在IEC 990:1990发布之前,“泄漏电流”这一概念已广泛出现在各类测量标准中,并被应用于多个领域,包括GB 4706、GB 4943、GB 9706和GB 8898等国家标准。在GB/T 12113-1996(接触电流和保护导体电流的测量方法)中,“泄漏电流”被称为“泄电流”,并给出了以下两种定义:
I型电流(Type 1 current):在正常条件或单一故障条件下,当人体接触到连接至不同电源系统的接地或不接地的Ⅰ类或Ⅱ类设备时,流经人体的电流;
II型电流(Type 2 current):在正常条件下,流过Ⅰ类设备保护导体的电流。
为协调各设备委员会制定的测量要求,并便于参与国际安全产品认证,IEC国际委员会在IEC 60990:1999中不再使用“漏电流”这一术语。“漏电流”已用于描述其他不同概念,例如绝缘耐压测试中的漏电流。因此,引入了“接触电流”这一表述,并对其进行了明确的定义:
当人或动物接触一个或多个装置设备的可触及部件时,流经其身体的电流(见IEV 195-05-21)被称为接触电流。
当不同接触电流流经人体时,会产生四种不同的生理效应:感知、反应、摆脱和电灼伤。在这四种效应中,感知、反应和摆脱与接触电流的峰值密切相关,并且会随着频率的变化而有所不同。由于测量有效值(RMS)最为便捷,因此通常将电击电流视为正弦波进行处理。然而,峰值测量方法不仅适用于非正弦波形(在这种情况下,接触电流的峰值可能具有更重要的意义),同时也适用于正弦波形。用于测量感知、反应和摆脱电流所规定的网络是一种具备频率响应特性的加权网络,该网络能够为工频下的单一限值提供规定并作为参考基准。
1、感知电流和反应电流(a. c), 使用图2的网络;
2、摆脱电流(a. c. ), 使用图3的网络;
3、电灼伤(a.c.), 使用图1的网络;
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
由于感知、反应和摆脱接触电流的峰值与频率密切相关,并随频率变化而有所不同,因此测量网络的频率特性显得尤为重要。根据GB/T12113-2003(IEC60990:1999)附录中的L1、L2、L3表,明确列出了测量网络的频率特性要求。测量内容涵盖输入阻抗和传输阻抗、输出电压与输入电压的比值。由于设备电路中分布电容、引线电感以及电压测量装置特性的差异,这些因素会直接影响输出电压与输入电压的比值,而该比值又与输入阻抗和传输阻抗紧密相关。因此,测量精度直接反映了接触电流测试仪的整体性能水平。
表 L. 1未加权接触电流测量网络(图3)的输出电压和输入电压的比值
频率/Hz | 输出电压和输入电压的比值 | 输人电压和输出电压的比值 | 每毫安示值的输人电压 |
20 | 0.250 | 4.00 | 2.00 |
50 | 0.251 | 3.98 | 1.99 |
60 | 0.252 | 3.97 | 1.99 |
100 | 0.255 | 3.92 | 1.96 |
200 | 0.269 | 3.72 | 1.86 |
500 | 0.349 | 2.87 | 1.43 |
1000 | 0.511 | 1.96 | 0.979 |
2000 | 0.740 | 1.35 | 0.675 |
5000 | 0.937 | 1.07 | 0.533 |
10000 | 0.983 | 1.02 | 0.509 |
20000 | 0.996 | 1.00 | 0.502 |
50000 | 0.999 | 1.00 | 0.500 |
100000 | 1.00 | 1.00 | 0.500 |
200000 | 1.00 | 1.00 | 0.500 |
500000 | 1.00 | 1.00 | 0.500 |
1000000 | 1.00 | 1.00 | 0.500 |
表 L.2 感知电流/反应电流测f网络(图4)的输出电压和输入电压的比值
频率/Hz | 输出电压和输人电压的比值 | 输人电压和输出电压的比值 | 每毫安示值的输入电压 |
20 | 0.250 | 4.00 | 2.00 |
50 | 0.251 | 3.99 | 2.00 |
60 | 0.251 | 3.99 | 1.99 |
100 | 0.252 | 3.96 | 1.98 |
200 | 0.259 | 3.87 | 1.93 |
500 | 0.282 | 3.54 | 1.77 |
1000 | 0.292 | 3.43 | 1.71 |
2000 | 0.246 | 4.06 | 2.03 |
5000 | 0.133 | 7.50 | 3.75 |
10000 | 0.0708 | 14.1 | 7.06 |
20000 | 0.0360 | 27.8 | 13.9 |
50000 | 0.0145 | 69.2 | 34.6 |
100000 | 0.00723 | 138 | 69.1 |
200000 | 0.00362 | 277 | 138 |
500000 | 0.00145 | 691 | 346 |
1000000 | 0.000723 | 1382 | 691 |
表 L.3 摆脱电流测量网络(图5)的输出电压和输入电压的比值
频率/Hz | 输出电压和输人电压的比值 | 输人电压和输出电压的比值 | 每毫安示值的输入电压 |
20 | 0.250 | 4.00 | 2.00 |
50 | 0.251 | 3.99 | 1.99 |
60 | 0.251 | 3.98 | 1.99 |
100 | 0.253 | 3.95 | 1.98 |
200 | 0.261 | 3.83 | 1.92 |
500 | 0.298 | 3.36 | 1.68 |
1000 | 0.348 | 2.87 | 1.44 |
2000 | 0.377 | 2.65 | 1.33 |
5000 | 0.280 | 3.57 | 1.79 |
10000 | 0.164 | 6.09 | 3.04 |
20000 | 0.0860 | 114 | 5.81 |
50000 | 0.0349 | 28.7 | 14.3 |
100000 | 0.0175 | 57.2 | 28.6 |
200000 | 0.00874 | 114 | 57.2 |
500000 | 0.00350 | 286 | 143 |
1000000 | 0.00175 | 572 | 286 |
从L2和L3表格中可以明显看出,1MHz的正弦波信号通过图2所示网络和图3所示网络时,分别衰减了1382倍和572倍。这意味着,如果输入信号为4V的正弦波,在1MHz频率下,经过图2和图3网络后,校准仪器显示的电压应分别为4V/1382=0.0029V和4V/572=0.0069V。当然,这里允许存在5%的误差范围。这种计量方法已被许多国家的计量单位广泛采用。然而,目前能够满足如此严格误差要求的接触电流测试仪极为少见。大多数接触电流测试仪仅能在0Hz至200KHz范围内实现10%以内的误差精度,但在200KHz至1MHz的频率范围内,误差显著增大,结果严重偏离IEC60990标准中L2和L3表格的要求。