电气测量安全

©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›电气测量安全避免隐藏的危险理解安全标准©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›本教育计划的目标目标：•提高对电气测量危险的认识•了解适用于数字式万用表和测试仪的安全规范•了解四个装置测量类别•学习如何最大限度地降低和避免电气电气测量危险提纲：•电能会给数字式万用表和您带来什么•常见安全危险•主要安全标准机构•NFPA和IEC安全标准•电弧爆炸•仪表安全检查•仪表安全检查要点©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›隐藏的危险-弧闪©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›什么是弧闪？•相间或相对地短路•通过空气发生。电离的空气（等离子体）是一个良好导体•持续时间非常短，不超过一秒•电弧故障电流开始时受上游导线和变压器中电阻的限制。在一个480Vac电路中不到1欧姆©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›弧闪可产生什么结果？•人体和设备受损•很多情况下可引起严重烧伤•有时是致命的•几乎总会将设备损坏•工业估计数字•在美国，每天会发生5到10起弧闪事件©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›什么可引起弧闪？短路•装设断路器•在带电母线上插入或移除断路器•手动工具将两相短接•有经验的电工使用电缆切线钳切割带电电缆。切割钳的手柄与另外一相接触•测量工具的误用•将串联电流表并联在两相之间•使用一个无法承受全部电压的工具来测量带电电路的连续性高电压瞬变•线路上的高尖峰电压将引起火花放电/电弧•480Vac线路上的8kV尖峰电压©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›误使用测量工具常见错误•将设置为串联电流表功能的仪表连接到电压源•仪表上的电流模式几乎是短路状态•尝试在带电电路上测量电阻或连续性•某些老式仪表无法处理电阻功能中的完整电压©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›480Vrms，+/-678V峰值尖峰电压高达8000V什么可引起尖峰电压？•高电压瞬变•电机或其它感性负载的关断•设备故障•电力负载分断•可调速驱动器•两条导线之间可能会产生火花。•如果火花是位于一条高能量线路上，则电路中的全部电流都会提供电弧。©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›用汽车熔断器更换原始熔断器的位置测试线基本完好时间是如何浪费的...手持式测试工具安全性©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›探针被烧坏了250V熔断器没有及时断开在一个电源电路上使用不正确的仪表进行测量劣质测试线和探头造成了人身伤害。手持式测试工具安全性©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›该电工的手部和胳膊受到严重烧伤。探头上烧蚀留下的手指印手持式测试工具安全性©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›•来自瞬变（负载分断时的尖峰电压、雷电）的电弧保护：经过独立认证，符合CATIII-1000V或CATIV600V•在连续性或电阻测试中接触高电压保护：电阻测量中采取高达仪表电压等级的过载保护•测试线位于电流插孔中时测量电压保护：符合仪表电压等级的高容量熔断器使用不带电流插孔的仪表/测试仪•无意间接触带电部件而发生的触电保护：测试线采取双重绝缘，插孔凹入/插头带护罩，带手指护挡，CATIII1000V。损坏后进行更换。•在电压高于额定电压时使用仪表或测试仪保护：使用优质的卡马合金电阻材料常见数字式万用表/测试测试仪危险©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›可以避免的三个常见错误常见数字式万用表安全危险•测试线位于电流插孔中时测量电压（相当于短路）！保护：福禄克仪表中均使用高能量熔断器。•在电阻模式下与交流或直流电源接触。保护：使用一种具有过载保护功能的仪表。各种功能都根据仪表的额定电压采取自保护。•在高于额定电压的电压下（即在中压电路上）使用仪表。保护：使用优质的卡马合金电阻材料©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›谁来制定安全标准？•美国职业安全与健康管理局(OSHA)•美国联邦法规汇编，第29卷，第1910部分，S分部•美国国家防火协会(NFPA)•NFPA70E（适用于工作场所电气安全的标准）•NFPA70（美国国家电气规范）•美国国家标准协会(ANSI)•ANSI/ISAS82.02（测量、控制与实验室用途电气设备的安全要求）•电气和电子工程师协会(IEEE)•IEEE1584™-2002（弧闪危险计算指南）•国际电工委员会(IEC)•IEC61010（与ANSI/ISAS82.02和加拿大标准协会(CSA)C22.2No.1010.1-92相同）©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›美国国家防火协会适用于工作场所电气安全的NFPA70E标准：测试仪表和附件•是人身防护用品(PPE)的一部分（第250条）。•安全等级应与它们所连接的电路和设备相符。*•应针对它们的使用环境及使用方式进行设计。*•应在每个班次中使用之前进行目视检查。有缺陷或已损坏的设备在重新使用之前必须进行维修与测试。*•应通过测试和检查对保护工具（包括电压测试指示器）的绝缘进行验证（第250条）。*NFPA70E-2004110.9A©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›新的ANSI/CSA/IEC安全标准©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›国际电工委员会•IEC61010是适用于低压“测试、测量与控制设备”的标准。•IEC61010针对“过电压冲击瞬变”（电压尖峰）所提供的保护大大加强。•IEC61010成为以下标准的基础：•ANSI/ISAS82.02.01-1999（美国）•CANC22.2No.1010.1-92（加拿大）•EN61010-1:1993（欧洲）©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›IEC61010标准中的主要概念防护过电压瞬变•类别：CATI至CATIV•瞬变所带来的极大危险存在于较高类别中，因为它们可能会引起电弧爆炸。•冲击试验：不允许出现故障•必须通过将规定次数的、具有规定峰值电压的瞬变施加到仪表上而对它们进行试验。•内部间隔：增加•间隙（穿过空气的距离）和•爬电距离（表面距离）增加。©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›测量类别•冲击电压的高低和能量与位置有关。离电源越近，所产生的故障电流就越大，类别也越高。•IEC61010定义了四个位置或类别：CATIV“装置起始位置”供电设备级以及任何引出的电缆线路CATIII配电线缆，包括电网母线、馈线和分支电路；固定安装的负载CATII插座电路，插入式负载CATI被保护的电子电路©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›类别位置©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›测量类别考虑类别时的一般方法•短路故障电流越大，类别越高。•高能量瞬变更加危险，因为它们可引起电弧爆炸。•源阻抗越大，类别越低。•随着瞬变从发生的位置向别处行进，它们会被系统阻抗所衰减。•TVSS（瞬变电压电涌抑制）设备在配电盘处的规格比在插座处的规格要大（能量更高）。©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›确定真实耐压等级在每个类别内：•指定了“工作电压”（50、150、300、600、1000V）。•较高电压值具有较高的抗瞬变能力。•CATIV示例：•CATIV–600V：8kV冲击•CATIII示例：•CATIII–600V：6kV冲击•CATIII–1000V：8kV冲击•CATII示例：•CATII–600V：4kV冲击•CATII–1000V：6kV冲击©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›首先确定CAT类别，然后再确定电压•电压等级本身可能使人产生误解。•CATIII-1000V（8kV瞬变）比CATIII-600V（6kV瞬变）更加安全•但CATIII-600V要比CATII-1000V安全•首先要知道工作环境的类别，然后再选择合适的电压等级。•如果您要测量电源电路，则应使用一块CATIII-600V或CATIV600V/CATIII-1000V仪表。•并使用CATIV600V/CATIII-1000V测试线和探头。©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›CATIII-600VCATIII-1000VCATIV-600VCATIV-600VCATIII-1000V寻找CATIII或CATIV标志©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›CATIII的保护等级CAT瞬变熔断器和间隙爬电距离（2Ω源）过载等级（空气）（表面）III-1000V8000V1000V16.0mm16.0mmIV-600VIII-600V6000V1000V11.5mm14.0mmII-1000VII-600V6000V600V11.5mm11.5mm©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›•IEC负责制定标准，但不对满足标准的状况进行测试与检查。•厂商可以声明根据某一标准进行设计，而不经过独立机构的认证。•若要获得UL、CSA或TUV认证，厂商必须通过认证机构对产品是否符合标准进行测试。•请在仪表上寻找认证机构的标志。“经过认证”与“根据...标准而设计”©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›1.仪表内部的闪络3.端子处的电弧4.电弧爆炸2.测试线中的故障电流©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›在电流表模式下误使用数字式万用表©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›CATIV-600VCATIII-1000V最低要求是什么？•如果要测量电源电路，则需要使用一块CATIII-600V或CATIV-600V/CATIII-1000V仪表。•查看一下位于输入插孔附近的CAT类别和电压等级。•单单是CAT类别或电压等级可能会使人产生误解。•寻找独立认证-UL3111。©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›CATIV-600VCATIII-1000V最低要求是什么？安全特性必须是内置的。•一个工业级仪表内10%-15%的部件用于实现安全保护。•内置的保护功能可防止发生最常见的安全危险：•高压瞬变和飞弧危险•在连续性或电阻模式中接触高电压•高完整性元件•测试线插在电流插孔中时进行电压测量•高能量熔断器所有功能的过载保护1000V高能量熔断器©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›1997年之前设计与生产的仪表和测试仪不符合电气规范。较旧的Fluke70系列IIICATII-600V分级不充分新型170系列CATIV-600VCATIII-1000V最初的Fluke70系列未分级较新的仪表具有附加特性与功能：更大号的显示屏背光照明1000Vac能力电容频率磁性挂钩温度直流准确度是以前的3倍交流准确度是以前的2倍最小值/最大值记录探头支架电池盖旧仪表情况如何？©2004,2007FlukeCorporation电气测量安全‹#›仪表安全检查要点确保具有以下安全特性：•带熔断器保护的电流输入（高能量熔断器）•电阻测量功能具有过载保护•测试线带有护罩和手指护挡•凹入的输入插孔•符合最新安全标准（CATIII-600V或CATIV600V/CATIII1000）并进行独立认证©2004,2007FlukeCorpora