整理耐壓測試儀基本原理量友維修

1、精品文檔耐壓測試儀根本原理發(fā)布時間：10-08-26 來源：點擊量：1820 字段選擇：大 中小耐壓測試儀又叫電氣絕緣強度試驗儀或叫介質(zhì)強度測試儀,也有稱介質(zhì)擊穿裝置、絕緣強度測試儀、高壓實驗儀、高壓擊穿裝置、耐壓試驗儀等.將一規(guī)定 交流或直流高壓施加在電器帶電局部和非帶電局部 一般為外殼之間以檢查電 器的絕緣材料所能承受耐壓水平的試驗.電器在長期工作中,不僅要承受額定工 作電壓的作用,還要承受操作過程中引起短時間的高于額定工作電壓的過電壓作 用過電壓值可能會高于額定工作電壓值的好幾倍 .在這些電壓的作用下,電氣 絕緣材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化.當過電壓強度到達某一定值時,就會使材料的 絕緣擊穿

2、,電器將不能正常運行,操作者就可能觸電,危及人身平安.電氣平安主要測試指標包括交/直流耐壓、絕緣電阻、泄漏電流、接地電阻 等.交/直流耐壓試驗用于檢驗產(chǎn)品在實際工作狀態(tài)下的電氣平安性能,是檢驗 設備電氣平安性能的重要指標之一.目前市場上所見的耐壓測試儀采用GB4706等同IEC1010標準,使用較多的是臺式結(jié)構(gòu)的單項測試指標測試儀器,不能滿 足用戶需要多指標綜合測試的需求；而且目前市場上的耐壓測試儀多采用的是傳 統(tǒng)的測試方法,測試精度不高,采用的技術(shù)和主要性能指標與國外先進水平有一 定的差距,不能完全滿足目前開展的電氣平安性能測試工作的需要.因此研究符 合最新國際標準的采用先進技術(shù)和具有更好性

3、能指標的耐壓測試系統(tǒng)具有重要 意義.耐壓測試儀主要用于聚乙烯絕緣的電力電纜的耐壓測試,也可用于大型電力變壓器的絕緣耐壓測試.耐壓測試儀采用超低頻高壓測試電力電纜的耐壓是一種 新的方法耐壓測試儀根本原理耐壓測試儀的根本原理：把一個高于正常工作的電壓加在被測設備的絕緣體 上,并持續(xù)一段規(guī)定的時間,如果其間的絕緣性足夠好,加在上面的電壓就只會 產(chǎn)生很小的漏電流.如果一個被測設備絕緣體在規(guī)定的時間內(nèi), 其漏電電流保持 在規(guī)定的范圍內(nèi),就可以確定這個被測設備可以在正常的運行條件下平安運行.測試系統(tǒng)有三大模塊：程控電源模塊、信號采集調(diào)理模塊和計算機限制系統(tǒng).耐壓測試儀結(jié)構(gòu)及組成(1)升壓局部調(diào)壓變壓器、升

4、壓變壓器及升壓局部電源接通及切斷開關(guān)組成.220V電壓通過接通,切斷開關(guān)加到調(diào)壓變壓器上調(diào)壓變壓器輸出連接升壓 變壓器.用戶只需調(diào)節(jié)調(diào)壓器就可以限制升壓變壓器的輸出電壓.(2 )限制局部電流取樣,時間電路、報警電路組成.限制局部當收到啟動信號,儀器立即 在接通升壓局部電源.當收到被測回路電流超過設定值及發(fā)出聲光報警立即切斷 升壓回路電源.當收到復位或者時間到信號后切斷升壓回路電源.(3 )顯示電路顯示器顯示升壓變壓器輸出電壓值. 顯示由電流取樣局部的電流值,及時間 電路的時間值一般為倒計時.(4)程控耐壓測試儀以上是傳統(tǒng)的耐電壓試驗儀的結(jié)構(gòu)組成. 隨著電子技術(shù)及單片,計算機技術(shù) 飛速開展；程控

5、耐壓測試儀這幾年也開展很快,程控耐壓儀與傳統(tǒng)的耐壓儀不同之處主要是升壓局部.程控耐壓儀高壓升壓不是通過市電由調(diào)壓器來調(diào)節(jié),而是通過單片計算機限制產(chǎn)生一個 50Hz或60Hz的正弦波信號再通過功率放大電路 進行放大升壓,輸出電壓值也由單片計算機進行限制, 其它局部原理與傳統(tǒng)耐壓 儀差異不大.耐壓測試儀的選用選用耐壓儀最重要的是2個指標,最大輸出電壓值及最大報警電流值一定要 大于你所需要的電壓值和報警電流值.一般被試產(chǎn)品標準中規(guī)定了施加高壓值及 報警判定電流值.如果施加的電壓越高,報警判定電流越大,那么需要耐壓儀升 壓變壓器功率就越大,一般耐壓儀升壓變壓器功率有0.2kVA、0.5kVA、1kVA

6、、2kVA、3kVA等.最高電壓可以到幾萬伏.最大報警電流 500mA-1000mA等. 所以在選擇耐壓儀時一定要注意這 2個指標.功率選太大就會造成浪費,選的太 小耐壓試驗不能正確判斷合格與否.根據(jù)IEC414或(GB6738-86)中規(guī)定選擇耐壓 儀的功率方法,我們認為是比擬科學的.首先將耐壓儀的輸出電壓調(diào)到規(guī)定值的50%,然后接上被試品,當觀測到的電壓降小于該電壓值的10%時,那么認為耐壓儀的功率是足夠的.也就是如果某一產(chǎn)品的耐壓試驗的電壓值為3000伏,先把耐壓儀的輸出電壓調(diào)到1500伏后接上被試品,如果此時耐壓儀輸出電壓下 降的值不大于150伏,那么耐壓儀的功率是足夠的.被試品的帶電

7、局部與外殼之 間存在分布電容.電容存在一個 CX容抗,當一個交流電壓施加在這 CX電容兩 端就會引成一個電流.這個電流的大小與CX電容的容量成正比與施加的電壓值成正比,當這個電流大到或超過耐壓儀最大輸出電流時,這臺耐壓儀就不能正確判別試驗合格與 否.耐壓測試儀根本要求測試電壓顯示一指針或數(shù)顯泄漏電流顯示一指針或數(shù)顯測試時間顯示一一般為0-99S升壓形式一自動或手動擊穿報警電流可設定應為全量程報警形式聲光誤差一般在±%以內(nèi)耐壓測試儀操作規(guī)程一、運行檢查測試1、將0.7MQ標準電阻的一端連接耐壓儀的地線.2、接通電源,將儀器、報警漏電流設定在 5mA.3、開啟儀器,用測試棒擊標準電阻另一

8、端,調(diào)整電壓在 3410V至3590V內(nèi) 儀器發(fā)出報警,那么判定該儀器處于正常工作狀態(tài),假設不在 3410V至3590V范圍 內(nèi)儀器報警的,那么儀器工作不正常.4、當在運行檢查時發(fā)現(xiàn)設備功能失效, 運行檢查結(jié)果不能滿足規(guī)定要求時,操作人員需將上一次運行檢查合格以來檢測過的產(chǎn)品重新進行檢測,并將儀器送去維修.二、熟悉儀器的各項性能及操作要求應由固定崗位人員操作、非本崗位人員嚴禁操作.三、操作步驟操作者坐椅和腳下必須墊好橡膠絕緣墊, 只有在測試燈熄滅狀態(tài)下,無高壓 輸出方可進行被測機型連接或拆卸操作.1. 測試前對儀器進行校準,方法：漏電電流5mA狀態(tài)下,用700KQ陶瓷電 阻跨接于地線夾同高壓測

9、試棒探頭之間至儀器報警為準.2. 連接被測機型是在確定電壓表指定為“0測試燈滅狀態(tài)下將儀器地線夾 夾緊被測機散熱架,并按下被測機型的電源開關(guān).3. 設定儀器測試條件：A、電壓：3500V;B、漏電流：5mA;C、測試時間定時 為：流水線生產(chǎn)時4秒.4. 將測試棒探頭緊貼電源線頭的任一交流輸入金屬插片 .5. 按下啟動鍵觀察測試結(jié)果,在設定時間內(nèi),超漏燈不亮,測被測機型為合 格.6. 如果被測機型超過設定漏電流值,貝U儀器自動切斷輸出電壓,同時鋒鳴器 報警,超漏燈亮,那么被測機型為不合格,按下復位鍵即可去除報警聲,再測試時 應重新按啟動鍵四、使用考前須知1操作者腳下墊絕緣橡皮墊,戴絕緣手套,以防

10、高壓電擊造成生命危險；2. 儀器必須可靠接地；3. 在連接被測體時,必須保證高壓輸出 “0及在 復位狀態(tài)；4測試時,儀器接地端與被測體要可靠相接,嚴禁開路 ；5. 切勿將輸出地線與交流電源線短路,以免外殼帶有高壓,造成危險；6. 盡可能防止高壓輸出端與地線短路,以防發(fā)生意外 ；7測試燈、超漏燈、一旦損壞,必須立即更換,以防造成誤判 ；8. 排除故障時,必須切斷電源；9. 儀器空載調(diào)整高壓時,漏電流指示表頭有起始電流,均屬正常,不影響測 試精度10. 儀器防止陽光正面直射,不要在高溫潮濕多塵的環(huán)境中使用或存放.五、保養(yǎng)與操作標準注意儀器保養(yǎng),操作人員離開崗位必須斷開儀器電源 耐壓測試的原理耐壓測

11、試是指對各種電器裝置、絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)的耐受電壓水平進行的 測試.在不破壞絕緣材料性能的情況下,對絕緣材料或絕緣結(jié)構(gòu)施加高電壓的過 程稱為耐壓試驗.一般來講,耐壓測試主要目的是檢查絕緣耐受工作電壓或過電 壓的水平,進而檢驗產(chǎn)品設備的絕緣性能是否符合平安標準.耐壓測試的根本原理：把一個高于正常工作的電壓加在被測設備的絕緣體 上,并持續(xù)一段規(guī)定的時間,如果其間的絕緣性足夠好,加在上面的電壓就只會 產(chǎn)生很小的漏電流.如果一個被測設備絕緣體在規(guī)定的時間內(nèi), 其漏電電流保持在規(guī)定的范圍內(nèi),就可以確定這個被測設備可以在正常的運行條件下平安運行. 進行耐壓測試時,技術(shù)規(guī)格不同被測試品,測量標準也就不同.對

12、一般被測設備, 耐壓測試是測量火線與機殼之間的漏電流值,根本規(guī)定是：以兩倍于被測物的工作電壓再加1000V作為測試的標準電壓.局部產(chǎn)品的測試電壓可能高于這一規(guī) 定值.根據(jù)IEC61010的規(guī)定,測試電壓必須在5s內(nèi)逐漸地上升到所要求的試驗 電壓值例如5kV等,保證試驗電壓值穩(wěn)定加在被測絕緣體上不少于 5s,此時所 測回路的漏電流值與標準規(guī)定的泄漏電流閾值相比擬,就可以判斷被測產(chǎn)品的絕緣性能是否符合標準.測試結(jié)束后,試驗電壓必須在規(guī)定的時間內(nèi)逐漸地降至零.耐壓測試系統(tǒng)設計測試系統(tǒng)有三大模塊：程控電源模塊、信號采集調(diào)理模塊和計算機限制系統(tǒng).程控電源模塊由輸出位0V140V的程控電源和高壓變壓器構(gòu)成

13、,在單片機 ADCm842控 制下程控電源輸出電壓經(jīng)變壓器升壓可以得到設定的輸出電壓值.信號采集調(diào)理模塊包括傳感器、信號調(diào)理電路和過電流保護電路,測試回路漏電流通過傳感器 進入信號采集和調(diào)理電路,在信號采集和調(diào)理電路中對漏電流信號進行 I/V轉(zhuǎn)換 變成滿足A/D輸入范圍的電壓信號.過流保護電路在試品或電路故障時啟動.計算機限制系統(tǒng)單片機ADCm842和計算機構(gòu)成PC計算機限制系統(tǒng),限制測試過程電壓升 降、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的處理和分析.1、信號采集和調(diào)理模塊設計耐壓測試需要監(jiān)測的參數(shù)是：變壓器輸出高電壓的值和測試回路的漏電流值 如圖2.測試系統(tǒng)中所使用的升壓變壓器二次繞組有05000V和05V兩

14、路電壓輸出,當變壓器二次繞組高壓輸出從 0V到5000V變化時,變壓器二次繞組低 壓輸出從0V到5V之間變化,兩路輸出之間具有良好的線性關(guān)系.測試開始在 設定的升壓時間間隔內(nèi),變壓器二次繞組低壓側(cè)輸出的電壓經(jīng)隔離變壓器和信號 調(diào)理電路后進入單片機 ADCm842,單片機ADCm842中的12位ADC以每秒4 2萬次轉(zhuǎn)換速度進行高速 A/D轉(zhuǎn)換,A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量傳送給計算機并與計算機設定值相比擬,直到輸出電壓符合設定電壓值,我們就認為實際輸出測試電壓 滿足了我們設定值的要求.耐壓測試系統(tǒng)漏電流的測試范圍是 0mA20mA,測試開始時,被測設備漏 電流通過電流互感器,然后經(jīng)I/V轉(zhuǎn)換電路將采樣

15、電流轉(zhuǎn)換成電壓在單片機內(nèi)進 行相應的A/D轉(zhuǎn)換和計算,最終得到被測設備在設定電壓條件下的泄漏電流值, 通過和平安標準規(guī)定的泄漏電流值相比擬,就可以檢驗設備耐壓測試是否合格. 實際測試時,在電流互感器二次側(cè)設計了過流保護電路,當有過流情況出現(xiàn)時, 例如被測設備被擊穿或者被測設備絕緣缺陷,電源迅速被切斷,測試被終止以保護測試系統(tǒng)不被損壞.常規(guī)的信號調(diào)理局部采用真有效值的模擬運算,泄漏電流信號的有效值和峰 值運算都是由硬件電路完成后輸入單片機或計算機的.這種信號調(diào)理方式最終只能獲得泄漏電流信號的峰值或有效值.這種方法不僅精度不高而且損失了頻率信 息,不能真實的復現(xiàn)泄漏電流的實際波形.本系統(tǒng)采用了高速

16、的A/D轉(zhuǎn)換將交流電壓值直接采集進計算機,根據(jù)用戶要求計算出峰值和有效值, 并且畫出實時 的漏電流波形使用戶能直觀的監(jiān)測漏電流情況.計算機還可以進行軟件校正,去除漂移、失調(diào)造成的誤差.根據(jù)實際情況還可以采用數(shù)字濾波的方式去除高頻干 擾,這種信號調(diào)理方式簡化了硬件電路,本錢較低,測試精度高,測試穩(wěn)定性好. 由于耐壓測試的試驗電壓較高,為了保證試驗的平安性,在測試過程中要保證測 試系統(tǒng)機箱外殼良好的接地.2、程控電源模塊的設計由于在實際的耐壓測試中,對不同產(chǎn)品可能要求施加不同的測試電壓, 這就 要求耐壓測試系統(tǒng)輸出測試電壓是可調(diào)的.PWM(PulseWidthModulatio n)是限制逆變電源

17、以實現(xiàn)可調(diào)電壓的輸出的主要方法之一.PWM限制的理論根底建立在采樣限制理論的一個重要結(jié)論上,即：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣 性的環(huán)節(jié)上時,其效果根本相同.SPWM波形就是把正弦波用等幅不等寬的脈 沖代替,脈沖中點與正弦等分中點重合, 且與相對應的正弦面積相等,各脈沖的 寬度按正弦規(guī)律變化.SPWM波的產(chǎn)生有很多方法,可以由專用集成芯片或通 用電路組合產(chǎn)生,也可以由單片機產(chǎn)生.本系統(tǒng)采用單片機ATMEGA16L產(chǎn)生SPWM波,利用單片機ATMEGA16L的內(nèi)部的累加器和比擬器通調(diào)節(jié)占空比在 PC4 口輸出SPWM波.程控電壓源采用單向220V工頻交流電經(jīng)過橋式整流獲得直流電壓,經(jīng)過濾

18、波后為逆變電路提供穩(wěn)定的直流電.同時由單片機產(chǎn)生的單相SPWM波經(jīng)過非門產(chǎn)生一路和單片機輸出相位互補的 SPWM波,這兩路互補的SPWM波分別經(jīng) 過單穩(wěn)電路和隔離驅(qū)動電路后就可以產(chǎn)生兩路相位互補的門級觸發(fā)脈沖序列可 以限制的通斷.最終由IGBT構(gòu)成的逆變橋輸出經(jīng)低通濾波可得到標準正弦波, 正弦電壓幅值0V140V可調(diào).3、計算機限制系統(tǒng)及軟件設計耐壓測試以高性能單片機ADCm842為核心組成計算機限制系統(tǒng).ADCm84 2內(nèi)部集成了 12位A/D和D/A轉(zhuǎn)換器,具有DMA限制器可完成A/D轉(zhuǎn)換到R AM的高速轉(zhuǎn)換.ADCm842具有優(yōu)越的8052內(nèi)核,峰值效率每秒可執(zhí)行 20兆 指令.ADCm

19、842內(nèi)部有多大62KB的片內(nèi)程序閃存;4KB的片內(nèi)數(shù)據(jù)閃存,可擦 寫10萬次的2.3KB的片內(nèi)數(shù)據(jù)RAM.測試系統(tǒng)的單片機采用 C51編程對測試 進行限制和數(shù)據(jù)的處理,PC計算機主要提供人機交互的界面.這種測試系統(tǒng)應 用起來靈活方便.測試限制系統(tǒng)包括對電壓源的限制、數(shù)據(jù)的采集、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)輸出和顯示、數(shù)據(jù)存儲等,同時耐壓測試系統(tǒng)軟件可實現(xiàn)測試前自檢,自動消除可能的誤差因素和對故障報警等功能.通過軟件實現(xiàn)對測試電壓的準確限制. 當測試電壓到達測試要求值時,啟動測試.軟件根據(jù)IEC61010中的測試標準對電壓進行限制.計算機采用 VC+編程,測試界面直觀操作方便.用戶可以根據(jù) 實際

20、測試設置不同的測試時間和泄漏電流閾值, 可以監(jiān)視測試進度并顯示測試結(jié) 果,如果在測試過程中發(fā)生被測樣品擊穿現(xiàn)象或其它可能的過流現(xiàn)象,測試儀的輸出電壓能迅速降為零,并發(fā)出報警信號.實際測試選用0.5級的ZX117A型可調(diào)高壓電阻箱作為標準被測件,通過單片機限制輸出電壓升到設定值,用南京長勝的CS1940型數(shù)字高壓表監(jiān)視電壓輸出,輸出電壓的誤差不超過 ±.5%.使用美國安捷倫的六位半數(shù)字 萬用表A-344 01A測量系統(tǒng)漏電流,以漏電流的計算值為標準評價本系統(tǒng)的測試精度,根據(jù)最 新國際標準IEC61010,以不同高電壓施加在相同電阻上分別進行漏電流測試, 測試結(jié)果說明,測量數(shù)據(jù)的重復性較

21、好,漏電流的測試誤差為±1.5% ±.05mA.絕緣耐壓測試儀測量范圍 耐壓AC05kV/100mA絕緣DC250V 500V 100 0V 19999MQ性能特點性能提升的絕緣耐壓測試儀測試電壓、時間、漏電流、 絕緣電阻全數(shù)顯,準確美觀 測量絕緣電阻值高達1010 Q智能、單片機限制、測 試絕緣電阻、電壓、漏電流、時間可任意調(diào)節(jié),范圍廣、準確度高既可測試產(chǎn)品 的電阻、電壓也可對合格、不合格品進行篩選、聲光報警技術(shù)參數(shù) 輸出電壓AC 05kV ±%,任意調(diào)節(jié)擊穿電流 AC0100mA芳,任意設定定 時19 9s,±3%,手控絕緣電阻測試電壓 DC 250

22、V/500V/1000V,測量范圍19999MQ,出為,任意設定變壓器容量750VA主要功能l/W、W/I自動轉(zhuǎn)換,手 動/自動,單片微處理器限制測試,合格/不合格聲光報警,擊穿保護等功能.變壓器感應絕緣耐壓測試儀技術(shù)原理及應用2021-8-17 轉(zhuǎn)載請注明來源：就是要儀器網(wǎng)摘要：文章簡單介紹了變壓器感應絕緣耐壓測試儀的組成原理及特點,并對其應用范圍和應用方法作了詳細的說明,最后結(jié)合5W小型變壓器的測試實例介 紹功率判定變壓器匝間短路的方法.變壓器感應絕緣耐壓測試儀檢測原理相對于變壓器的主絕緣即繞組與繞組之間以及繞組與鐵芯之間的絕緣而言, 變壓器還有另外一項重要的絕緣性能指標 一一縱絕緣.縱絕

23、緣是指變壓器繞組具 有不同電位的不同點和不同部位之間的絕緣,主要包括繞組匝間、層間和段間的絕緣性能,而國家標準和國際電工委員會IEC標準中規(guī)定的 感應耐壓試驗那么 是專門用于檢驗變壓器縱絕緣性能的測試方法之一.變壓器的縱絕緣主要依賴于繞組內(nèi)的絕緣介質(zhì) 一一漆包線本身的絕緣漆、變 壓器油、絕緣紙、浸漬漆和絕緣膠等等不同種類的變壓器可能包含其中一種或 多種絕緣介質(zhì)；縱絕緣電介質(zhì)很難保證100%的純潔度,難免混含固體雜質(zhì)、氣 泡或水份等,生產(chǎn)過程中也會受到不同程度的損傷；變壓器工作時的最高場強集 中在這些缺陷處,長期負載運作的溫升又降低絕緣介質(zhì)的擊穿電壓,造成局部放電,電介質(zhì)通過外施交變電場吸收的功

24、率即介質(zhì)損耗會顯著增加,導致電介質(zhì)發(fā)熱嚴重,介質(zhì)電導增大,該部位的大電流也會產(chǎn)生熱量, 就會使電介質(zhì)的溫度繼 續(xù)升高,而溫度的升高反過來又使電介質(zhì)的電導增加.如此長期惡性循環(huán)下去, 最后導致電介質(zhì)的熱擊穿和整個變壓器的毀壞.這一故障表現(xiàn)在變壓器的特性上 就是空載電流和空載功耗顯著增加, 并且繞組有灼熱、飛弧、振動和嘯叫等不良 現(xiàn)象.可見利用感應耐壓試驗檢測出變壓器是否含有縱絕緣缺陷是極其必要的.感應耐壓試驗原理變壓器剛出產(chǎn)時,沒有經(jīng)過惡劣環(huán)境長時間的考驗,外施其額定電壓和頻率 的電源作試驗,繞組匝間、層間和段間的電壓缺乏以到達電介質(zhì)缺陷處的擊穿電 壓難以造成這些絕緣缺陷處的放電和擊穿,這種存在絕緣故障隱患的變壓器與絕緣性能良好的同類變壓器的空載電流和空載功耗沒有太大的差異