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耐電壓測試儀基本原理和選用

   2012年07月20日 15:47  
  摘要:耐電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。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。本文介紹了耐電壓測試儀基本原理和選用方法,給讀者們做參考。
  
  一、耐電壓測試儀
  
  耐電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。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。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。當過電壓強度達到某一定值時,就會使材料的絕緣擊穿,電器將不能正常運行,操作者就可能觸電,危及人身安全。
  
  1、耐電壓測試儀結(jié)構(gòu)及組成
  
  (1)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。
  
  (2)控制部分
  
  電流取樣,時間電路、報警電路組成。控制部分當收到啟動信號,儀器立即在接通升壓部分電源。當收到被測回路電流超過設(shè)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。顯示由電流取樣部分的電流值,及時間電路的時間值一般為。
  
  (4)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)飛速發(fā)展;程控耐電壓測試儀這幾年也發(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),而是通過單片計算機控制產(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控制,其它部分原理與傳統(tǒng)耐壓儀差別不大。
  
  2、耐電壓測試儀的選用
  
  選用耐壓儀zui重要的是2個指標,zui大輸出電壓值及zui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、2kVA、3kVA等。zui高電壓可以到幾萬伏。zui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,我們認為是比較科學的。“首先將耐壓儀的輸出電壓調(diào)到規(guī)定值的50%,接上被試品,當觀測到的電壓降小于該電壓值的10%時,則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。被試品的帶電部分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zui大輸出電流時,這臺耐壓儀就不能正確判別試驗合格與否。
  
  二、絕緣電阻測試儀
  
  電器產(chǎn)品的絕緣性能是評價其絕緣好壞的重要標志之一,它通過絕緣電阻反映出來。
  
  我們測定產(chǎn)品的絕緣電阻,是指帶電部分與外露非帶電金屬部分(外殼)之間的絕緣電阻,按不同的產(chǎn)品,施加一直流高壓,如100V、250V、500V、1000V等,規(guī)定一個zui低的絕緣電阻值。有的標準規(guī)定每kV電壓,絕緣電阻不小于1MΩ等。
  
  目前在家用電器產(chǎn)品標準中,通常只規(guī)定熱態(tài)絕緣電阻,而不規(guī)定常態(tài)條件下的絕緣電阻值,常態(tài)條件下的絕緣電阻值由企業(yè)標準中自行制定。如果常態(tài)絕緣電阻值低,說明絕緣結(jié)構(gòu)中可能存在某種隱患或受損。如電機繞組對外殼的絕緣電阻低,可能是在嵌線時繞組的均線槽絕緣受到損傷所致。在使用電器時,由于突然上電或切斷電源或其它緣故,電路產(chǎn)生過電壓,在絕緣受損處產(chǎn)生擊穿,造成對人身的安全或威脅。
  
  1、絕緣電阻表的結(jié)構(gòu)及組成
  
  絕緣電阻表又稱兆歐表、搖表、梅格表。絕緣電阻表主要由三部分組成。*是直流高壓發(fā)生器,用以產(chǎn)生一直流高壓。第二是測量回路。第三是顯示。
  
  (1)直流高壓發(fā)生器
  
  測量絕緣電阻必須在測量端施加一高壓,此高壓值在絕緣電阻表國標中規(guī)定為50V、100V、250V、500V、1000V、2500V、5000V…
  
  直流高壓的產(chǎn)生一般有三種方法。*種手搖發(fā)電機式。目前我國生產(chǎn)的兆歐表約80%是采用這種方法(搖表名稱來源)。第二種是通過市電變壓器升壓,整流得到直流高壓。一般市電式兆歐表采用的方法。第三種是利用晶體管振蕩式或脈寬調(diào)制電路來產(chǎn)生直流高壓,一般電池式和市電式的絕緣電阻表采用的方法。
  
  (2)測量回路
  
  在前面講的搖表(兆歐表)中測量回路和顯示部分的合二為一的。它是有一個流比計表頭來完成的,這個表頭中有兩個夾角為60°(左右)的線圈組成,其中一個線圈是并在電壓兩端的,另一線圈是串在測量回路中的。表頭指針的偏轉(zhuǎn)角度決定于兩個線圈中的電流比,不同的偏轉(zhuǎn)角度代表不同的阻值,測量阻值越小串在測量回路中的線圈電流就越大,那么指針偏轉(zhuǎn)的角度越大。另一個方法是用線性電流表作為測量和顯示。前面用到的流比計表頭中由于線圈中的磁場是非均勻的,當指針在無窮
  
  大處,電流線圈正好在磁通密度zui強的地方,所以盡管被測電阻很大,流過電流線圈電流很少,此時線圈的偏轉(zhuǎn)角度會較大。當被測電阻較小或為0時,流過電流線圈的電流較大,線圈已偏轉(zhuǎn)到磁通密度較小的地方,由此引起的偏轉(zhuǎn)角度也不會很大。這樣就達到了非線性的矯正。
  
  一般兆歐表表頭的阻值顯示需要跨幾個數(shù)量級。但當用線性電流表頭直接串入測量回路中就不行了,在高阻值時的刻度全部擠在一起,無法分辨,為了也要達到非線性矯正就必須在測量回路中加入非線性元件。從而達到在小電阻值時產(chǎn)生分流作用。在高電阻時不產(chǎn)生分流,從而使阻值顯示達到幾個數(shù)量級。隨著電子技術(shù)及計算機技術(shù)的發(fā)展,數(shù)顯表逐步取代指針式儀表。
  
  絕緣電阻數(shù)字化測量技術(shù)也得到了發(fā)展,其中壓比計電路就是其中一個較好測量電路,壓比計電路是由電壓橋路和測量橋路組成。這兩個橋路輸出的信號分別通過A/D轉(zhuǎn)換再通過單片機處理直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字值顯示。
  
  2、絕緣電阻表的選用
  
  選用絕緣電阻表主要是測量電壓值,另一個是需要測量的范圍,是否能滿足需要。如測量很頻繁選帶有報警設(shè)定功能。

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