簡介

在軍用與航太應用中，操作性能與安全性是決定各類連接器的最重要考量。連接器與繼電器、導線、成束導線所組成的電纜與線束，都必須依嚴格標準進行測試。這些標準的數量與範圍令人目眩 — 本文並不試圖逐一羅列所有標準；相反地，將以具代表性且重要的 MIL 標準及類似航太標準來說明高性能電氣安全測試儀器、輔助設備與軟體在達成元件可靠且具成本效益之合規測試中的關鍵角色。

軍用測試規範

涵蓋軍用/航太應用中配線、電纜與連接器的一系列測試與標準相當廣泛。以下為這些標準的部分範例：

• 導線

MIL-STD-2223 — 電氣測試 — Class 3000

  • Test 3001 — 主要絕緣的火花測試
  • Test 3002 — 衝擊耐電壓（Impulse Dielectric）
  • Test 3003 — 絕緣電阻
  • Test 3004 — 表面電阻
  • Test 3005 — 潮濕耐電壓（Wet Dielectric）
• 連接器

連接器相關標準的範圍與複雜性超出本文的討論範圍。以下為各類連接器所對應的部分標準範例：

  • MIL-DTL-5055 — 圓形，帶可焊或壓接接點
  • MIL-DTL-12520 — 中心鎖緊螺絲式聯接，防水，具極性之多接點
  • MIL-DTL-22292 — 多接點、重型、快速分離電插頭/插座
  • MIL-DTL-26482 — 耐環境、快速分離、微型、圓形
  • MIL-DTL-32139 — 奈米微型
  • MIL-DTL-38999 — 微型、圓形、高密度、刺刀、螺紋或卡閂聯接

這些連接器標準包含了許多在導線與電纜測試規範中所要求的相同電氣測試項目。

電氣安全測試設備自動化測試程序

電氣安全「hipot」（高壓）測試儀是電氣與電子設備製造過程中的不可或缺設備。hipot 測試儀名稱來自其所產生的高位勢（即高電壓），用以執行介電耐壓與絕緣電阻測試。除了這些測試外，先進性能的 hipot 測試儀還提供精確的低電阻量測以及低電阻/高電流輸出。

hipot 測試儀的先進功能在軍用與航太合規測試中特別重要。對於許多消費性與工業產品的測試，其主要目標常是由 UL 與國際安全組織定義的「產品安全」。而在軍用/航太應用中，這些測試的意義被提高，因為產品故障可能導致高昂代價甚至致命。

像本文稍後所述的 Vitrek 產品這類先進電氣安全測試儀，對於可靠且可重複執行諸多複雜測試序列是必要的。這些設備可配置以快速處理各種測試設置、產生高電壓與高電流、精確量測極高與極低阻抗，並能記錄結果——所有這些都是絕對必要的功能。

所需測試類型

電氣安全測試設備被用來執行本文所涵蓋的一系列規定測試，並且用於執行下列一項或多項測試程序：

  • 火花/弧測試
  • 絕緣電阻/漏電
  • 接地側測試（Ground Bond）
  • 介電耐壓（AC 或 DC）
  • 地線連續性（Ground Continuity）

圖 2. 對兩個導體施加 hipot，並透過接地回路測量漏電。

火花測試

火花測試用於辨識導線絕緣中的缺陷。測試方法為將導線從一捲線軸拉至另一捲線軸，中間通過串珠鍊或火花電極。當導線通過測試夾具時，hipot 測試儀的電極被定位，使施加於導體上的高電壓在絕緣有缺陷時會產生火花/電弧（介電擊穿）。

介電耐壓

hipot 介電耐壓測試用以檢查個別導體間以及導體與連接器本體或地線間是否具有足夠之絕緣與隔離。

絕緣電阻測試

 

絕緣電阻測試通常涉及確認電阻是否超過某一規定的高電阻值。在許多情況下，需要在多個導體之間測量絕緣電阻。例如電纜/連接器組件、多導體電纜與繼電器。進行此一測量時，除了待測的一根導體外，其他所有導體會被短接在一起，測試電壓從該單一導體施加到被短接的導體組上。然後逐一以此方式測試每一根導線。

其他電纜與線束測試

依適用標準的不同，連接產品通常還需要進行多種其他測試。例如 SAE AS4373 標準“Test Methods for Insulated Electric Wire”描述了用於航太應用之絕緣單導體電線的測試方法。電氣安全測試系統被應用於此。該標準規定的測試項目範例包括：

  • 501 — 介電常數（單位長度之電容）
  • 502 — 電暈起始與熄滅電壓
  • 503 — 介電擊穿
  • 504 — 絕緣電阻
  • 505 — 火花測試
  • 506 — 表面電阻
  • 507 — 產生煙霧的電流/時間
  • 508 — 乾態電弧蔓延阻抗
  • 509 — 濕態電弧蔓延阻抗
  • 510 — 耐電壓（潮濕）
  • 511 — 導線熔斷時間
  • 512 — 額定電壓
  • 513 — 抗煙霧性

Vitrek 電氣安全測試儀

Vitrek 有能力提供全球各地每一項消費性產品測試所需的適當設備。請參考 https://www.vastitec.com/product/type/Electrical_Safety

 

Vitrek 測試自動化軟體

Vitrek 的 PC 平台軟體設計用以控制公司 V7x 與 95x 系列高性能電氣安全（hipot）測試儀，以及 98x 系列絕緣電阻測試儀。在多測試點情況下，該平台可介面至 Vitrek 的 964i 高壓切換系統以進一步自動化流程。對於複雜的測試配置，軟體可向操作員顯示詳細指示與圖像，確保在測試前正確接線。

其功能包括：

 

  • 配置、測試序列、測試結果、使用者與其他系統設定可儲存在本機 PC 或可透過網路存取的中央 SQL 資料庫中。
  • 測試資料易於存取，使用者可依其需求對結果清單進行排序與篩選。
  • 可整合條碼掃描器以讀取 DUT（被測裝置）型號並載入正確、即可執行的測試序列。
  • 多媒體設置指示可納入測試序列，為操作員提供視覺提示以便輕鬆且準確地接線 DUT。

應用案例

電纜測試應用
 

客戶：美國海軍
需求：對 100 條導體電纜進行高壓耐壓測試

Vitrek 產品：

  • 一台 95x（951i）高性能電氣安全測試儀
  • 三台 964i 高壓切換器
  • QT Insite 軟體

結果：

  • 自動化測試將每條電纜的測試時間由兩小時縮短為兩分鐘
  • Vitrek 系統為稽核目的記錄測試結果
  • 該系統經校正並可追溯至 ISO17025
  • Vitrek 系統在美國設計、生產與支援

繼電器測試應用
 

客戶：Teledyne 與 Esterline
需求：高壓耐壓、絕緣電阻與連續性測試

Vitrek 產品：

  • 一台 V7x 系列（VXi）高性能電氣安全測試儀
  • QT Insite 軟體

結果：

  • 以 Vitrek 設備取代原有自製系統並於一週內投入運作
  • Vitrek 系統為稽核目的記錄測試結果
  • 該系統經校正並可追溯至 ISO17025
  • Vitrek 系統在美國設計、生產與支援

結論

軍用與航太應用對電氣連接件的安全性與可靠性賦予極高的重要性。因而，這些元件需依嚴格標準進行合規測試。本文並未企圖提供這些標準的詳盡概述，而是指出這類材料的測試共同需求：需要高性能、精確且可靠的測試設備與系統。

Vitrek 的電氣安全測試儀系列是此類應用的理想選擇。
- 95x 系列 hipot 具備高輸出功率與廣泛輸出電壓範圍，同時具備優異的漏電流解析度。
- V7x 系列 hipot 在輕量且較低成本的形式下提供卓越性能。

Vitrek 耐壓測試儀標配多種電腦介面，使得出廠即可簡化測試自動化，並可與 Vitrek 的 964i 多點切換系統與 QT Insite 軟體搭配使用。

Vitrek 的產品在美國設計、生產並獲得支援；我們的設施為美國實驗室認可協會（A2LA）認可之 ISO 17025 校正實驗室。

宏浩創新科技 (VASTi Technologies) 數十年來提供可靠、精確且價格合理的測試設備，其應用專業知識補強了整體服務 — 在銷售之前、銷售期間與銷售之後皆提供支援。

 

 

reference: vitrek.com