音视频、信息技术和通信技术设备抗电强度试验浅析

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摘要：本文介绍了抗电强度定义，主要以GB4943.1-2022《音视频、信息技术和通信技术设备第1部分：安全要求》为依据，介绍了音视频、信息技术和通信技术设备抗电强度的测量程序与限值要求，并介绍与现行国家强制性标准GB8898-2011《音频、视频及类似电子设备安全要求》、GB4943.1-2011《信息技术设备安全第1部分：通用要求》的主要异同点。

关键词：安全抗电强度电气绝缘

0引言

随着时代与科技的发展，越来越多的电子产品同时具有多种功能来满足人们的需求，按照功能划分产品认证类别的界限越来越模糊，这时单一的音视频设备或者信息技术设备安全标准来进行检测已无法满足多功能产品检测需求了，所以我国结合IEC 62368国际标准，于2022年7月19日发布了针对音视频、信息技术和通信技术设备的安全检测标准：GB4943.1-2022《音视频、信息技术和通信技术设备第1部分：安全要求》，标准根据对电子设备熟悉程度以及能量对人体的影响程度，将使用人员分为：一般人员、受过培训的人员、熟练技术人员；将电能量源分为：1级（ES1）、2级（ES2）、3级（ES3），不同人员遇到不同能量源等级时的安全防护要求不同，1级电能量源与所有人员之间均无安全防护要求；2级电能量源与一般人员之间应采用基本安全防护，如果一般人员维修器期间，需将基本安全防护解除，则应补充指示性防护，与受过培训的人员之间应采用预防性安全防护，与熟练技术人员应采用技能性安全防护；3级电能量源与一般人员及受过培训的人员之间应采用双重安全防护或者加强安全防护，与熟练技术人员应采用技能性安全防护；因此当相关人员与ES2及ES2以上能量源之间需采取相关安全防护时，应满足相应等级抗电强度试验。

1 GB4943.1-2022标准中抗电强度的试验方法

1.1适用测试对象

GB4943.1-2022《音视频、信息技术和通信技术设备第1部分：安全要求》标准中涉及抗电强度试验的情况有：

1.考核绝缘材料是否吸湿性：当绝缘材料数据不能证明该材料为非吸湿性材料时，需要对使用绝缘材料的元器件或组件进行湿热处理，湿热处理后在湿热箱内或者在能达到规定温度的环境内进行抗电强度试验。

2.固体绝缘：a固体缘缘不得因由于进入设备的过电压，包括瞬态电压，以及设备内可能产生的峰值电压;和薄层绝缘的针孔而造成击穿，通过抗电强度考核；

b多层薄层材料用作附件绝缘和加强绝缘时，通过抗电强度试验，取代最小绝缘穿透距离要求：

3.ES3裸露导电零部件的可触及性：当ES3电压大于420V峰值时，适用的试具不应触碰裸露的内部导电零部件，而且还应与该零部件有一段空气间隙，可选择通过抗电强度替代最小空气间隙距离要求。

4.确定最小电气间隙：当产品绝缘位置距离满足电气间隙测量程序1，但不不满足测量程序2时，结合抗电强度，判定产品最小电气间隙。

5.附录T试验后：当对产品按照附录T进行相关机械强度试验后，产品可触及导电零部件部门有可能与产品内部ES2及ES2以上导电零部件距离减小，此时，应用电气间隙的测量和抗电强度试验。

6.天线端子：电网电源端子与天线端子之间、电网电源端子与给其他带有天线端子的设备提供非电网电源电压的外部电路端子之间的绝缘应能承受在天线端子上的静电放电，作为代替浪涌试验的测试方法，可通过抗电强度试验在检验是否合格。

7.绝缘液体：绝缘液体不应因传入设备的过电压及设备内差生的峰值电压而击穿，所以当绝缘液体在设备内时应符合抗电强度试验。

8.考虑跨在电容器和RC单元上的总的工作电压，应通过抗电强度试验。

9.绕组组件：绕组组件耐久性试验后应进行抗电强度试验。

10.外部电路瞬态电压的安全防护：正常使用时，产品上需要抓握或者另外需要与人体保持持续接触的非导电零部件和未接地的导电零部件、可触及零部件和电路（使用试具触及不到的连接器的针脚除外）、与预订和外部电路连接的电路隔离的另一个ES1或ES3（无论是否可触及）的零部件和外部电路连接的电路之间应提供足够的电气隔离，通过脉冲试验或者稳态实验（抗电强度）试验检验。

1.2试验电压值

除确定电气间隙程序2、不可分离的薄层材料、来自外部电路的瞬态电压的安全防护稳态实验抗电强度耐压值外，基本绝缘、附加绝缘或加强绝缘的抗电强度试验电压通过下列三种方法最高的试验电压值来确定：

方法1：使用根据来自交流电网电源或直流电网电源，或来自外部电路的瞬态电压，按下表确定试验电压

方法2：使用跨在电气间隙上的工作电压的峰值或重复性峰值电压中的较高者，按下表确定试验电压

方法3：使用标称交流电网电源电压，按下表试验电压

结合方法1、方法2、方法3：预订与我们日常使用的由交流电网电源（有效值220V）供电的电子设备，按照Ⅱ类过电压得出试验电压U_试验：基本绝缘或者附加绝缘：2.5kV，加强绝缘：4kV。

两层不可分离的薄层材料抗电强度试验电压值：200%*U_试验

三层或更多层不可分离的薄层材料抗电强度试验电压值：150%*U_试验，另外进行卷轴试验后，抗电强度试验电压值：150%*U_试验，但不小于5kV（有效值）。

电气间隙程序2抗电强度试验电压值通过瞬态电压值确定，见下表：

来自外部电路的瞬态电压的安全防护稳态实验抗电强度耐压值通过不同零部件部位确定，见下表：

1.3试验程序及合格判定依据

与受试绝缘并联的电阻器、电容器和阻容单元、与被试绝缘并联的提供直流通路的元件（如滤波电容器的放电电阻和限压装置）可能会导致试验电压未加到要测的绝缘上，从而出现虚假的不合格，因此在实施耐压之前，需仔细查看原理图，在绝缘达到相应工作温度后将此类元器件予以断开，然后立即将频率为50Hz或60Hz、基本上为正弦波形的交流电压或直流电压从零逐渐升高到选取好的规定电压，并保持60s（当进行电气间隙程序2抗电强度时，交流试验电压时间 5s 直流试验电压对不同极性分别进行5S），试验期间不应出现由于加上试验电压而引起的电流以失控的方式迅速增大，绝缘无法限制电流现象，即绝缘击穿。

如果当抗电强度试验过程中出现测试仪器发出绝缘击穿报警信号，应分析绝缘击穿原因，是否是由于试验中产生的漏电流大于预期短路电流，此时并不意味抗电强度试验不合格，只有发生破坏性放电（击穿）时，应找出击穿点，并查找出击穿原因，才能判定试验失败，例如电晕（指带电体表面在气体或液体介质中发生局部放电的现象）、单次瞬间闪络（固体缘周围的气体或液体电介质被击穿时，沿固体绝缘子表面放电的现象）不认为是绝缘击穿。

2. 与GB 8898-2011、GB 4943.1-2011标准的主要差异

2.1：GB8898-2011抗电强度

在湿热试验后立即进行绝缘电阻和抗电强度试验，如果在1min后测得的绝缘电阻不小于下表中给出的值，而且在抗电强度试验期间没有出现飞弧或击穿，则认为该设备符合要求，试验电压如下：

2.2：GB4943.1-2011抗电强度

在湿热试验后和发热试验后立即进行抗电强度试验，施加电压1min，试验期间，绝缘不应出现击穿，试验电压如下：

以由交流电网电源供电，峰值工作电压：354V的电子产品为例，GB8898-2011、GB4943.1-2011与GB4943.1-2022抗电强度差异总结如下：

通过对比可知：GB4943.1-2022对于基本绝缘、附加绝缘的抗电强度试验电压更高，要求更严格，对于加强绝缘的抗电强度试验电压较低，判定依据与GB4943.1-2011一致。

结论：综上所述，GB4943.1-2022中对于抗电强度综合考虑了GB 8898-2011、GB 4943.1-2011中试验要求，结合“使用人员”和“能量等级”两方面因素，GB4943.1-2022中抗电强度应用更加广泛且完善，从而使绝缘的判定依据更加清晰。

参考文献：

［1］GB8898-2011 音频、视频及类似电子设备安全要求（IEC 60065：2005，MOD）

［2］GB4943.1-2011 信息技术设备安全第1部分：通用要求（IEC60950：2005，MOD）

［3］GB 4943.1-2022 音视频、信息技术和通信技术设备第1部分：安全要求（IEC62368-1：2018，MOD）

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