电气安全测试中如何消除操作过程中产生的危害？-化工仪器网-手机版

现今，混合动力与电动汽车（乘用车）中的高压系统均由高达500V的储能单元提供。随着广泛的使用。预估将来的电压水平可能会增加至两倍。但是少数商用车使用的工作电压却是高达1000V的技术。按照规定，在涉及对人类健康和生命的电气危害时，仅有低于60VDC和30VAC的电压值才被认定是安全、可靠的。此依据是源于电动汽车系统中产生的电压比这些安全限值高出许多，所以近年来对此进行了广泛的危害分析。且欧盟发布了有关制造商的强有力规定，致力于在最大范围内消除高压在生产，开发，维护和维修过程中所产生的危害。

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使用者及维修人员将要面临的危险

使用电气设备与系统所涉及的危险均是源于电流流经人体，电弧，电磁干扰及静电电荷等相关的危险产生的。除此之外的潜在却依旧能够避免的危险则是源于不合格的人员在车辆上执行不当的电气工作或是车辆技术缺陷所引起的。

IUE（德国电气事故检查研究所）确定，在涉及高达1000V的全部电气事故中，约有40%发生在故障排除及维修工作期间。

【上图中以橙色标识的高压元件】

机动车中高压系统引起的电气危害

虽然法律规定要求车辆需要具有很高的电气安全性，可对于在研发，生产及服务中从事混合动力和电动汽车工作的人员，却依旧存在一定的危害。

触摸源于内部故障而通电的高压组件可能会发生电流流过人体的危害。假设接触点在胸腔附近，即使大约30至50mA的直流电也有可能会发生呼吸肌肉组织收缩，因而导致呼吸停止。假如在50Hz的交流下触电时间大于2秒，即便电流单单只有10mA也可能会引起心室颤动严重时将会发生心脏骤停的情况。

在混合动力和纯电动汽车方面，需要考虑的电气危害如下：

电弧可能导致烧伤甚至死亡

残余电压或非绝缘电缆

绝缘故障，造成电流失控

UNECE R100 的电气安全要求

乘客舱和后备箱中的全部带电部件一定要符合 IPXXD防护等级，剩余的一切其他区域一定要满足IPXXB 防护等级。

所有暴露的导电部件（如导电屏障和导电外壳）都必须可靠地接地，以此来保障防止因间接接触而引起的电击。在这方面，事故预防法规和UNECE R100都规定了任何两个可接触的导电部件之间的最大电阻必须小于100mΩ @0.2 A。

使用高压符号识别高压元件

高压母线电缆必须配备橙色外护套。

绝缘电阻：
■ 直流线路为 100 Ω / V
■ 交流线路为500 Ω / V

符合安全要求的测量方法及仪器

检查接地连接的电阻– 要求：<100 mΩ @0.2A

在0.2A时，接地电阻一定要小于100mΩ。所以，电阻测量仪器就一定要能够产生至少0.2A的测量电流，同时还可测量毫欧范围内的电阻。

事故预防法规和UNECE R100规定测量电流至少为0.2A。考虑到电阻会随着安培数的增加也同步增加，除此之外汽车制造商采用更高的电流值（譬如 1A）进行测试。

采用普通的2线测量方法不能够充分精确地测量小电阻值。此类方式测量可以知道电流源I经过待测量的电阻Rt的压降，之后利用欧姆定律计算：R=U/I。可得知，该电压不是在电阻Rt上测量的，而是在电阻总和或电流源处测量的，即在Rt+Rcbl上，其中Rcbl=Σ（电缆，连接头）。这将导致该测试方法误差较大。

【上图所示为2 线和4线测量】

4线法测量，同样也可称为开尔文测量，是一种合适的测量方法。在此情况下，可以使用两根导线将测量电流施加到被测器件上，且直接在被测器件上使用两根单独的导线测量压降。相对于测量电流I，电流IU流经具有高内阻的电压表，在此可忽略不计。对比被测器件上的压降来看，测量电缆上的压降同样可忽略不计。此外，当前的电流源I独立于Rt。因此，仅测量电阻Rt两端电压。之后可得计算电阻为Rt = U/I。

测量绝缘电阻的程序

在电动汽车上，高压电缆和高压接头上的绝缘处理可以防止直接接触以此来确保人员的安全。

所以，一定要对高压线路的每个部件以及组件的绝缘电阻进行单独测量。电动汽车上的电气系统按照电源和负载划分为两个部分，绝缘电阻值分别测量计算。测量方法如下所示：

高压负载使用外部直流源的测量方法：

测量仪器在待测高压负载的端子和车辆地之间施加较高直流电压。经过检测两部分之间的漏电流，从而计算出绝缘电阻。这些测量仪器被统称为绝缘电阻测试仪。