什么是 CAT 等级?

根据国际电子电工委员会 IEC1010-1 的定义,我们把电工工作的区域分为四个等级,分别称作 CAT I,CAT II,CAT III 和 CAT IV。CAT 等级是向下兼容的,也就是说,一块 CAT IV 的表用在 CAT I,CAT II,CAT III 下使用是完全安全的,但是一块 CAT I 的万用表用在 CAT II,CAT III 和 CAT IV 环境下使用就不保证安全了。

CAT 等级对用户意味着什么

CAT 等级意味着对客户的人身安全承诺,它不仅仅是耐高压!CAT 等级严格规定了电气工作人员在不同级别的电气环境中可能遇到的电气设备的类型以及在这样的区域中工作所使用的测量工具必须要遵循的安全标准。CAT 后面的电压数值则表示了他们能够收到电压冲击的上限。
例如,一个 CAT III 600V 的万用表,表示该表可以在 CAT I,II 和 III 区域安全使用,在这三个区域里如果该表收到最高 600V 的电压冲击,表不会对人体安全产生威胁,但是这款表在 CAT IV 域使用时,或者到 700V 的高压冲击的时候,就不能保证同样的安全了。CAT 等级是向下兼容的,也就是说,一块 CAT IV 的表用在 CAT I,CAT II,CAT III 下使用是完全安全的,但是一块 CAT I 的万用表用在 CAT II,CAT III 和 CAT IV 环境下使用就不保证安全了,表可能发生爆炸、燃烧威胁到你的安全。

CAT 等级划分

  • CAT I:通过变压器或者类似设备连接到墙上插座的二次电气线路,例如电子仪器设备类。有保护措施的电子设备、任何高压、低压回路,如办公室内部的复印机等。
  • CAT II:通过电源线连接到室内插座的用电设备的一次电气线路,如移动式工具,家电等。家用电器、便携工具(电钻等)、家用插座,距离三类线路 10 米以上的插座或者距离四类线路 20 米以上的插座。
  • CAT III:直接连接到配电盘的大型设备的一次线路及配电盘与插座之间的电路线路(三相分配电路包括单个商业照明电路)。位置固定的设备,如多相马达、多相闸盒;大型建设物内部的照明设备、线路;工业现场(车间)的机床、电源配电盘等。
  • CAT IV:三相公用供电设备和室外供电线路设备。涉及到『初始连接』的设备,如电站的电力分配系统;电力仪表,前端过置保护,任何室外输电线路。

如何理解 CAT 等级

CAT 等级有各自的工作电压和瞬时峰值电压。CAT 等级的工作电压分为:50V,150V,300V,600V,1000V。工作电压越高意味着能够承受的瞬时峰值电压也越高。
如下表所示:

等级 瞬时峰值
CAT IV 600V 8kV impulse
CAT III 600V 6kV impulse
CAT III 1000V 8kV impulse
CAT II 600V 4kV impluse
CAT II 1000V 6kV impulse

下图有更详细的数据:

CAT III 600V 比 CAT II 1000V 更安全

人们往往无法理解这一点,为什么只能承受 600V 电压的设备的比 1000V 更安全?
这里涉及到信号源阻抗的问题。信号源阻抗越大,CAT 等级越低。由表 1 可知,CAT III 等级的阻抗为 2 欧姆,CAT II 等级的阻抗时 12 欧姆,即 CAT II 等级的源阻抗是 CAT III 等级阻抗的 6 倍。所以,虽然 CAT III 等级的电压虽小,但阻抗也小,电流大,从而能够承受更高能量的信号,所以说 CAT III 600V 比 CAT II 1000V 安全。
同一个 CAT 等级下,工作电压越高,其安全等级也越高(同一 CAT 等级的源阻抗相同)。例如:CAT III 1000V(8kV 瞬时高发)比 CAT II 600V(6kV 瞬时高压)更安全。
如果您需要测试一个电力电路,你应该会用到一个 CAT III 600V 或 CAT IV 600V/CAT III 1000V 的仪表,配套 CAT IV-600V/CAT III-1000V 测试线和探头。

常见问题

问:PicoScope 的 CAT I 等级的高压探头 TA044 为什么配套 CAT III 1000V 等级的探头尖端?是不是厂家弄错了。
答:不是。Pico 所有的高压差分探头配套的都是 CAT III 等级的探头尖端。如下图所示。TA044 整体上是一个在 CAT I 环境中能够安全使用的设备,能够测量的最大单端电压 7kV。探头尖端采用的是工作电压 1000V 的 CAT III 等级,该等级下能够承受的瞬时最大尖峰电压是 8kV,所以 CAT III 等级的探头尖端 用起来更加安全。

本文转载自:CAT 等级

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