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 II | CAT III | CAT 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 V | 4000 V | 6000 V |
| 冲击耐受电压(600V 等级) | 4000 V | 6000 V | 8000 V |
| 冲击耐受电压(1000V 等级) | 6000 V | 8000 V | 12000 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 600V | CAT III 与 CAT II,对地 600V 以内 |
| VC835B、VC834 | 万用表 | CAT III 300V | CAT III 与 CAT II,对地 300V 以内 |
| CM-2018、CM-2056 | 交直流钳形表 | CAT III 600V | CAT III 与 CAT II,对地 600V 以内 |
| VC1508PD、VC4060B+ | 绝缘万用表 | CAT III 600V | CAT 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
- 看清仪表和两支表笔上的等级,取较低者作为实际等级。
- 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。
- 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。
- 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。
- 尽量单手操作,站在干燥地面,按现场规定穿戴防护用品。
- 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。
