概述
又叫電氣絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)儀，或叫介質(zhì)強(qiáng)度測(cè)試儀，也有稱介質(zhì)擊穿裝置、絕緣強(qiáng)度測(cè)試儀、高壓實(shí)驗(yàn)儀、高壓擊穿裝置、耐壓試驗(yàn)儀等。將一規(guī)定交流或直流高壓施加在電器帶電部分和非帶電部分（一般為外殼）之間以檢查電器的絕緣材料所能承受耐壓能力的試驗(yàn)。電器在長(zhǎng)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(shí)間的高于額定工作電壓的過電壓作用（過電壓值可能會(huì)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(dāng)過電壓強(qiáng)度達(dá)到某一定值時(shí)，就會(huì)使材料的絕緣擊穿，電器將不能正常運(yùn)行，操作者就可能觸電，危及人身**。電氣**主要測(cè)試指標(biāo)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(yàn)用于檢驗(yàn)產(chǎn)品在實(shí)際工作狀態(tài)下的電氣**性能，是檢驗(yàn)設(shè)備電氣**性能的重要指標(biāo)之一。
目前市場(chǎng)上所見的測(cè)試儀采用GB4706（等同IEC1010）標(biāo)準(zhǔn)，使用較多的是臺(tái)式結(jié)構(gòu)的單項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)測(cè)試儀器，不能滿足用戶需要多指標(biāo)綜合測(cè)試的需求；而且目前市場(chǎng)上的測(cè)試儀采用的是傳統(tǒng)的測(cè)試方法，測(cè)試精度不高，采用的技術(shù)和主要性能指標(biāo)與國外先進(jìn)水平有一定的差距，不能完全滿足目前發(fā)展的電氣**性能測(cè)試工作的需要。因此研究符合*新國際標(biāo)準(zhǔn)的采用先進(jìn)技術(shù)和具有更好性能指標(biāo)的耐壓測(cè)試系統(tǒng)具有重要意義。
主要用于聚乙烯絕緣的電力電纜的耐壓測(cè)試，也可用于大型電力變壓器的絕緣耐壓測(cè)試。耐壓測(cè)試儀采用超低頻高壓測(cè)試電力電纜的耐壓是一種新的方法。
基本原理
是指對(duì)各種電器裝置、絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)的耐受電壓能力進(jìn)行的測(cè)試。在不破壞絕緣材料性能的情況下，對(duì)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(yàn)。一般來講，耐壓測(cè)試主要目的是檢查絕緣耐受工作電壓或過電壓的能力，進(jìn)而檢驗(yàn)產(chǎn)品設(shè)備的絕緣性能是否符合**標(biāo)準(zhǔn)。
耐壓測(cè)試的基本原理：把一個(gè)高于正常工作的電壓加在被測(cè)設(shè)備的絕緣體上，并持續(xù)一段規(guī)定的時(shí)間，如果其間的絕緣性足夠好，加在上面的電壓就只會(huì)產(chǎn)生很小的漏電流。如果一個(gè)被測(cè)設(shè)備絕緣體在規(guī)定的時(shí)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(gè)被測(cè)設(shè)備可以在正常的運(yùn)行條件下**運(yùn)行。進(jìn)行耐壓測(cè)試時(shí)，技術(shù)規(guī)格不同被測(cè)試品，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)也就不同。對(duì)一般被測(cè)設(shè)備，耐壓測(cè)試是測(cè)量火線與機(jī)殼之間的漏電流值，基本規(guī)定是：以兩倍于被測(cè)物的工作電壓再加1000V作為測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)電壓。部分產(chǎn)品的測(cè)試電壓可能高于這一規(guī)定值。按照IEC61010的規(guī)定，測(cè)試電壓必須在5s內(nèi)逐漸地上升到所要求的試驗(yàn)電壓值（例如5kV等），保證試驗(yàn)電壓值穩(wěn)定加在被測(cè)絕緣體上不少于5s，此時(shí)所測(cè)回路的漏電流值與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的泄漏電流閾值相比較，就可以判斷被測(cè)產(chǎn)品的絕緣性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)試結(jié)束后，試驗(yàn)電壓必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)逐漸地降至零。
結(jié)構(gòu)組成
升壓部分
調(diào)壓變壓器、升壓變壓器及升壓部分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)壓器就可以控制升壓變壓器的輸出電壓。
控制部分
電流取樣，時(shí)間電路、報(bào)警電路組成?？刂撇糠之?dāng)收到啟動(dòng)信號(hào)，儀器立即在接通升壓部分電源。當(dāng)收到被測(cè)回路電流超過設(shè)定值及發(fā)出聲光報(bào)警立即切斷升壓回路電源。當(dāng)收到復(fù)位或者時(shí)間到信號(hào)后切斷升壓回路電源。
顯示電路
顯示器顯示升壓變壓器輸出電壓值。顯示由電流取樣部分的電流值，及時(shí)間電路的時(shí)間值一般為計(jì)時(shí)。
程控耐壓儀
以上是傳統(tǒng)的耐電壓試驗(yàn)儀的結(jié)構(gòu)組成。隨著電子技術(shù)及單片，計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展；程控耐壓測(cè)試儀這幾年也發(fā)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部分。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(jì)算機(jī)控制產(chǎn)生一個(gè)50Hz或60Hz的正弦波信號(hào)再通過功率放大電路進(jìn)行放大升壓，輸出電壓值也由單片計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，其它部分原理與傳統(tǒng)耐壓儀差別不大。
（1） 電源開關(guān) （2） 電源插座
（3） 高壓艙 （4） **開關(guān)
（5） **接地 （6） 3A保險(xiǎn)
（7） 顯示屏 （8） 設(shè)置盤
（9） 指示燈 （10） 鍵盤
（11） 打印機(jī)
系統(tǒng)設(shè)計(jì)
測(cè)試系統(tǒng)有三大模塊：程控電源模塊、信號(hào)采集調(diào)理模塊和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。
程控電源模塊
由輸出位0V~140V的程控電源和高壓變壓器構(gòu)成，在單片機(jī)ADCm842控制下程控電源輸出電壓經(jīng)變壓器升壓可以得到設(shè)定的輸出電壓值。
模塊設(shè)計(jì)
由于在實(shí)際的耐壓測(cè)試中，對(duì)不同產(chǎn)品可能要求施加不同的測(cè)試電壓，這就要求耐壓測(cè)試系統(tǒng)輸出測(cè)試電壓是可調(diào)的。PWM(Pulse Width Modulation)是控制逆變電源以實(shí)現(xiàn)可調(diào)電壓的輸出的主要方法之一。PWM控制的理論基礎(chǔ)建立在采樣控制理論的一個(gè)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(shí)，其效果基本相同。SPWM波形就是把正弦波用等幅不等寬的脈沖代替，脈沖中點(diǎn)與正弦等分中點(diǎn)重合，且與相對(duì)應(yīng)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(jī)產(chǎn)生。本系統(tǒng)采用單片機(jī)ATMEGA16L產(chǎn)生SPWM波，利用單片機(jī)ATMEGA16L的內(nèi)部的累加器和比較器通調(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)過濾波后為逆變電路提供穩(wěn)定的直流電。同時(shí)由單片機(jī)產(chǎn)生的單相SPWM波經(jīng)過非門產(chǎn)生一路和單片機(jī)輸出相位互補(bǔ)的SPWM波，這兩路互補(bǔ)的SPWM波分別經(jīng)過單穩(wěn)電路和隔離驅(qū)動(dòng)電路后就可以產(chǎn)生兩路相位互補(bǔ)的門級(jí)觸發(fā)脈沖序列可以控制的通斷。*終由IGBT構(gòu)成的逆變橋輸出經(jīng)低通濾波可得到標(biāo)準(zhǔn)正弦波，正弦電壓幅值0V~140V可調(diào)。
信號(hào)采集調(diào)理模塊
包括傳感器、信號(hào)調(diào)理電路和過電流保護(hù)電路，測(cè)試回路漏電流通過傳感器進(jìn)入信號(hào)采集和調(diào)理電路，在信號(hào)采集和調(diào)理電路中對(duì)漏電流信號(hào)進(jìn)行I/V轉(zhuǎn)換變成滿足A/D輸入范圍的電壓信號(hào)。過流保護(hù)電路在試品或電路故障時(shí)啟動(dòng)。
模塊設(shè)計(jì)
耐壓測(cè)試需要監(jiān)測(cè)的參數(shù)是：變壓器輸出高電壓的值和測(cè)試回路的漏電流值（如圖2）。測(cè)試系統(tǒng)中所使用的升壓變壓器二次繞組有0~5000V和0~5V兩路電壓輸出，當(dāng)變壓器二次繞組高壓輸出從0V到5000V變化時(shí)，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(cè)試開始在設(shè)定的升壓時(shí)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(hào)調(diào)理電路后進(jìn)入單片機(jī)ADCm842，單片機(jī)ADCm842中的12位ADC以每秒42萬次轉(zhuǎn)換速度進(jìn)行高速A/D轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量傳送給計(jì)算機(jī)并與計(jì)算機(jī)設(shè)定值相比較，直到輸出電壓符合設(shè)定電壓值，我們就認(rèn)為實(shí)際輸出測(cè)試電壓滿足了我們?cè)O(shè)定值的要求。
耐壓測(cè)試系統(tǒng)漏電流的測(cè)試范圍是0mA ~20mA，測(cè)試開始時(shí)，被測(cè)設(shè)備漏電流通過電流互感器，然后經(jīng)I/V轉(zhuǎn)換電路將采樣電流轉(zhuǎn)換成電壓在單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換和計(jì)算，*終得到被測(cè)設(shè)備在設(shè)定電壓條件下的泄漏電流值，通過和**標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的泄漏電流值相比較，就可以檢驗(yàn)設(shè)備耐壓測(cè)試是否合格。實(shí)際測(cè)試時(shí)，在電流互感器二次側(cè)設(shè)計(jì)了過流保護(hù)電路，當(dāng)有過流情況出現(xiàn)時(shí)，例如被測(cè)設(shè)備被擊穿或者被測(cè)設(shè)備絕緣缺陷，電源迅速被切斷，測(cè)試被終止以保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)不被損壞。
常規(guī)的信號(hào)調(diào)理部分采用真有效值的模擬運(yùn)算，泄漏電流信號(hào)的有效值和峰值運(yùn)算都是由硬件電路完成后輸入單片機(jī)或計(jì)算機(jī)的。這種信號(hào)調(diào)理方式*終只能獲得泄漏電流信號(hào)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(shí)的復(fù)現(xiàn)泄漏電流的實(shí)際波形。本系統(tǒng)采用了高速的A/D轉(zhuǎn)換將交流電壓值直接采集進(jìn)計(jì)算機(jī)，按照用戶要求計(jì)算出峰值和有效值，并且畫出實(shí)時(shí)的漏電流波形使用戶能直觀的監(jiān)測(cè)漏電流情況。計(jì)算機(jī)還可以進(jìn)行軟件校正，去除漂移、失調(diào)造成的誤差。按照實(shí)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(hào)調(diào)理方式簡(jiǎn)化了硬件電路，成本較低，測(cè)試精度高，測(cè)試穩(wěn)定性好。由于耐壓測(cè)試的試驗(yàn)電壓較高，為了保證試驗(yàn)的**性，在測(cè)試過程中要保證測(cè)試系統(tǒng)機(jī)箱外殼良好的接地。
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
單片機(jī)ADCm842和計(jì)算機(jī)構(gòu)成PC計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),控制測(cè)試過程電壓升降、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的處理和分析。
模塊設(shè)計(jì)
耐壓測(cè)試以高性能單片機(jī)ADCm842為核心組成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。ADCm842內(nèi)部集成了12位A/D和D/A轉(zhuǎn)換器，具有DMA控制器可完成A/D轉(zhuǎn)換到RAM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。ADCm842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(cè)試系統(tǒng)的單片機(jī)采用C51編程對(duì)測(cè)試進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)的處理，PC計(jì)算機(jī)主要提供人機(jī)交互的界面。這種測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用起來靈活方便。
測(cè)試控制系統(tǒng)包括對(duì)電壓源的控制、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(chǔ)等，同時(shí)耐壓測(cè)試系統(tǒng)軟件可實(shí)現(xiàn)測(cè)試前自檢，自動(dòng)消除可能的誤差因素和對(duì)故障報(bào)警等功能。通過軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試電壓的準(zhǔn)確控制。當(dāng)測(cè)試電壓達(dá)到測(cè)試要求值時(shí)，啟動(dòng)測(cè)試。軟件按照IEC61010中的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電壓進(jìn)行控制。計(jì)算機(jī)采用VC++編程，測(cè)試界面直觀操作方便。用戶可以按照實(shí)際測(cè)試設(shè)置不同的測(cè)試時(shí)間和泄漏電流閾值，可以監(jiān)視測(cè)試進(jìn)度并顯示測(cè)試結(jié)果，如果在測(cè)試過程中發(fā)生被測(cè)樣品擊穿現(xiàn)象或其它可能的過流現(xiàn)象，測(cè)試儀的輸出電壓能迅速降為零，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
實(shí)際測(cè)試選用0.5級(jí)的ZX117A型可調(diào)高壓電阻箱作為標(biāo)準(zhǔn)被測(cè)件，通過單片機(jī)控制輸出電壓升到設(shè)定值，用南京長(zhǎng)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±1.5%。使用美國安捷倫的六位半數(shù)字萬用表A-34401A測(cè)量系統(tǒng)漏電流，以漏電流的計(jì)算值為標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)本系統(tǒng)的測(cè)試精度，按照*新國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61010，以不同高電壓施加在相同電阻上分別進(jìn)行漏電流測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，測(cè)量數(shù)據(jù)的重復(fù)性較好，漏電流的測(cè)試誤差為±（1.5%±0.05mA）。
絕緣耐壓測(cè)試儀測(cè)量范圍 耐壓AC0～5kV/100mA 絕緣DC250V 500V 1000V 1～9999MΩ 性能特點(diǎn)性能提升的絕緣耐壓測(cè)試儀 測(cè)試電壓、時(shí)間、漏電流、絕緣電阻全數(shù)顯，準(zhǔn)確美觀 測(cè)量絕緣電阻值高達(dá)1010Ω 智能、單片機(jī)控制、測(cè)試絕緣電阻、電壓、漏電流、時(shí)間可任意調(diào)節(jié)，范圍廣、準(zhǔn)確度高 既可測(cè)試產(chǎn)品的電阻、電壓也可對(duì)合格、不合格品進(jìn)行篩選、聲光報(bào)警 技術(shù)參數(shù) 輸出電壓AC 0～5kV ±3%，任意調(diào)節(jié)擊穿電流AC 0～100mA ±5%，任意設(shè)定定 時(shí)1～99s， ±3%，手控絕緣電阻測(cè)試電壓DC 250V/500V/1000V， 測(cè)量范圍1～9999MΩ，±3%～±5%，任意設(shè)定變壓器容量750VA 主要功能I/W、W/I自動(dòng)轉(zhuǎn)換，手動(dòng)/自動(dòng)，單片微處理器控制測(cè)試，合格/不合格聲光報(bào)警，擊穿保護(hù)等功能。
操作規(guī)程
運(yùn)行測(cè)試
1、將0.7MΩ標(biāo)準(zhǔn)電阻的一端連接耐壓儀的地線.
2、接通電源，將儀器、報(bào)警漏電流設(shè)定在5mA.
3、開啟儀器，用測(cè)試棒擊標(biāo)準(zhǔn)電阻另一端，調(diào)整電壓在3410V至3590V內(nèi)儀器發(fā)出報(bào)警，則判定該儀器處于正常工作狀態(tài)，若不在3410V至3590V范圍內(nèi)儀器報(bào)警的，則儀器工作不正常.
4、當(dāng)在運(yùn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備功能失效，運(yùn)行檢查結(jié)果不能滿足規(guī)定要求時(shí)，操作人員需將上一次運(yùn)行檢查合格以來檢測(cè)過的產(chǎn)品重新進(jìn)行檢測(cè)，并將儀器送去維修.。
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(cè)試燈熄滅狀態(tài)下，無高壓輸出方可進(jìn)行被測(cè)機(jī)型連接或拆卸操作.
1．測(cè)試前對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，(方法：漏電電流5mA狀態(tài)下，用700KΩ陶瓷電阻跨接于地線夾同高壓測(cè)試棒探頭之間至儀器報(bào)警為準(zhǔn).
2.連接被測(cè)機(jī)型是在確定電壓表指定為“0”，測(cè)試燈滅狀態(tài)下將儀器地線夾夾緊被測(cè)機(jī)散熱架，并按下被測(cè)機(jī)型的電源開關(guān).
3.設(shè)定儀器測(cè)試條件：A、電壓：3500V；B、漏電流：5mA；C、測(cè)試時(shí)間定時(shí)為：流水線生產(chǎn)時(shí)4秒.
4.將測(cè)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(dòng)鍵觀察測(cè)試結(jié)果，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，超漏燈不亮，測(cè)被測(cè)機(jī)型為合格.
6.如果被測(cè)機(jī)型超過設(shè)定漏電流值，則儀器自動(dòng)切斷輸出電壓，同時(shí)鋒鳴器報(bào)警，超漏燈亮，則被測(cè)機(jī)型為不合格，按下復(fù)位鍵即可**報(bào)警聲，再測(cè)試時(shí)應(yīng)重新按啟動(dòng)鍵.
注意事項(xiàng)
1.操作者腳下墊絕緣橡皮墊，戴絕緣手套，以防高壓電擊造成生命危險(xiǎn)；
2.儀器必須可靠接地；
3.在連接被測(cè)體時(shí)，必須保證高壓輸出“0”及在“復(fù)位”狀態(tài)；
4.測(cè)試時(shí)，儀器接地端與被測(cè)體要可靠相接，嚴(yán)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(xiǎn)；
6.盡可能避免高壓輸出端與地線短路，以防發(fā)生意外；
7.測(cè)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(shí)，必須切斷電源；
9.儀器空載調(diào)整高壓時(shí)，漏電流指示表頭有起始電流，均屬正常，不影響測(cè)試精度.；
10.儀器避免陽光正面直射，不要在高溫潮濕多塵的環(huán)境中使用或存放.。
保養(yǎng)與操作規(guī)范
應(yīng)由固定崗位人員操作、非本崗位人員嚴(yán)禁操作。.
注意儀器保養(yǎng)，操作人員離開崗位必須斷開儀器電源.。
選用測(cè)試
選用指標(biāo)
選用*重要的是2個(gè)指標(biāo)，*大輸出電壓值及*大報(bào)警電流值一定要大于你所需要的電壓值和報(bào)警電流值。一般被試產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了施加高壓值及報(bào)警判定電流值。如果施加的電壓越高，報(bào)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、2kVA、3kVA等。*高電壓可以到幾萬伏。*大報(bào)警電流500mA-1000mA等。所以在選擇耐壓儀時(shí)一定要注意這2個(gè)指標(biāo)。功率選太大就會(huì)造成浪費(fèi)，選的太小耐壓試驗(yàn)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(rèn)為是比較科學(xué)的?！笆紫葘⒛蛪簝x的輸出電壓調(diào)到規(guī)定值的50%，然后接上被試品，當(dāng)觀測(cè)到的電壓降小于該電壓值的10%時(shí)，則認(rèn)為耐壓儀的功率是足夠的?！币簿褪侨绻骋划a(chǎn)品的耐壓試驗(yàn)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(shí)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。被試品的帶電部分與外殼之間存在分布電容。電容存在一個(gè)CX容抗，當(dāng)一個(gè)交流電壓施加在這CX電容兩端就會(huì)引成一個(gè)電流。
這個(gè)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(dāng)這個(gè)電流大到或超過耐壓儀*大輸出電流時(shí)，這臺(tái)耐壓儀就不能正確判別試驗(yàn)合格與否。
基本要求
測(cè)試電壓顯示—指針或數(shù)顯
泄漏電流顯示—指針或數(shù)顯
測(cè)試時(shí)間顯示—一般為0-99S
升壓形式—自動(dòng)或手動(dòng)
擊穿報(bào)警電流可設(shè)定應(yīng)為全量程
報(bào)警形式聲光
誤差一般在±3%以內(nèi)
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[ 2009-8-17 ] [轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來源：就是要儀器網(wǎng)
摘 要：文章簡(jiǎn)單介紹了變壓器感應(yīng)絕緣耐壓測(cè)試儀的組成原理及特點(diǎn)，并對(duì)其應(yīng)用范圍和應(yīng)用方法作了詳細(xì)的說明，*后結(jié)合5W小型變壓器的測(cè)試實(shí)例介紹功率判定變壓器匝間短路的方法。
檢測(cè)原理
相對(duì)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(xiàng)重要的絕緣性能指標(biāo)――縱絕緣?？v絕緣是指變壓器繞組具有不同電位的不同點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)和國際電工委員會(huì)（IEC）標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的“感應(yīng)耐壓試驗(yàn)”則是專門用于檢驗(yàn)變壓器縱絕緣性能的測(cè)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)——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%的純凈度，難免混含固體雜質(zhì)、氣泡或水份等，生產(chǎn)過程中也會(huì)受到不同程度的損傷；變壓器工作時(shí)的*高場(chǎng)強(qiáng)集中在這些缺陷處，長(zhǎng)期負(fù)載運(yùn)作的溫升又降低介質(zhì)的擊穿電壓，造成局部放電，電介質(zhì)通過外施交變電場(chǎng)吸收的功率即介質(zhì)損耗會(huì)顯著增加，導(dǎo)致電介質(zhì)發(fā)熱嚴(yán)重，介質(zhì)電導(dǎo)增大，該部位的大電流也會(huì)產(chǎn)生熱量，就會(huì)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(dǎo)增加。如此長(zhǎng)期惡性循環(huán)下去，*后導(dǎo)致電介質(zhì)的熱擊穿和整個(gè)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(dòng)和嘯叫等不佳現(xiàn)象?？梢娎酶袘?yīng)耐壓試驗(yàn)檢測(cè)出變壓器是否含有縱絕緣缺陷是極其必要的。
試驗(yàn)原理
變壓器剛出產(chǎn)時(shí)，沒有經(jīng)過惡劣環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間的考驗(yàn)，外施其額定電壓和頻率的電源作試驗(yàn)，繞組匝間、層間和段間的電壓不足以達(dá)到電介質(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別，故而難以發(fā)現(xiàn)這些隱患；
而感應(yīng)耐壓試驗(yàn)給變壓器施加2倍額定電壓以上的電壓，可在縱絕緣缺陷處建立更高更集中的場(chǎng)強(qiáng)，繞組匝間、層間和段間的電壓達(dá)到并超過電介質(zhì)缺陷處的擊穿電壓；感應(yīng)耐壓試驗(yàn)給變壓器施加頻率在2倍的額定頻率以上，較高的頻率又可以大大降低固體電介質(zhì)的擊穿電壓，使得絕緣缺陷更容易被擊穿；感應(yīng)耐壓試驗(yàn)所規(guī)定的外施電壓的作用時(shí)間亦可保證絕緣缺陷的擊穿；故感應(yīng)耐壓試驗(yàn)可以可靠地檢測(cè)出變壓器縱絕緣性能的好壞。
感應(yīng)耐壓試驗(yàn)給變壓器施加電源的頻率之所以在2倍的額定頻率以上，是因?yàn)椋鹤儔浩鞯募ご烹娏鱥――主磁通振幅Фm的特性曲線一般設(shè)計(jì)在額定頻率和額定電壓下接近彎曲飽和部分（如圖1所示），又因在電源頻率不變的情況下，主磁通Фm決定于外施電壓U:
U= E=4.44WfФm Фm
U ――外施電源電壓，V △Фm
E ――加電繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，V
f ――外施電源頻率，Hz
W――加電繞組的匝數(shù)，n
所以給變壓器加2倍額定電壓以上的電壓 △i i
必然會(huì)導(dǎo)致鐵芯嚴(yán)重飽和，主磁通Фm增大△Фm，圖1
由圖1可知激磁電流i會(huì)急劇增加，致使變壓器發(fā) 熱燒毀；為使變壓器在加2倍壓以上鐵芯仍不飽和，則需要提高電源的頻率至2倍頻以上。
感應(yīng)耐壓試驗(yàn)給變壓器原邊加2倍壓以上，2倍頻以上的電源，變壓器的主磁通會(huì)使原邊和副邊同時(shí)感應(yīng)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1和E2，且分別是其額定工作狀態(tài)下的2倍以上，所以感應(yīng)耐壓試驗(yàn)可以同時(shí)對(duì)主、副繞組進(jìn)行縱絕緣性能的測(cè)試。當(dāng)然，我們也完全可以根據(jù)需要從變壓器的副邊進(jìn)行測(cè)試，不過所施加的電壓應(yīng)當(dāng)是變壓器額定工作狀態(tài)下空載電壓的2倍以上，頻率同樣是額定頻率的2倍以上。
艾諾變壓器專用感應(yīng)耐壓測(cè)試儀系統(tǒng)組成原理
艾諾公司推出的變壓器專用感應(yīng)耐壓測(cè)試儀是以intel公司80c196kc單片機(jī)芯片作為系統(tǒng)的控制和運(yùn)算核心，由測(cè)量電路、控制切換電路、功率模塊及用戶界面電路共同組成，其關(guān)鍵技術(shù)為變頻調(diào)壓和精密測(cè)量。
產(chǎn)品特點(diǎn)
高精度電流、 功率測(cè)量
針對(duì)市場(chǎng)與技術(shù)調(diào)研結(jié)果，用戶對(duì)于感應(yīng)耐壓測(cè)試中，小電流、小功率測(cè)試有很大的應(yīng)用領(lǐng)域，提高了電流和功率測(cè)量顯示的分辨率，電流低檔0.50-30.00mA分辨率0.01mA/上等30.0-300.0mA分辨率0.1mA，電流高低檔精度均為±(0.4%讀數(shù)值+0.1%量程值)，功率低檔0.50W-20.00W分辨率0.01W\上等20W~300W分辨率0.1W，功率高低檔誤差均為±(0.8%讀數(shù)值+0.2%量程值)。電流、功率可保證精度的量程由0.50mA-300.0mA，0.50W-300W可滿足用戶對(duì)測(cè)量精度的要求。
高精度有功功率測(cè)量
具有高精度有功功率測(cè)量，可更有效的協(xié)助用于某些微型電子變壓器的匝間短路判定。
在微型電子變壓器中，由于匝數(shù)多（數(shù)千匝以上），線徑細(xì)（漆包導(dǎo)線直徑0.1mm以下），在短路數(shù)匝到數(shù)十匝的情況下，與正常的變壓器相比，倍頻倍壓下的測(cè)試電流變化沒有有功功率變化明顯（短路10匝一般變化在50%左右），實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，有匝間短路的情況下，變壓器的功率因數(shù)增大，有功功率增大，因此可作為微型電子變壓器匝間短路判定的依據(jù)，更準(zhǔn)確地對(duì)變壓器的性能進(jìn)行判斷。下面5W小型變壓器初級(jí)短路的測(cè)試報(bào)告數(shù)據(jù)可表明這個(gè)問題。
因此，電流、功率、功率因數(shù)指標(biāo)都可做為變壓器匝間短路的判定依據(jù)，功率測(cè)量方法，可以作為*好的判定依據(jù)。而且測(cè)試儀由于采用感應(yīng)耐壓測(cè)試方式，進(jìn)行無損檢測(cè)，不對(duì)被測(cè)試負(fù)載造成破壞，在保證更優(yōu)測(cè)試質(zhì)量的前提下，可以更大的提高生產(chǎn)效率，降低原材料損耗。
所以變壓器感應(yīng)耐壓測(cè)試儀可以在保證無損檢測(cè)的基礎(chǔ)上更好更有效的檢驗(yàn)出變壓器的縱絕緣性能的好壞，更適用于變壓器流水線、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)。
詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參看以下內(nèi)容：
功率測(cè)量
1、從理論分析：
變壓器空載電流公式
注:Ⅰco為鐵損電流,與匝數(shù)無關(guān),Ⅰφo為磁化電流,與變壓器初級(jí)匝數(shù)成反比,如果變壓器有短路匝,造成空載電流Ⅰo變大.
變壓器空載損耗公式
注: Pco鐵損損耗, r1 (20℃)為初級(jí)銅阻
從上述公式看,空載損耗與空載電流的平方成正比關(guān)系,這樣與變壓器初級(jí)匝數(shù)的平方成反比關(guān)系.因此,變壓器有短路匝數(shù)時(shí),空載損耗變化量要比空載電流變化量大得多。
5W小型變壓器測(cè)試實(shí)例
|
|
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空載
|
短路10匝（0.07）
|
短路20匝（0.07）
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短路40匝（0.07）
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|
|
|
頻率
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P/I
|
220V
|
440V
|
660V
|
220V
|
440V
|
660V
|
220V
|
440V
|
660V
|
220V
|
440V
|
660V
|
|
50
|
I(mA)
|
18.3
|
|
|
18.5
|
|
|
18.7
|
|
|
19.4
|
|
|
|
P(W)
|
1.1
|
|
|
1.4
|
|
|
1.7
|
|
|
2.1
|
|
|
|
|
100
|
I(mA)
|
5.3
|
19.1
|
|
6.4
|
19.7
|
|
7.4
|
20.8
|
|
9.4
|
22.6
|
|
|
P(W)
|
0.6
|
2.7
|
|
0.9
|
3.8
|
|
1.2
|
4.8
|
|
1.7
|
6.3
|
|
|
|
150
|
I(mA)
|
4.2
|
8.0
|
19.6
|
5.4
|
9.8
|
21
|
6.5
|
11.7
|
22.6
|
8.5
|
14.7
|
25.4
|
|
P(W)
|
0.6
|
2.3
|
4.8
|
0.8
|
3.4
|
7.2
|
1.1
|
4.3
|
9.1
|
1.6
|
5.8
|
11.8
|
|
|
200
|
I(mA)
|
3.7
|
6.3
|
10.2
|
4.9
|
8.3
|
12.9
|
6.0
|
10.4
|
15.3
|
8.1
|
13.6
|
19.1
|
|
P(W)
|
0.5
|
2.0
|
4.4
|
0.7
|
3.2
|
6.8
|
1.0
|
4.0
|
8.6
|
1.6
|
5.6
|
11.3
|
|
|
300
|
I(mA)
|
3.2
|
5.0
|
7.1
|
4.3
|
7.3
|
10.2
|
5.4
|
9.3
|
12.7
|
7.6
|
12.6
|
16.6
|
|
P(W)
|
0.3
|
1.7
|
3.7
|
0.6
|
2.8
|
6.0
|
1.0
|
3.8
|
7.9
|
1.5
|
5.3
|
10.5
|
|
|
400
|
I(mA)
|
2.8
|
4.4
|
6.0
|
3.9
|
6.7
|
9.3
|
5.1
|
8.8
|
11.9
|
7.2
|
12.2
|
15.7
|
|
P(W)
|
0.2
|
1.5
|
3.3
|
0.7
|
2.7
|
5.7
|
0.9
|
3.7
|
7.6
|
1.5
|
5.2
|
10.0
|
|
|
450
|
I(mA)
|
2.6
|
4.2
|
5.6
|
3.8
|
6.5
|
8.9
|
5.0
|
8.6
|
11.5
|
7.1
|
11.9
|
15.3
|
|
P(W)
|
0.2
|
1.5
|
3.3
|
0.6
|
2.6
|
5.5
|
0.9
|
3.5
|
7.2
|
1.4
|
5.0
|
9.8
|
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由上述測(cè)試報(bào)告計(jì)算出短路時(shí)電流I和功率P相對(duì)于正常時(shí)即空載時(shí)電流I和功率P的變化率，即ΔI=I短路/I空載，ΔP=P短路/P空載，由此得出在各短路匝數(shù)和各電壓頻率下電流和功率相對(duì)于正?？蛰d時(shí)的變化率，如圖2所示，由圖中曲線可以看出功率變化率均大于電流的變化率，而且隨著短路匝數(shù)的增加功率的變化率大于電流的變化率的趨勢(shì)更加明顯，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論公式相符。