交流耐压试验仪原理

发布日期：2020-08-24　点击：25187次

  电子设备的安全性是决定其质量的各要素中最重要的部分。安全参数包括了以下的参数：交/直流高电压、直流高绝缘电阻（或绝缘电阻）、接地电阻、泄露电流、脉冲高压、脉冲大电流等。自IEC65号公告《电网电源供电的家用和类似一般用途的电子及有关设备的安全要求》于1952年首次颁布并经五版，七次修订以来，全球范围内已形成IEC安全标准和美国UL安全标准两大体系。

  耐压测试

  耐压测试又称作高压测试或者介电强度测试，可能是大家熟悉和在产品流程安全测试中用的最多的。它实际上在每一个安全标准中都被引用，这一点表明了它的重要性。

  耐压测试是一种无破坏性的测试，它用来检测经常发生的瞬态高压下产品的绝缘能力是否合格。它在一定时间内施加高压到被测试设备以确保设备的绝缘性能足够强。进行这项测试的另一个原因是它也可以检测出一期的一些缺陷，例如制造过程中出现的爬电距离不足和电气间隙不够能问题。

  原理

  最初的耐压测试仪仅仅是一个简单的变压器和调压器，它把市电变为所需要的测试电压，施加到被测试样品上。然而，由于市电的波动性，人们有时不得不把输出电压调节到大于实际需要值得20%的程度，以防止输入电压可能的波动。同时，在很多安全标准中都特别要求所使用的耐压测试仪有500VA以上的容量，这是为了保证在样品有较大的漏电流时，耐压测试仪仍有足够大的输出电压。然而随着技术的发展，这种要求已经过时了。新型的耐压测试仪都具有足够的源电压调整率和负载调整率，只有一些老的安全标准仍然有这方面的要求。实际上很多的新标准已经不再将500VA容量列入对耐压测试仪的要求。从使用人员的角度来看，耐压测试仪500VA的容量反而是一种对操作员的威胁。、

  由于各种测试标准不同，流水线大批量测试及人们对电器安全性能的认识不断提高，要求耐压测试装置的功能相应提高，调压器式的耐压测试仪器的功能有限，采用全电子程控技术和功率电子技术的新型耐压测试仪正在普及。目前，这类耐压测试仪器主要分为两种：一种采用单片机作为监控中心、数字波形合成技术+线性功率放大器作为测试源；另一种采用单片机作为监控中心、SPWM脉冲发生器+IGBT（绝缘栅双极晶体管）脉冲公里处放大器作为测试源。

  这种耐压测试仪的结构较复杂，抗干扰能力和可靠性取决于整机的设计和电子元件的质量，输出波形失真小，输出频率可变，输出电压调整范围宽、控制精度高，在功率范围内的输出电压稳定，不受负载变化的影响，测试源输出功率一般可达到500W，超功率输出时仪器能自动保护，输出电压设置在无电压输出的情况下进行，安全性好，对被试品有电弧、爬电、闪络等绝缘性能方面的潜在隐患的检测容易实现，电压输出方式可通过软件满足多种标准要求，如分段升压、定时升压、定速升压等，能进行击穿分析，击穿保护速度快，漏电流显示分辨率可达纳安级，非常适用于高标准的电气或元器件测试。工作时对电网干扰小，一起的校准通过按键或通信接口进行，便于和计算机联网完成测试统计、分选工作，可对被试品连续进行测试。

  耐压测试仪主要是由交流高压电源，定时控制器，检测电路，指示电路和报警电路组成，基本工作原理是：将被测一起在耐压测试仪输出的试验高电压下产生的漏电流与预置的判定电流相比较，若检测出的漏电流小于预设定值，则仪器通过测试，当检出的漏电电流大于判定电流时，试验电压瞬时切断并发出声光报警，从而确定被测件的耐压强度。

  交流耐压试验仪主要针10kV、35kV电缆，发电机以及110kV及以下电力主变压器、母线开关等所有电气主设备的交流耐压试验设计制造。电抗器采用多只分开设计，既可满足高电压、小电流的设备试验条件要求，又能满足象10kV电缆这样的低电压的交流耐压试验要求，具有较宽的适用范围，是地、市、县级高压试验部门及电力安装、修试工程单位理想的耐压设备。 该装置主要由变频电源、激励变压器、电抗器、电容分压器组成。

  交流耐压试验仪在电力系统中应用的优点： 

  1、所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流的，在整个系统中，电源只需要提供系统中有功消耗的部分，因此，试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。 

  2、设备的重量和体积大大减少。串联谐振电源中，不但省去了笨重的大功率调压装臵和普通的大功率工频试验变压器，而且，谐振激磁电源只需试验容量的1/Q，使得系统重量和体积大大减少，一般为普通试验装臵的1/10-1/30。 

  3、改善输出电压的波形。谐振电源是谐振式滤波电路，能改善输出电压的波形畸变，获得很好的正弦波形，有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。 

  4、防止大的短路电流烧伤故障点。在串联谐振状态，当试品的绝缘弱点被击穿时，电路立即脱谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q。而并联谐振或者试验变压器方式做耐压试验时，击穿电流立即上升几十倍，两者相比，短路电流与击穿电流相差数百倍。所以，串联谐振能有效的找到绝缘弱点，又不存在大的短路电流烧伤故障点的忧患。 

  5、不会出现任何恢复过电压。试品发生击穿时，因失去谐振条件，高电压也立即消失，电弧即刻熄灭，且恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪络电压前断开电源，这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程，其过程长，而且，不会出现任何恢复过电压。

  交流耐压试验仪特征

  1、同电压等级、同容量的电抗器其体积较小、重量较轻；在额定负载时温升小；采用干式环氧浇注，机械强度高，电气绝缘性能好，美观可靠；
  2、变频电源控制箱容量裕度大；保护功能强；输出波形好；稳定性好；具备多种工作模式，操作方便；单相220V或是三相380V输入电源通用，方便现场取电； 
  3、配置灵活。可选配不同类型电抗器，满足不同试品要求，实现一机多用，性价比高。

  根据220V以及以下变电站一次电气设备耐压的试验规程要求，相应的交/直流耐试验设备既要满足高电压、小电流的试验条件，又要满足低电压，大电流的试验条件，要求兼顾较宽的适用范围，采用串联谐振的原理，由变频电源控制箱(控制台)、激励变压器、电抗器、电容分压器组成了主设备，在电容分压器上，接入整流硅堆及微安表，即可完成直流耐压试验。由于系统谐振后具有很好的滤波特性，因此其生产的直流电压优于普通试验变压器整流出来的直流电压。是地、市、县级高压试验部门及电力承装、修试工程单位理想的耐压设备。