技術(shù)天地
交流耐壓試驗儀原理
發(fā)布日期：2020-08-24 點(diǎn)擊：25188次
電子設(shè)備的安全性是決定其質(zhì)量的各要素中最重要的部分。安全參數(shù)包括了以下的參數(shù)：交/直流高電壓、直流高絕緣電阻（或絕緣電阻）、接地電阻、泄露電流、脈沖高壓、脈沖大電流等。自IEC65號公告《電網(wǎng)電源供電的家用和類似一般用途的電子及有關(guān)設(shè)備的安全要求》于1952年首次頒布并經(jīng)五版，七次修訂以來，全球范圍內(nèi)已形成IEC安全標(biāo)準(zhǔn)和美國UL安全標(biāo)準(zhǔn)兩大體系。
耐壓測試
耐壓測試又稱作高壓測試或者介電強(qiáng)度測試，可能是大家熟悉和在產(chǎn)品流程安全測試中用的最多的。它實(shí)際上在每一個安全標(biāo)準(zhǔn)中都被引用，這一點(diǎn)表明了它的重要性。
耐壓測試是一種無破壞性的測試，它用來檢測經(jīng)常發(fā)生的瞬態(tài)高壓下產(chǎn)品的絕緣能力是否合格。它在一定時間內(nèi)施加高壓到被測試設(shè)備以確保設(shè)備的絕緣性能足夠強(qiáng)。進(jìn)行這項測試的另一個原因是它也可以檢測出一期的一些缺陷，例如制造過程中出現(xiàn)的爬電距離不足和電氣間隙不夠能問題。
原理
最初的耐壓測試儀僅僅是一個簡單的變壓器和調(diào)壓器，它把市電變?yōu)樗枰臏y試電壓，施加到被測試樣品上。然而，由于市電的波動性，人們有時不得不把輸出電壓調(diào)節(jié)到大于實(shí)際需要值得20%的程度，以防止輸入電壓可能的波動。同時，在很多安全標(biāo)準(zhǔn)中都特別要求所使用的耐壓測試儀有500VA以上的容量，這是為了保證在樣品有較大的漏電流時，耐壓測試儀仍有足夠大的輸出電壓。然而隨著技術(shù)的發(fā)展，這種要求已經(jīng)過時了。新型的耐壓測試儀都具有足夠的源電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，只有一些老的安全標(biāo)準(zhǔn)仍然有這方面的要求。實(shí)際上很多的新標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不再將500VA容量列入對耐壓測試儀的要求。從使用人員的角度來看，耐壓測試儀500VA的容量反而是一種對操作員的威脅。、
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(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試源；另一種采用單片機(jī)作為監(jiān)控中心、SPWM脈沖發(fā)生器+IGBT（絕緣柵雙極晶體管）脈沖公里處放大器作為測試源。
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(jī)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，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(shí)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)的電氣或元器件測試。工作時對電網(wǎng)干擾小，一起的校準(zhǔn)通過按鍵或通信接口進(jìn)行，便于和計算機(jī)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。
耐壓測試儀主要是由交流高壓電源，定時控制器，檢測電路，指示電路和報警電路組成，基本工作原理是：將被測一起在耐壓測試儀輸出的試驗高電壓下產(chǎn)生的漏電流與預(yù)置的判定電流相比較，若檢測出的漏電流小于預(yù)設(shè)定值，則儀器通過測試，當(dāng)檢出的漏電電流大于判定電流時，試驗電壓瞬時切斷并發(fā)出聲光報警，從而確定被測件的耐壓強(qiáng)度。
交流耐壓試驗儀主要針10kV、35kV電纜，發(fā)電機(jī)以及110kV及以下電力主變壓器、母線開關(guān)等所有電氣主設(shè)備的交流耐壓試驗設(shè)計制造。電抗器采用多只分開設(shè)計，既可滿足高電壓、小電流的設(shè)備試驗條件要求，又能滿足象10kV電纜這樣的低電壓的交流耐壓試驗要求，具有較寬的適用范圍，是地、市、縣級高壓試驗部門及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設(shè)備。 該裝置主要由變頻電源、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器組成。
交流耐壓試驗儀在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)：
1、所需電源容量大大減小。串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的，在整個系統(tǒng)中，電源只需要提供系統(tǒng)中有功消耗的部分，因此，試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q。
2、設(shè)備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調(diào)壓裝臵和普通的大功率工頻試驗變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q，使得系統(tǒng)重量和體積大大減少，一般為普通試驗裝臵的1/10-1/30。
3、改善輸出電壓的波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效的防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。
4、防止大的短路電流燒傷故障點(diǎn)。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當(dāng)試品的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q。而并聯(lián)諧振或者試驗變壓器方式做耐壓試驗時，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流與擊穿電流相差數(shù)百倍。所以，串聯(lián)諧振能有效的找到絕緣弱點(diǎn)，又不存在大的短路電流燒傷故障點(diǎn)的憂患。
5、不會出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。試品發(fā)生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復(fù)電壓的再建立過程很長，很容易在再次達(dá)到閃絡(luò)電壓前斷開電源，這種電壓的恢復(fù)過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且，不會出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。
交流耐壓試驗儀特征
1、同電壓等級、同容量的電抗器其體積較小、重量較輕；在額定負(fù)載時溫升?。徊捎酶墒江h(huán)氧澆注，機(jī)械強(qiáng)度高，電氣絕緣性能好，美觀可靠；
2、變頻電源控制箱容量裕度大；保護(hù)功能強(qiáng)；輸出波形好；穩(wěn)定性好；具備多種工作模式，操作方便；單相220V或是三相380V輸入電源通用，方便現(xiàn)場取電；
3、配置靈活?？蛇x配不同類型電抗器，滿足不同試品要求，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，性價比高。
根據(jù)220V以及以下變電站一次電氣設(shè)備耐壓的試驗規(guī)程要求，相應(yīng)的交/直流耐試驗設(shè)備既要滿足高電壓、小電流的試驗條件，又要滿足低電壓，大電流的試驗條件，要求兼顧較寬的適用范圍，采用串聯(lián)諧振的原理，由變頻電源控制箱(控制臺)、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器組成了主設(shè)備，在電容分壓器上，接入整流硅堆及微安表，即可完成直流耐壓試驗。由于系統(tǒng)諧振后具有很好的濾波特性，因此其生產(chǎn)的直流電壓優(yōu)于普通試驗變壓器整流出來的直流電壓。是地、市、縣級高壓試驗部門及電力承裝、修試工程單位理想的耐壓設(shè)備。
