10.接地與導通性量測的差別?
絕緣良好是對設備使用者的第一道防線(不漏電、不電到人)，當第一道防線出現問題時，良好的接地便是保護使用者的第二道防線(漏電後，將電導引到地)，當設備出現漏電時，人摸到產品的外殼，對地而言，人體如果相對是一個高電阻時，從等效電路得知，兩個電阻並聯，大電阻的分流較小，這便是第二道防線的意義。所以用電設備的地線必須正確安裝，漏電時可以很快地把電流導到地。
接地電阻(GB)的測試，它是透過 25 到 40 安培的大電流，在接地線上產生的壓降為 4~12 伏特，透過歐姆定律的換算得知，此接地電阻為m Ω等級，GB 的測試時間有些標準要求要測兩分鐘，至少也需要測 5 到 10 秒。
安規測試有具備交流耐壓(ACW)的單一功能機種或交流耐壓(ACW)/直流耐壓(DCW)的二合一機種，交流耐壓(ACW)/直流耐壓(DCW)/絕緣電阻(IR)的三合一機種以及交流耐壓(ACW)/直流耐壓(DCW)/絕緣電阻(IR)/接地電阻(GB) 的四合一機種，如果要有接地電阻 GB 測試功能就要選擇四合一的機種，所以價格會比較貴，但是有一些耐壓分析儀，例如固緯的 GPT12000/15000 系列電氣安規分析儀，它的導通性測試(GC)為標配，導通性測試(GC)是用一個小電流去測電阻，與三用電表的導通性測試原理相同，也就是量測接地的路徑是不是導通，測試時間快(1 秒左右)，但是量測準確度(為Ω等級)就沒有 GB 那 麼好，當您的設備沒有 GB 功能時，有 GC 的測試功能至少能對接地的導通性進行評估。
用於絕緣電阻量測或耐壓測試的儀器是透過輸出高電壓，量測小電流，再透過歐姆定律換算電阻，過去的標準未思考到許多用戶端的安全隱患，這些隱患包含：
- 原本基本絕緣的要求不足以保證使用者的安全
- 意外輸出：操作儀器高電壓輸出的按鈕可能被誤觸
- 電力系統斷電、電力恢復後儀器可能處於自動輸出的危險狀態
- 設備未能有效地將測試的殘餘電壓放電至安全電位
- 後面板輸出時在後面板並未提供警告
IEC/EN 61010-1:2010 測量，控制和實驗室用電器設備的安全要求 - 第 1 部分：通用要求。儀器本身要符合 IEC/EN61010 的標準，因為以上的安全隱患，對於絕緣電阻和耐壓測試設備於 2017 年新增了 IEC 61010-2-034:2017 測量，控制和實驗室用電器設備的安全要求 - 第 2-034 部分：絕緣電阻測量 設備和耐壓測試設備的特殊需求，但凡輸出電壓超過 50 伏特(交流)或 120 伏特(直流)的絕緣電阻測量設備和耐壓測試設備的儀器須適用此新標準，標準公布後於 2021 年生效。
UL 於 2019 年 7 月 12 日參照 IEC 標準發布 UL61010- 2-034 標準，中國於 2020 年 12 月 24 日國家標準化管理委員會下達 2020 年年第四批推薦性國家標準計畫(文件號 國標委發[2020]53 號)序號 115 將 IEC61010-2-034 編列計畫號 20204746-T-604，由此可見此安全議題已受到主要國家的重視。
固緯電子於 2020 年 4 月 16 日發表全球第一台符合 IEC-61010-2-034 標準的 GPT-12000 系列電氣安規分析儀，針對上述的安全隱患提出了完整的對策。
- 高壓繼電器、高壓變壓器改採符合雙重絕緣的零件，高壓板的走線距離亦符合雙重絕緣的要求，量測迴路變更設計，加入保護阻抗，隔離高壓側危險電壓，以符合雙重絕緣要求。
- IEC 新規範對於意外輸出的規定，可採取以下對策的其中之一來因應：
2-1 高壓輸出開關要長按 1 秒後才可以有輸出 (考量安全與產測的便利與效率，固緯 GPT12000/15000 系列採取此對策)
2-2 輸出開關需要鑰匙才能啟動
2-3 輸出開關需在彈簧蓋之下，啟動時需打開彈簧蓋才能按輸出開關
2-4 需要使用兩隻手同時按壓兩個開關才能輸出 - 設備輸入端電源供應失效再回復後，即便輸出開關是按下的，設備還是要處在安全的情況(無危害)，固緯的 GPT12000/15000 系列在偵測輸入電源消失 10 個週期後便會停止輸出。
- 在放電迴路加上 56k 歐姆的放電電阻，確保直流模式下針對大電容測試完成後的放電機制必須要在 10 秒內放電至低於 30%的安全電壓。
- IEC 的標準要求使用閃爍(50-300 次/分鐘，亮起的時間至少 40%)或恆亮的紅色警示燈號。或可採用高對比色的可見/可變指示器，或採用高音量 的聲音警示(70 dBA 以上/小於 5kHz)。固緯採用前、後面板皆設置輸出警示燈方式處理。
高壓儀器使用上的自保之道
即使採用了符合 IEC61010-2-034 最新安全標準的儀器，如果在使用現場未能依據安全的安裝及操作方法，儀器操作人員還是會有安全顧慮。 儀器一定要正確接地，本文的問題十已討論過接地的重要性，但是建築物的接地狀況如何確定? 看到插座有三孔就是有接地嗎?
圖十：為 Amprobe 公司的電源插座檢查器 (本圖參考自 Amprobe 公司網站)
可用三用電表來檢查或是用圖十簡易的電源檢查器，這種檢查器可確認接 地是否正確接地，火線、水線是否反接等電源配電議題。固緯的 GPT12000/15000 系列後面板具備額外的接地連接端子，當電源的三插無正確接地時，可透過此端子另做接地，再者儀器本身具備接地失效偵測功能，當偵測到儀器接地失效時會停止輸出以達到保護要求(此功能亦可關閉)。
圖十一：固緯 GPT-12000 系列後面板
絕緣桌墊、絕緣地板、絕緣手套、護目鏡等安全措施一個不能少，也由於操作時須戴絕緣手套，所以耐壓測試儀器不建議採用觸控螢幕的操作介面設計。
從研發到產測的測試計畫及設備佈建
研發階段：透過破壞性實驗，了解絕緣材料餘裕度。安規分析儀須具備 V-I 曲線掃描功能，確認絕緣崩潰。接下來透過統計功能，計算平均值，設定產測允收標準。可回顧圖七的絕緣崩潰 V-I 曲線，統計分析請見圖十二。 GPT12000/15000 系列提供螢幕快拍功能，可儲存測試畫面，簡化您製作測試報告或產測的標準作業流程(SOP)的工作以節省時間。
產測的佈建：當製程穩定、良率高時，可透過多通道的掃描盒或多通道的安規分析儀(請見圖十三)來提高產測的效率，產測的安規分析儀若支援 USB 拇指碟的設定複製功能，則可以節省產線的測試佈建時間。
圖十二：統計分析
圖十三：圖左多通道 GPT-9500 系列；圖右 GPT-9800 系列搭配掃描盒
結論
選擇符合最新安全標準 IEC 61010-2-034:2017 的耐壓/絕緣測試設備並正確的接地是保障使用安全的第一要務，應用層面的不二法門便是了解測試標準與儀器工作原理，透過這十個問題的釋疑希望對安規工程師的工作有所助益。而根據台北市 2017~2019 年的統計，電氣因素造成的火災佔 20.1% (783 件/2560 件)，電氣因素火災造成的傷亡為受傷 29 人佔 46.8%、死亡 15 人佔 34.1%，從這些數據我們更期盼安規工程師能為產品的電氣安全嚴格把關，讓這些不幸事件可以降到最低。
如有測量的應用議題，歡迎透過以下郵箱與筆者交流
stephen_wu@goodwill.com.tw 或 stephen.wu2006@gmail.com
參考文獻：
- 2013 年 2 月消防月刊：電氣事故處理之探討(上) 作者：徐忠賢
- 世騰認證集團 Cerpass EN 61010 之安規簡介
- 2014 年 10 月 15 日 The Hipot test 作者： Richard Nute
- 施耐德電機 — 資料中心科研中心第 18 號白皮書七種類型的電源問題 作 者： Joseph Seymour 和 Terry Horsley
- 維基百科 Wikipedia
- 判別產品絕緣特性的電氣強度測試安規測試專欄（4）作者： UL
- 電力人第 16 期 2014 年 11 月 電力技術專欄：絕緣電阻要高或要低 作 者：黃聖祿、邱敏彥、李長興、顏世雄
- NTS 公司網站 www.nts.com/services/testing/electrical/ electrochemical-migration/
- Amprobe 公司網站
- 中央通訊社報導：台北市火災 3 年釀 44 死 電氣肇因逾 3 成 記者黃麗芸 2020 年 4 月 26 日