乎没有任何绝缘材料是绝对不导电的。任何一种绝缘材料，在其两端施加电压，总会有一定电流通过，这种电流就叫泄漏电流，而这种现象叫做绝缘体的泄漏。泄漏是电介质本身固有（微量杂质）并与外界因素（水分子）取合后，所形成非阻隔电荷流动能力的微量导电现象。

以物理学上讲，泄漏电流可以定义为从带电部件通过绝缘流到导电部件的电流，从安全角度而言，泄漏电流主要考虑可能流过人体的有害电流――接触电流。泄漏电流有两种电流组成，接触电流和保护导体电流。

本文讨论的泄漏电流均以接触电流表示。

IEC61140―2001《电击防护、装置和设备的通用部件》第3.9节接触电流定义为：当在正常条件或在故障条件下，人体或动物体接触电气设备或设施的一个或多个可触及部件时，流过人体或动物体的电流，接触电流（仅在人体是电流通道时存在）还可以定义为流入代表人体阻抗网络的电流。

通常意义上定义泄漏电流实际上就是电气设备在没有故障和施加电压的作用下，电器设备中带相互绝缘的金属零件之间或带电零件与接地零件之间，通过其周围介质或绝缘表面所形成的电流。

泄漏电流值，表示着介质的绝缘强度的趋势，用以辅助分析和判断电器产品的绝缘状态，泄漏电流是用来确定导电部件是否可能引起触电（麻电感觉）的带电部件，所以泄漏电流限值对不同类型的电器有不同要求，原则是当人接触这些电器时，不会引起触电。

三、人体模拟测量网络

按照GB/T 12113―2003《接触电流和保护导体电流的测量方法》推荐的接触电流的测量方法是以流经人体的电流可能引起的效应为基础的。

电流对人体的效应较复杂，最为重要的效应为感知、反应、摆脱和电灼伤，这四种人体效应中的每一种效应都有一个单独的阈值，其中某些阈值随频率的变化存在很大差异。本标准采用了更具代表性的人体模型，针对最普遍情况下，一般意义的电击而选择的，考虑到电流通路和接触条件，使用正常条件下几乎完全从手到手或从手到脚接触的人体模型。

四种效应中，感知、反应和摆脱与接触电流的峰值有关，并随频率的变化而不同，而电灼伤与接触电流的有效值有关与频率无关。

对应不同效应的三种测量网络如图1～图3

图1 未加权的接触电流的测量网络

图2加权接触电流（感知电流或反应电流）的测量网络

图3 加权接触电流（摆脱电流）的测量网络

四、测量方法

根据GB12350―2009《小功率电动机的安全要求》第2章工作温度下的泄漏电流要求。

（a）测量时电机状态

电动机经标准要求的温升试验后的热态，试验电压为1.06倍额定电压及实际负载下。

（b）测量部件

测量在电源的任一极和连接金属箔的易触及金属部件之间进行，被连接的金属箔面积不超过20cm×10cm，这与绝缘材料的易触及表面相接触

（i）单相电机接触电流的测量

a a、b单刀单掷开关

C：图2测量网络

图4单相电动机在工作温度下泄漏电流的测量电路图

按图四连接好线路，将选择开关分别拔到a、b的每一个位置各测量一个值。

（ii）对三相电动机，测量电流如图5给出

a a、b、c单刀单掷开关

C：图2测量网络

L1、L2、L3三相电源线

N：中性线

图5 三相电动机在工作温度下泄漏电流的测量电路图

对三相电动机，将开关a、b和c拨到关闭位置来测量泄漏电流。然后，将开关a、b和c的每个轮流打开，而其他两个开关仍处于关闭位置再进行重复测量，对只打算进行星形连接的器具，不连接中性线。

电动机在正常工作时，其泄漏电流不应大于0.25mA。

标准规定对于家用类电动机，均不允许电动机外壳存在人体可感知的带电现象。如果产品中存在这种现象，其泄漏电流限值应减小，或采取必要的表面绝缘措施或其他有效措施，使带电现象消失。

对于图2测量网络，所测试泄漏电流由两部分组成，一部分是通过绝缘电阻的传导电流，另一部分是通过分布电容的位移电流，位移电流容抗力Xc= 与电源频率成反比，分布电容电流随频率升高而增加，所以泄漏电流随电源频率升高而增加。

对小功率电动机，绝缘性能好坏直接危及维护维修人员安全，因此，泄漏电流测试是必要的且测试值应准确可信。

五、总结

国际电工委员会（IEC）关于泄漏电流的测试方法是以电流对人体的效应实际研究结果为依据而改进的，由于人体对电流的效应受环境影响很大，每个个体机理差异性大，很难有一个人体模拟网络能完全替代人体对泄漏电流的反应，因此泄漏电流的测量也是个不断探索、不断完善、不断总结的过程。

参考文献：

1.GB12350―2009《小功率电动机的安全要求》

2.GB/T12113―2003 《接触电流和保护导体电流的测量方法》