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耐電壓測試儀器的特性及應(yīng)用 測試儀是如何工作的

時間：2020-08-05    來源：儀多多儀器網(wǎng)    作者：儀多多商城     
摘 要：簡要介紹安規(guī)耐壓試驗及市場流行的耐壓測試裝置的電路結(jié)構(gòu)、原理、功能及應(yīng)用。 
關(guān)鍵詞：耐電壓試驗；調(diào)壓器；儀器；應(yīng)用 

1 概述 

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

2 耐電壓試驗 

耐電壓試驗就是對被試物品施加一個高于工作或運行中可能遇到的過電壓數(shù)值的交流或直流電壓，并經(jīng)歷一段時間，以檢查其絕緣水平。直流耐壓試驗的試驗電壓較高時，也能從一定程度上反映被試品的絕緣性能，但對保證被試品的安全運行是不夠的。因為在直流電壓作用下，分層介質(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。交流耐壓試驗?zāi)芨玫啬M被試品在實際使用中承受過電壓的情況，比起直流耐壓來，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。直流耐壓試驗可用于交流耐壓試驗之前初步檢驗絕緣狀況，也用于有極性的被試品，因為這樣的被試品在施加交流過電壓后會在電壓極性變換時呈現(xiàn)很小的阻抗，無法判斷絕緣性，甚至損壞被試品，如電解電容器、二級管等。有些被試品在交流電壓下呈現(xiàn)低阻抗或?qū)嶋H總是運行在直流狀態(tài)下時，也用直流進(jìn)行耐壓試驗，如電解電容器等。 

由于交流耐壓試驗的試驗電壓一般比工作電壓高許多，對絕緣性能不良的被試品來說，是一種破壞性試驗。對于造價高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的被試品，進(jìn)行此項試驗前，應(yīng)先進(jìn)行絕緣電阻測量、直流泄漏甚至直流耐壓試驗，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的電壓，然后再進(jìn)行試驗，以免對被試品造成破壞和損傷。 

3 交流耐壓測試裝置的類型和特性 

3.1 調(diào)壓器升壓型交流耐壓試驗裝置 

調(diào)壓器升壓型交流耐壓試驗裝置的結(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，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電壓值，觀察電流表，經(jīng)一定時間后，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，說明被試品耐壓不良，按下S2，切斷試驗電源；如被試品發(fā)生擊穿，升壓變壓器電流急劇上升，則過流繼電器動作，切斷JLC電源，從而切斷輸入電源，保護(hù)試驗裝置不被損壞。

這類耐壓試驗裝置的結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強，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，不便于對多個被試品連續(xù)測試，多用于電力系統(tǒng)的耐壓試驗。 

3.2 小型調(diào)壓器升壓型耐壓測試儀 

如圖2所示，這類耐壓測試儀與前一類的控制部分不同。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，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，送到比較器的二個輸入端之一，與比較器另一端預(yù)先設(shè)置好的對應(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，比較器輸出的電信號使控制器及時驅(qū)動繼電器動作，切斷高壓輸入電源，從而保護(hù)被試品或試驗裝置免遭破壞，并驅(qū)動聲、光裝置，送出相應(yīng)警告信號，提示被試品耐壓試驗失敗。如電流I在定時器設(shè)定的時間內(nèi)未超過標(biāo)準(zhǔn)，則控制器在收到定時結(jié)束信號時驅(qū)動繼電器J動作，切斷高壓輸入電源，自動結(jié)束一次試驗。電流表可監(jiān)視試驗過程中電流的大小和變化。

這類耐壓試驗裝置的結(jié)構(gòu)較前一類復(fù)雜，抗干擾能力和可靠性取決于控制器的設(shè)計和電子元件的質(zhì)量，測試源輸出功率較大，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)，輸出電壓會隨負(fù)載電流的變化而變化，對被試品有電弧、爬電、閃絡(luò)等絕緣性能方面的潛在隱患不敏感。漏電流顯示值有時會受測試電壓高低的影響，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，有自動切斷功能，可對被試品連續(xù)、多次進(jìn)行立即升壓測試，但對有分時分壓試驗標(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)自動測試。多用于早期標(biāo)準(zhǔn)的耐壓試驗，又被稱作“傳統(tǒng)機型”或“常規(guī)機型”，價格較低。 

3.3 無調(diào)壓器程控型耐壓測試儀 

由于各種測試標(biāo)準(zhǔn)不同、流水線大批量測試及人們對電器安全性能的認(rèn)識不斷提高，要求耐壓測試裝置的功能相應(yīng)提高，調(diào)壓器式的耐壓測試儀器的功能有限，采用全電子程控技術(shù)和功率電子技術(shù)的新型耐壓測試儀正在普及。目前，這類耐壓測試儀器主要分為兩種：一種采用單片機作為監(jiān)控中心、數(shù)字波形合成技術(shù)＋線性功率放大器作為測試源；另一種采用單片機作為監(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的設(shè)計和電子元件的質(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，測試源輸出功率一般可達(dá)到500W，超功率輸出時儀器能自動保護(hù)，輸出電壓設(shè)置在無電壓輸出的情況下進(jìn)行，安全性好，對被試品有電弧、爬電、閃絡(luò)等絕緣性能方面的潛在隱患的檢測容易實現(xiàn)，電壓輸出方式可通過軟件滿足多種標(biāo)準(zhǔn)要求，如分段升壓、定時升壓、定速升壓等，能進(jìn)行擊穿點分析，擊穿保護(hù)速度快，漏電流顯示分辨率可達(dá)納安級，非常適用于高標(biāo)準(zhǔn)的電器或元器件測試。工作時對電網(wǎng)干擾小，儀器的校準(zhǔn)通過按鍵或通信接口進(jìn)行，便于和計算機聯(lián)網(wǎng)完成測試統(tǒng)計、分選工作，可對被試品連續(xù)進(jìn)行測試，價格略高。 

圖4所示的這種耐壓測試儀的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，抗干擾能力和可靠性取決于整機的設(shè)計和電子元件的質(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，測試源輸出功率容易達(dá)到數(shù)千瓦，超功率輸出時儀器能自動保護(hù)，輸出電壓設(shè)置在無電壓輸出的情況下進(jìn)行，安全性好。電壓輸出方式可通過軟件滿足多種標(biāo)準(zhǔn)要求，擊穿保護(hù)速度快，工作時對電網(wǎng)干擾較大，儀器的校準(zhǔn)通過按鍵或通信接口進(jìn)行，便于和計算機聯(lián)網(wǎng)完成測試統(tǒng)計、分選工作，可對被試品連續(xù)進(jìn)行測試，價格略高。 

4 交/直流耐壓測試裝置的類型和特性 

無論何種交/直流耐壓測試裝置，其直流部分都是在交流測試裝置的基礎(chǔ)上加裝整流、濾波元件和切換機構(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)十微安級甚至更大，后者可達(dá)到納安級；在測試容性試品時，因為充電階段的電流較大，經(jīng)常引發(fā)前者誤判斷，甚至無法測試；而后者可通過降低升壓速度或延長升壓時間圓滿解決問題，當(dāng)完成容性試品測試后，前者不易實現(xiàn)自動放電，安全性差，后者則不然；當(dāng)阻性試品的阻值較小時，前者的紋波明顯大于后者。 

5 常用耐壓測試裝置的選用 

選用耐壓測試儀，首先應(yīng)符合被試品的標(biāo)準(zhǔn)要求，其次是考慮其擴(kuò)展性能和價格。另外，還應(yīng)從以下幾個方面考慮：50Hz下的測試電壓小于5kV，漏電流小于10mA，定時時間在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的程控機型； 

50Hz下的測試電壓小于5kV，漏電流小于20mA，定時時間在60s以內(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/20mA程控機型； 

50Hz下的測試電壓小于5kV，漏電流小于100mA，定時時間在60s以內(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程控機型； 

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

元器件、小家電、小電器、電動工具等應(yīng)選用程控機型。

1、測試儀裝置內(nèi)置了工控機和Windows操作系統(tǒng)，請勿過于頻繁地開關(guān)主機電源。        

2、裝置面板裝有USB插口，允許熱撥插USB口設(shè)備（如U盤等），但注意撥插時一定要在數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后進(jìn)行。      

3、裝置配有專用自還原CF卡，避免因為非法關(guān)機，刪除或修改硬盤上的文件和桌面上的圖標(biāo)等導(dǎo)致的操作系統(tǒng)損壞。如確需在本機內(nèi)存放數(shù)據(jù)，請將數(shù)據(jù)存在D盤。使用USB盤拷貝數(shù)據(jù)時請一定保證U盤干凈無病毒，也請不要利用U盤在本系統(tǒng)中安裝其它軟件程序。    

4、外接鍵盤或鼠標(biāo)時，請勿插錯端口，否則Windows操作系統(tǒng)不能正常啟動。      

5、請勿在輸出狀態(tài)直接關(guān)閉電源，以免因關(guān)閉時輸出錯誤以致保護(hù)誤動作。     

6、開入量兼容空接點和電位（0－250VDC），使用帶電接點時，接點電位（正）應(yīng)接入公共端子COM端。        

7、使用本儀器時，請勿堵住或封閉機身的通風(fēng)口，一般將儀器站立放置或打開支撐腳稍傾斜放置。       

8、禁止將外部的交直流電源引入到測試儀的電壓、電流輸出插孔。否則，測試儀將被損壞     

9、如果現(xiàn)場干擾較強或安全要求較高，試驗之前，請將電源線（3芯）的接地端可靠接地或裝置接地孔接地。      

10、如果在使用過程中出現(xiàn)界面數(shù)據(jù)出錯或設(shè)備無法連接等問題，可以這樣解決：向下觸按復(fù)位按鈕鍵，使DSP復(fù)位；或退出運行程序回到主菜單，重新運行程序，則界面所有數(shù)據(jù)均恢復(fù)至默認(rèn)值。

關(guān)于電阻測試儀的使用

    電阻測試儀用于測試導(dǎo)體導(dǎo)電性，變壓器、電機、互感器等設(shè)備的直流電阻，設(shè)備接地電阻，阻抗等場合；

 

    測量

    將接地線插入接地(Ground)插座，這樣絕緣了表的右側(cè)檢測電極(與插座在同側(cè))。將鱷魚夾接到你的地線上。

    將表放在被測表面上，按住測量(TEST)按鈕，持續(xù)發(fā)光的LED指示出對地電阻值的量級。這個測量值的單位是歐姆。

    阻抗值的轉(zhuǎn)換點為1/2級對數(shù)即3.16×10n，轉(zhuǎn)換點的線性值為每測量檔的中值(meanvalueperunit)的±10%。

    測量用儀器:十進(jìn)電阻箱，測試電極；

    電阻箱的電阻需要有1×103歐姆到999×106兆歐姆或109，測量大于109阻值時采用CAD技術(shù)(cadGeneratedtechniques)，因為采用9伏電壓驅(qū)動很難驗證阻抗值大于999×106的電阻。

    將電阻箱的兩個電極連接到測試儀的兩個平行電極上，將電阻調(diào)到1K位置，表的103發(fā)光二極管(LED)應(yīng)亮；

    其它檔的校準(zhǔn)依此類推，測量阻抗轉(zhuǎn)換點時，按下開關(guān)的同時連續(xù)調(diào)節(jié)阻抗電橋的阻抗值，并觀察下一檔LED燈常亮?xí)r的阻抗值(這時的值為轉(zhuǎn)換阻抗值)。

    使用方法

    接地電阻測試儀是指埋入地下的接地體電阻和土壤散流電阻，通常采用型接地電阻測量儀(或稱接地電阻搖表)進(jìn)行測量。

    測量儀其外形與普通絕緣搖表差不多，也就按習(xí)慣稱為接地電阻搖表。

    搖表的外形結(jié)構(gòu)隨型號的不同稍有變化，但使用方法基本相同。型接地電阻測量儀隨表附帶接地探測棒兩支、導(dǎo)線三根。

    使用方法和測量步驟如下:

    (a)接地電阻測試儀(b)連接線(c)測量接地棒

    1、拆開接地干線與接地體的連接點，或拆開接地干線上所有接地支線的連接點。

    2、將兩根接地棒分別插入地面400mm深，一根離接地體40m遠(yuǎn)，另一根離接地體20m遠(yuǎn)。

    3、把搖表置于接地體近旁平整的地方，然后進(jìn)行接線。

    (1)用一根連接線連接表上接線樁E和接地裝置的接地體E′。

    (2)用一根連接線連接表上接線樁C和離接地體40m遠(yuǎn)的的接地棒C′。

    (3)用一根連接線連接表上接線樁P和離接地體20m遠(yuǎn)的接地棒P′。

    4、根據(jù)被測接地體的接地電阻要求，調(diào)節(jié)好粗調(diào)旋鈕(上有三檔可調(diào)范圍)。

    5、以約120轉(zhuǎn)/分鐘的速度均勻地?fù)u動搖表。當(dāng)表針偏轉(zhuǎn)時，隨即調(diào)節(jié)微調(diào)撥盤，直至表針居中為止。

    以微調(diào)撥盤調(diào)定后的讀數(shù)，去乘以粗調(diào)定位倍數(shù)，即是被測接地體的接地電阻。例如微調(diào)讀數(shù)為0.6，粗調(diào)的電阻定位倍數(shù)是10，則被測的接地電阻是6Ω。

    6、為了保證所測接地電阻值的可靠，應(yīng)改變方位重新進(jìn)行復(fù)測。取幾次測得值的平均值作為接地體的接地電阻。

    操作手冊

    測量前，首先確保待測表面干凈無污染。

標(biāo)簽: 電阻測試儀
電阻測試儀 關(guān)于電阻測試儀的使用_電阻測試儀

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