爬電距離（電氣間隙）測試卡校準方法的探討

胡靖 譚旭 郭鵬

漢中市質量技術監督檢驗檢測中心 陜西 漢中 723000

1 名詞解釋

1.1 電氣間隙clearance

兩個導電部件之間，或一個導電部件與器具的易觸及表面之間的空間最短距離，如圖1所示。

1.2 爬電距離creepage distance

兩個導電部件之間，或一個導電部件與器具的易觸及表面之間沿絕緣材料表面測量的最短路徑，如圖1所示。

圖1 爬電距離和電氣間隙示意圖

2 概述

爬電距離（電氣間隙）測試卡是具有固定寬度測量頭的專用器具，主要用于檢測電氣部件的爬電距離和電氣間隙。爬電距離（電氣間隙）測試卡一般由成組的多片組成，也可單片使用[1]。直型（T形）爬電距離（電氣間隙）測試卡的結構見圖2，曲型（L形）爬電距離（電氣間隙）測試卡的結構見圖3。

圖2 直型（T形）爬電距離（電氣間隙）測試卡結構示意圖

圖3 曲型（L形）爬電距離（電氣間隙）測試卡結構示意圖

3 計量特性

3.1 測量頭寬度

爬電距離（電氣間隙）測試卡測量頭寬度的最大允許誤差：±0.03 mm。

3.2 測量頭寬度差

爬電距離（電氣間隙）測試卡測量頭寬度差：≤0.03mm。

注：以上計量特性要求僅供參考。

4 校準條件

4.1 環境條件

實驗室溫度：（20±8）℃。

4.2 測量標準及其他設備

外徑千分尺：測量范圍：（0～25）mm；最大允許誤差：±4μm。

注：也可采用滿足測量不確定度要求的其他測量設備進行校準。

5 校準項目和校準方法

校準前應對以下技術要求進行檢查，在確認沒有影響使用準確度的缺陷后進行校準[2-4]。①目測或手感檢查，每片測試卡上的工作面均不應有劃痕、毛刺、銹斑等影響使用準確度的外觀缺陷。②目測檢查制造廠名（或廠標）、規格等信息，每片測試卡上均應標注出標稱值。③檢查爬電距離（電氣間隙）測試卡的各部分連接，測試卡應有序排列并可靠連接。④逐片轉動測試卡，每片測試卡繞連接件轉動應靈活，不得有松動和卡滯現象。

5.1 測量頭寬度

用外徑千分尺測量每片測試卡測量頭端面位置1的寬度，如圖4所示。測量時，使用外徑千分尺平行夾持測試卡的測量面，輕擺千分尺找到該測量位置的最小值[5]。測量3次，取偏差最大的測量值h1作為位置1的測量頭寬度。

圖4 測量位置示意圖

采用上述方法測量中間位置2的寬度，得到測量值h2，作為位置2的測量頭寬度。

5.2 測量頭寬度差

取h1和h2之差的絕對值作為測量頭寬度差測量結果。

式中：

e-測量頭寬度差；

h1-測量頭在位置1的寬度；

h2-測量頭在位置2的寬度。

6 校準結果表達

6.1 校準結果處理

經校準的爬電距離（電氣間隙）測試卡出具校準證書，校準證書應符合JJF 1071—2010中5.12的要求，并給出校準項目名稱和測量結果以及擴展不確定度。

6.2 校準結果的不確定度

爬電距離（電氣間隙）測試卡校準結果的不確定度按JJF 1059.1-2012的要求進行評定。

7 試驗結果

按照文中5.1、5.2所示方法，用外徑千分尺測量每片測試卡測量頭寬度，并取h1和h2之差的絕對值作為測量頭寬度差測量結果。

表1 測量頭寬度校準結果

表2 測量頭寬度差校準結果

8 不確定度評定實例

以下采用測量范圍（0～25） mm，MPE：± 4μm的外徑千分尺對標稱值8 mm的爬電距離測試卡測量頭寬度進行測量為例來評定測量頭寬度測量結果的不確定度。

8.1 數學模型

測量頭寬度：

式中：

H-爬電距離（電氣間隙）測試卡測量頭寬度，mm；

h-爬電距離（電氣間隙）測試卡測量頭寬度測量值，mm。

8.2 標準不確定度評定

8.2.1 測量重復性引入的標準不確定度。采用測量范圍（0～25）mm，MPE：±4μm的外徑千分尺對標稱值8mm的爬電距離測試卡測量頭寬度進行測量，得到的試驗數據見表3。

表3 爬電距離測試卡測量頭寬度

8.2.2 外徑千分尺示值誤差引入的標準不確定度。根據外徑千分尺檢定規程，量程（0～25）mm的外徑千分尺的示值誤差為區間半寬認為符合均勻分布，取則：

8.3 合成不確定度。

8.4 擴展不確定度

取包含因子k= 2，則

9 結束語

本文指出了爬電距離測試卡的校準方法，并給出了測量結果不確定度評定示例，有利于各計量檢測機構進行該項目的校準。