摘 要：簡(jiǎn)要介紹安規(guī)耐壓試驗(yàn)及市場(chǎng)流行的耐壓測(cè)試裝置的電路結(jié)構(gòu)、原理、功能及應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：耐電壓試驗(yàn)；調(diào)壓器；儀器；應(yīng)用

1 概述

耐電壓測(cè)試儀器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)耐壓測(cè)試儀)常用于電器產(chǎn)品或電子元器件等的絕緣性能試驗(yàn)和參數(shù)測(cè)試，它與絕緣電阻測(cè)試儀器(絕緣電阻表)配合，可非破壞性地檢查被試品的絕緣水平，并與泄漏電流測(cè)試儀器、接地電阻測(cè)試儀器等組成“安規(guī)測(cè)試”四大件，用于家用電器的電氣安全性能測(cè)試，也常用于電機(jī)、電線電纜、電容器等元器件的測(cè)試。由于被試品及其試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的多樣性，耐壓測(cè)試儀的產(chǎn)品也是形形色色，交直流耐壓儀、絕緣耐壓測(cè)試儀、程控耐壓測(cè)試儀、自動(dòng)耐壓側(cè)試儀、三合一、四合一、脈沖耐壓測(cè)試儀、電容器耐壓測(cè)試儀……等”令人目不暇接。要科學(xué)地進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，就應(yīng)有針對(duì)性地選用耐壓測(cè)試儀，同時(shí)，耐壓測(cè)試儀在許多情況下又具有“標(biāo)準(zhǔn)”屬性和“計(jì)量”屬性。其“標(biāo)準(zhǔn)”屬性是指儀器是否能夠滿(mǎn)足被試品的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(包括試驗(yàn)方法)，有國(guó)家頒布的標(biāo)準(zhǔn)，也有國(guó)際認(rèn)證組織的標(biāo)準(zhǔn)。滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)與否、滿(mǎn)足何種標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)量準(zhǔn)確與否，對(duì)被試產(chǎn)品的安全性能、市場(chǎng)范圍有著重要意義，成為不可忽視的考察內(nèi)容。

2 耐電壓試驗(yàn)

耐電壓試驗(yàn)就是對(duì)被試物品施加一個(gè)高于工作或運(yùn)行中可能遇到的過(guò)電壓數(shù)值的交流或直流電壓，并經(jīng)歷一段時(shí)間，以檢查其絕緣水平。直流耐壓試驗(yàn)的試驗(yàn)電壓較高時(shí)，也能從一定程度上反映被試品的絕緣性能，但對(duì)保證被試品的安全運(yùn)行是不夠的。因?yàn)樵谥绷麟妷鹤饔孟拢謱咏橘|(zhì)中的電壓分布與電阻成正比，這與在交流電壓作用下分層介質(zhì)中的電壓分布與電容量成反比不同。所以，為了進(jìn)一步暴露被試品的缺陷，檢查被試品的絕緣水平，確定能否安全使用，還應(yīng)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。交流耐壓試驗(yàn)?zāi)芨玫啬M被試品在實(shí)際使用中承受過(guò)電壓的情況，比起直流耐壓來(lái)，往往能更有效地發(fā)現(xiàn)被試品的局部缺陷，如絕緣損傷等。直流耐壓試驗(yàn)可用于交流耐壓試驗(yàn)之前初步檢驗(yàn)絕緣狀況，也用于有極性的被試品，因?yàn)檫@樣的被試品在施加交流過(guò)電壓后會(huì)在電壓極性變換時(shí)呈現(xiàn)很小的阻抗，無(wú)法判斷絕緣性，甚至損壞被試品，如電解電容器、二級(jí)管等。有些被試品在交流電壓下呈現(xiàn)低阻抗或?qū)嶋H總是運(yùn)行在直流狀態(tài)下時(shí)，也用直流進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，如電解電容器等。

由于交流耐壓試驗(yàn)的試驗(yàn)電壓一般比工作電壓高許多，對(duì)絕緣性能不良的被試品來(lái)說(shuō)，是一種破壞性試驗(yàn)。對(duì)于造價(jià)高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的被試品，進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)前，應(yīng)先進(jìn)行絕緣電阻測(cè)量、直流泄漏甚至直流耐壓試驗(yàn)，若發(fā)現(xiàn)絕緣性能有缺陷，應(yīng)進(jìn)行綜合分析和判斷，才能決定該被試品是否能承受交流耐壓試驗(yàn)的電壓，然后再進(jìn)行試驗(yàn)，以免對(duì)被試品造成破壞和損傷。

3 交流耐壓測(cè)試裝置的類(lèi)型和特性

3.1 調(diào)壓器升壓型交流耐壓試驗(yàn)裝置

調(diào)壓器升壓型交流耐壓試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示。由圖1可知，工頻電網(wǎng)電壓經(jīng)自耦調(diào)壓器調(diào)整，升壓變壓器升壓后輸出，施加在被試品上。當(dāng)S1按下時(shí)，交流接觸器JLC吸合，按照一定的程序調(diào)整調(diào)壓器，使電壓表示值逐步升至試驗(yàn)電壓值，觀察電流表，經(jīng)一定時(shí)間后，電流值仍在允許范圍內(nèi)，可確認(rèn)被試品的耐壓性能符合要求；如電流表示值超出允許范圍，說(shuō)明被試品耐壓不良，按下S2，切斷試驗(yàn)電源；如被試品發(fā)生擊穿，升壓變壓器電流急劇上升，則過(guò)流繼電器動(dòng)作，切斷JLC電源，從而切斷輸入電源，保護(hù)試驗(yàn)裝置不被損壞。

這類(lèi)耐壓試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，輸出功率大(可達(dá)數(shù)十千瓦)，輸出電壓高(數(shù)十千伏甚至數(shù)百千伏)，但對(duì)被試品有電弧、爬電、閃絡(luò)等絕緣性能方面的潛在隱患不敏感，升壓變壓器常用油浸式，體積大，全套裝置很難形成一體，多為人工操作進(jìn)行控制，不便于對(duì)多個(gè)被試品連續(xù)測(cè)試，多用于電力系統(tǒng)的耐壓試驗(yàn)。

3.2 小型調(diào)壓器升壓型耐壓測(cè)試儀

如圖2所示，這類(lèi)耐壓測(cè)試儀與前一類(lèi)的控制部分不同。工頻電網(wǎng)電壓在繼電器J吸合后，經(jīng)自耦調(diào)壓器調(diào)整，升壓變壓器升壓之后輸出，施加在被試品上。當(dāng)按下START時(shí)，繼電器J吸合，按照一定的程序調(diào)整調(diào)壓器，使電壓表示值逐步升至試驗(yàn)電壓值，漏電流由電阻器R3轉(zhuǎn)換為電壓，送到比較器的二個(gè)輸入端之一，與比較器另一端預(yù)先設(shè)置好的對(duì)應(yīng)于某一標(biāo)準(zhǔn)電流I1的基準(zhǔn)電壓值V1進(jìn)行比較，當(dāng)V>V1時(shí)，比較器輸出的電信號(hào)使控制器及時(shí)驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作，切斷高壓輸入電源，從而保護(hù)被試品或試驗(yàn)裝置免遭破壞，并驅(qū)動(dòng)聲、光裝置，送出相應(yīng)警告信號(hào)，提示被試品耐壓試驗(yàn)失敗。如電流I在定時(shí)器設(shè)定的時(shí)間內(nèi)未超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，則控制器在收到定時(shí)結(jié)束信號(hào)時(shí)驅(qū)動(dòng)繼電器J動(dòng)作，切斷高壓輸入電源，自動(dòng)結(jié)束一次試驗(yàn)。電流表可監(jiān)視試驗(yàn)過(guò)程中電流的大小和變化。

這類(lèi)耐壓試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)較前一類(lèi)復(fù)雜，抗干擾能力和可靠性取決于控制器的設(shè)計(jì)和電子元件的質(zhì)量，測(cè)試源輸出功率較大，輸出電壓較高(數(shù)十千伏)，輸出電壓設(shè)置必須在電壓輸出的情況下進(jìn)行，在功率范圍內(nèi)，輸出電壓會(huì)隨負(fù)載電流的變化而變化，對(duì)被試品有電弧、爬電、閃絡(luò)等絕緣性能方面的潛在隱患不敏感。漏電流顯示值有時(shí)會(huì)受測(cè)試電壓高低的影響，分辨力不高。升壓變壓器常用干式，全套裝置可形成一體，其體積取決于功率的大小，有自動(dòng)切斷功能，可對(duì)被試品連續(xù)、多次進(jìn)行立即升壓測(cè)試，但對(duì)有分時(shí)分壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)或緩慢升壓標(biāo)準(zhǔn)的被試品，不便于進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)測(cè)試。多用于早期標(biāo)準(zhǔn)的耐壓試驗(yàn)，又被稱(chēng)作“傳統(tǒng)機(jī)型”或“常規(guī)機(jī)型”，價(jià)格較低。

3.3 無(wú)調(diào)壓器程控型耐壓測(cè)試儀

由于各種測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不同、流水線大批量測(cè)試及人們對(duì)電器安全性能的認(rèn)識(shí)不斷提高，要求耐壓測(cè)試裝置的功能相應(yīng)提高，調(diào)壓器式的耐壓測(cè)試儀器的功能有限，采用全電子程控技術(shù)和功率電子技術(shù)的新型耐壓測(cè)試儀正在普及。目前，這類(lèi)耐壓測(cè)試儀器主要分為兩種：一種采用單片機(jī)作為監(jiān)控中心、數(shù)字波形合成技術(shù)＋線性功率放大器作為測(cè)試源；另一種采用單片機(jī)作為監(jiān)控中心、SPWM(正弦脈寬調(diào)制)脈沖發(fā)生器＋I(xiàn)GBT(絕緣柵雙極晶體管)脈沖功率放大器作為測(cè)試源。前者的結(jié)構(gòu)如圖3所示，后者的結(jié)構(gòu)如圖4所示。

這種耐壓測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，抗干擾能力和可靠性取決于整機(jī)的設(shè)計(jì)和電子元件的質(zhì)量，輸出波形失真小，輸出頻率可變(50Hz/60Hz)，輸出電壓調(diào)整范圍寬、控制精度高，在功率范圍內(nèi)的輸出電壓穩(wěn)定，不受負(fù)載變化的影響，測(cè)試源輸出功率一般可達(dá)到500W，超功率輸出時(shí)儀器能自動(dòng)保護(hù)，輸出電壓設(shè)置在無(wú)電壓輸出的情況下進(jìn)行，安全性好，對(duì)被試品有電弧、爬電、閃絡(luò)等絕緣性能方面的潛在隱患的檢測(cè)容易實(shí)現(xiàn)，電壓輸出方式可通過(guò)軟件滿(mǎn)足多種標(biāo)準(zhǔn)要求，如分段升壓、定時(shí)升壓、定速升壓等，能進(jìn)行擊穿點(diǎn)分析，擊穿保護(hù)速度快，漏電流顯示分辨率可達(dá)納安級(jí)，非常適用于高標(biāo)準(zhǔn)的電器或元器件測(cè)試。工作時(shí)對(duì)電網(wǎng)干擾小，儀器的校準(zhǔn)通過(guò)按鍵或通信接口進(jìn)行，便于和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)完成測(cè)試統(tǒng)計(jì)、分選工作，可對(duì)被試品連續(xù)進(jìn)行測(cè)試，價(jià)格略高。

圖4所示的這種耐壓測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，抗干擾能力和可靠性取決于整機(jī)的設(shè)計(jì)和電子元件的質(zhì)量，輸出波形失真稍大，輸出頻率可變(50Hz/60Hz),輸出電壓精度和輸出電壓調(diào)整范圍較前者低，在功率范圍內(nèi)輸出電壓穩(wěn)定，不受負(fù)載變化的影響，測(cè)試源輸出功率容易達(dá)到數(shù)千瓦，超功率輸出時(shí)儀器能自動(dòng)保護(hù)，輸出電壓設(shè)置在無(wú)電壓輸出的情況下進(jìn)行，安全性好。電壓輸出方式可通過(guò)軟件滿(mǎn)足多種標(biāo)準(zhǔn)要求，擊穿保護(hù)速度快，工作時(shí)對(duì)電網(wǎng)干擾較大，儀器的校準(zhǔn)通過(guò)按鍵或通信接口進(jìn)行，便于和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)完成測(cè)試統(tǒng)計(jì)、分選工作，可對(duì)被試品連續(xù)進(jìn)行測(cè)試，價(jià)格略高。

4 交/直流耐壓測(cè)試裝置的類(lèi)型和特性

無(wú)論何種交/直流耐壓測(cè)試裝置，其直流部分都是在交流測(cè)試裝置的基礎(chǔ)上加裝整流、濾波元件和切換機(jī)構(gòu)組成的。傳統(tǒng)調(diào)壓器型直流耐壓儀的功能指標(biāo)與程控型的功能指標(biāo)的差別很大：前者的漏電流示值分辨力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于后者，在數(shù)十微安級(jí)甚至更大，后者可達(dá)到納安級(jí)；在測(cè)試容性試品時(shí)，因?yàn)槌潆婋A段的電流較大，經(jīng)常引發(fā)前者誤判斷，甚至無(wú)法測(cè)試；而后者可通過(guò)降低升壓速度或延長(zhǎng)升壓時(shí)間圓滿(mǎn)解決問(wèn)題，當(dāng)完成容性試品測(cè)試后，前者不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放電，安全性差，后者則不然；當(dāng)阻性試品的阻值較小時(shí)，前者的紋波明顯大于后者。

5 常用耐壓測(cè)試裝置的選用

選用耐壓測(cè)試儀，首先應(yīng)符合被試品的標(biāo)準(zhǔn)要求，其次是考慮其擴(kuò)展性能和價(jià)格。另外，還應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：50Hz下的測(cè)試電壓小于5kV，漏電流小于10mA，定時(shí)時(shí)間在60s內(nèi)，可選用常規(guī)調(diào)壓器型5kV/20mA規(guī)格的儀器，否則，應(yīng)選用5kV/12mA的程控機(jī)型；

50Hz下的測(cè)試電壓小于5kV，漏電流小于20mA，定時(shí)時(shí)間在60s以?xún)?nèi)，可選用常規(guī)調(diào)壓器型5kV/20mA規(guī)格的儀器，否則，應(yīng)選用5kV/20mA程控機(jī)型；

50Hz下的測(cè)試電壓小于5kV，漏電流小于100mA，定時(shí)時(shí)間在60s以?xún)?nèi)，可選用常規(guī)調(diào)壓器型5kV/100mA規(guī)格的儀器，否則，應(yīng)選用5kV/100mA程控機(jī)型；

需進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，電壓高于10kV，選用常規(guī)調(diào)壓器型，否則，應(yīng)盡量選用程控機(jī)型；

元器件、小家電、小電器、電動(dòng)工具等應(yīng)選用程控機(jī)型。

    真空開(kāi)關(guān)真空度測(cè)試儀在之間能準(zhǔn)確測(cè)量，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試不用拆卸真空開(kāi)關(guān)，真空開(kāi)關(guān)真空度測(cè)試儀帶有RS232通訊接口，可以連接計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)真空度-離子電流曲線下載、壽命估計(jì)等多種功能，真空開(kāi)關(guān)真空度測(cè)試儀以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。

 

    真空度測(cè)試儀的使用注意事項(xiàng)

    在開(kāi)機(jī)之前請(qǐng)先接好所有測(cè)試連接線，如打印機(jī)連接線；

    測(cè)量前，請(qǐng)檢查管型是否適合所檢測(cè)的真空管，以便準(zhǔn)確測(cè)量。

    開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)及測(cè)量時(shí)，不要觸及高壓線和磁控電流線，以防觸電。

    儀器在使用過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)線圈發(fā)出異常響聲，應(yīng)考慮測(cè)試線短路或接觸不良，或者空氣十分潮濕，或真空斷路器表面罩有灰塵等因素。

    請(qǐng)不要使用汽油、香蕉水等化學(xué)劑擦拭機(jī)器，而應(yīng)使用柔軟干燥的布。

    請(qǐng)確認(rèn)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)電壓是否與本機(jī)供電電壓相符。

    交流220±10%  50/60HZ

    請(qǐng)注意不要在雷雨的情況下使用機(jī)器。

    請(qǐng)不要破傷隨機(jī)所帶的線纜，以確保使用安全。

    儀器出現(xiàn)故障時(shí)，非專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員嚴(yán)禁擅自打開(kāi)儀器進(jìn)行檢修。

    嚴(yán)禁高壓端直接或間接對(duì)地?cái)嗦贰?/p>

    常規(guī)磁控放電測(cè)試滅弧室的真空度時(shí)，為了提高其測(cè)試靈敏度，需從斷路器上卸下滅弧室，并置于螺線管線管內(nèi)。這樣一來(lái)，滅弧室在重新裝回?cái)嗦菲鲿r(shí)需要調(diào)整機(jī)械參數(shù)，工作量很大并需專(zhuān)業(yè)人員。

    而使用新型磁控線圈可以從側(cè)面包圍滅弧室，這樣就不必拆卸滅弧室。而采用單片微機(jī)進(jìn)行同步控制與數(shù)據(jù)采集處理，提高了滅弧室真空度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試靈敏度。

    傳統(tǒng)的檢測(cè)方法是“耐壓法”，即真空開(kāi)關(guān)處于開(kāi)斷狀態(tài)下，在動(dòng)靜觸頭之間施加一定的電壓，檢測(cè)其泄漏電流的大小，由此推斷真空管的好壞。

    這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：操作簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是：只能定性地檢測(cè)真空管的好壞；而且真空度在10-5～10-1Pa之間無(wú)法準(zhǔn)確分辨，所以無(wú)法判斷泄漏的發(fā)展趨勢(shì)（即同一個(gè)真空開(kāi)關(guān)和上次相比有多大程度的泄漏）。

 

酒精測(cè)試儀的原理是怎樣的呢

    酒精測(cè)試儀利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器,酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化；在電路中，不同的酒精氣體濃度對(duì)應(yīng)著傳感器的不同電阻；

    這樣，顯示儀表的指針就與酒精氣體的濃度有了對(duì)應(yīng)關(guān)系。

 

    酒精檢測(cè)儀是用來(lái)檢測(cè)人體是否攝入酒精及攝入酒精多少程度的儀器。

    它可以作為交通警察執(zhí)法時(shí)檢測(cè)飲酒司機(jī)飲酒多少的檢測(cè)工具，以有效減少重大交通事故的發(fā)生;也可以用在其他場(chǎng)合檢測(cè)人體呼出氣體中的酒精含量，避免人員傷亡和財(cái)產(chǎn)的重大損失，如一些高危領(lǐng)域禁止酒后上崗的企業(yè)。

    可以用于判斷是否酒后駕車(chē)。通常的酒后駕車(chē)的檢測(cè)有兩種方法:一是檢測(cè)人體的血液酒精濃度，一種是檢測(cè)呼氣酒精濃度。從理論上說(shuō)，要判斷是否酒后駕駛，準(zhǔn)確的方法應(yīng)該是檢查駕駛?cè)藛T血液中的酒精含量。

    但在違法行為處理或者公路交通例行檢查中，要現(xiàn)場(chǎng)抽取血液往往是不現(xiàn)實(shí)的，較為簡(jiǎn)單可行的方法是現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)駕駛?cè)藛T呼氣中的酒精含量。

標(biāo)簽: 酒精測(cè)試儀

酒精測(cè)試儀 酒精測(cè)試儀的原理是怎樣的呢_酒精測(cè)試儀

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