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CAT III 与 CAT IV 万用表:测量类别怎么选

CAT III 与 CAT IV 万用表:测量类别怎么选

简要回答:CAT III 对应建筑物内部的配电装置:配电箱、断路器、固定布线和固定接线的电机。CAT IV 对应低压装置的电源端:进户线、电力公司的电能表以及进入建筑物的供电线路,这里一旦发生故障或出现电压冲击,释放的能量要大得多。CAT IV 仪表按更高的瞬态冲击设计,凡是在总进线保护上游作业,都应使用 CAT IV 仪表。

我们的大多数数字万用表、钳形表和非接触验电笔上都印有类似“CAT III 600V”的标识。具体请以所用型号上的标识为准:氖泡螺丝刀式测电笔这类基础工具没有 CAT 等级。本文讲清楚这个标识的含义、CAT II、III、IV 的区别,以及怎样按作业场景选对等级;同时直接说明我们哪些仪表适合哪个类别,哪些场合不适合。

测量类别到底在说什么

IEC 61010-1 按电路在低压配电系统中的位置给市电电路分类。离电源越近,电源阻抗越低。阻抗低意味着一旦出问题,电源能灌进很大的电流,仪表内部一个短路就可能演变成电弧闪络。

测量类别跟屏幕上显示的稳态电压关系不大,它针对的是叠加在上面的短时尖峰:供电线路上的雷击感应、电网操作,以及现场大电机、电容器组投切。表笔握在手里的时候,仪表必须扛住这些瞬态而内部不发生击穿。

旧版标准还定义过 CAT I,指不接市电的受保护电子电路。现行版本已不再使用 CAT I。未按市电测量定级的端子会有相应标示,绝不能接到市电上;输入端没有 CAT II、III 或 IV 标识的,一律按不可接市电对待。

CAT II、CAT III、CAT IV 对照

CAT IICAT IIICAT IV
所处位置通过插头接入的负载建筑物内部配电装置低压装置的电源端
典型测试点家用电器、手持电动工具、离配电箱较远的插座配电箱、断路器、固定布线、母排、接线盒、固定接线的电机、靠近进线端的插座进户线、电力公司电能表、总进线过流保护、架空及地埋进户线路
故障时可释放的能量三者中最低较高最高,电弧闪络风险最大
冲击耐受电压(300V 等级)2500 V4000 V6000 V
冲击耐受电压(600V 等级)4000 V6000 V8000 V
冲击耐受电压(1000V 等级)6000 V8000 V12000 V

表中冲击电压是 IEC 61010 针对各类别和对地电压常用的数值。注意,CAT IV 600V 仪表和 CAT III 1000V 仪表按同样的 8000 V 瞬态设计。

但两者不能互换。CAT III 1000V 仪表并不自动适用于 CAT IV 场合,必须由厂家按该类别设计并标明。以仪表上标注的类别为准,不要自己换算。

为什么类别比电压数字更重要

假设有两块表,一块标 CAT II 1000V,一块标 CAT III 600V。数字大的看起来更“抗造”。查上表,两者都按 6000 V 冲击设计,但只有后者被允许接到配电箱上,而配电箱处同样的冲击背后能量更大。做配电箱作业,应该选 CAT III 600V,而不是 CAT II 1000V。

等级里的电压是该类别下允许的最大对地工作电压。以中性点接地的 230/400 V 三相系统为例,每相对地是 230 V;中性点不接地的系统,对地电压可能达到线电压。

两支表笔之间的电压同样要算。在这种配电箱上测相间电压,加在仪表上的是 400 V,也必须在仪表额定电压之内。所以 230/400 V 三相配电箱至少要用 CAT III 600V 仪表。

量程和安全等级也要分开看。VC99 有 1000V 直流量程,安全等级却是 CAT III 600V。量程说明仪表能显示多大,CAT 标识说明它能接到哪里。

表笔决定整套仪表的安全上限

表笔和测试线按 IEC 61010-031 单独定级,整套系统以等级最低的部件为准。一块 CAT III 600V 万用表配上没有任何标识的替换表笔,安全等级就成了未知数。

  • 确认表笔标注的类别和电压不低于作业要求。替换件见我们的表笔与测试线。
  • 在 CAT III 和 CAT IV 测试点,通常需要带护套的笔尖或表笔帽,以减少裸露金属,避免同时碰到两根导体。
  • 第三方检测机构的认证标志说明等级经过验证。请在仪表本体和随附文件上查看;只印了 CAT 数字,属于厂家自我声明。

不同作业需要什么类别

  • 电子维修台。电池供电和受保护的低压电路不需要市电类别。如果同一张工作台也修市电供电的产品,选 CAT III 仪表即可兼顾。市电供电的台式表 VC8045 等级为 CAT III 600V。
  • 家电和电动工具维修。插头接入的负载属于 CAT II,用 CAT III 仪表留有余量。
  • 配电箱、电机和建筑布线。属于 CAT III,且对地电压不超过仪表等级。这正是 CAT III 600V 仪表的主战场。
  • 新能源汽车维修。整车动力系统不属于建筑配电,但同样是高能量回路,应按 CAT III 作业的标准对待。动手前先查维修资料,确认车辆的额定电池包电压。我们的 CAT III 600V 仪表适用于 600 V 以内的系统;800 V 平台需要 CAT III 1000V 等级的仪表和表笔,不能用我们的 CAT III 600V 型号。并严格执行高压下电流程。
  • 电网侧。进户线、电能表、架空线、地埋进户电缆和室外馈线都属于 CAT IV,必须使用 CAT IV 仪表,不能降级。

我们的仪表适合哪里,不适合哪里

型号类型安全等级适用范围
VC86、VC99、VC890D万用表CAT III 600VCAT III 与 CAT II,对地 600V 以内
VC835B、VC834万用表CAT III 300VCAT III 与 CAT II,对地 300V 以内
CM-2018、CM-2056交直流钳形表CAT III 600VCAT III 与 CAT II,对地 600V 以内
VC1508PD、VC4060B+绝缘万用表CAT III 600VCAT III 与 CAT II,对地 600V 以内
AC-3、AC-4非接触验电笔CAT III 1000V / CAT IV 600V带电初筛,含 600V 以内的 CAT IV 测试点

我们的万用表、钳形表和绝缘万用表都没有 CAT IV 等级。不要拿它们去测进户线、电能表、架空线或室外馈线。这些位置的测量,请选用对应电压的 CAT IV 仪表。

AC-3 和 AC-4 验电笔具备 CAT IV 600V 等级,但它们是 50Hz/60Hz 交流非接触检测器,默认检测 48V~1000V,高灵敏度档为 12V~1000V。它们提示导体带电,并不测量电压值。验电笔没反应只能算初步筛查,不能当作电路已断电的证据。

CAT III 300V 的型号适合家庭和小型商业的单相电路。只在对地电压和表笔间电压都不超过 300V 的场合使用,230/400 V 配电箱上的相间测量不在此列。

下表笔之前的检查

  1. 看清仪表和两支表笔上的等级,取较低者作为实际等级。
  2. 检查表笔绝缘有无开裂、金属外露,在 CAT III、CAT IV 测试点装上表笔帽。
  3. 测试前后都在已知带电源上验证仪表,确保“无电”读数说明电路无电,而不是仪表坏了。
  4. 测电压前确认表笔插在电压插孔。表笔留在电流插孔时去测电压,等于通过仪表保险丝把电源短路。
  5. 尽量单手操作,站在干燥地面,按现场规定穿戴防护用品。
  6. 外壳开裂或输入端烧蚀的仪表应报废,原有等级已不再成立。

刚接触万用表?可以先看我们的万用表新手指南,插孔、量程和常见误操作都有详细说明。

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