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調(diào)壓器對(duì)擊穿電壓試驗(yàn)儀測(cè)量精度影響分析

更新時(shí)間:2022-11-16      點(diǎn)擊次數(shù):1630

調(diào)壓器對(duì)擊穿電壓試驗(yàn)儀測(cè)量精度影響分析


      電氣強(qiáng)度、絕緣電阻、介質(zhì)損耗因數(shù)和相對(duì)電容率是絕緣材料電氣性能測(cè)試的四大重要參數(shù),而電氣強(qiáng)度是最基本也是最重要的參數(shù)。評(píng)價(jià)絕緣材料、絕緣制件和結(jié)構(gòu)件電氣強(qiáng)度的方法依據(jù)主要是GB/T 1408.1—2016《絕緣材料電氣強(qiáng)度試驗(yàn)方法 第1部分 工頻下試驗(yàn)》,在評(píng)價(jià)方法中最主要的測(cè)量參數(shù)就是擊穿電壓,只要準(zhǔn)確的測(cè)定試樣在擊穿瞬間的電壓值,結(jié)合試樣的厚度等參數(shù)就可以得出試樣的電氣強(qiáng)度性能指標(biāo)。但在擊穿過(guò)程中,調(diào)壓器等關(guān)鍵器件將影響電壓的測(cè)試結(jié)果。為提高測(cè)試過(guò)程中電壓性能的準(zhǔn)確度,本文以機(jī)械工業(yè)電工材料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督 檢測(cè)中心(下簡(jiǎn)稱(chēng)CEMT)自主研發(fā)的IBV-50擊穿電壓測(cè)試儀作為研究對(duì)象,系統(tǒng)分析了調(diào)壓器對(duì)電壓測(cè)量準(zhǔn)確度的影響。

01

擊穿設(shè)備的試驗(yàn)高壓電源是如何產(chǎn)生的呢?

      首先是由220V交流電源通過(guò)調(diào)壓器調(diào)壓輸出0V~250V的電壓,輸出的電壓值再通過(guò)變壓器升壓就產(chǎn)生了試驗(yàn)所需的高電壓。在產(chǎn)生高壓的過(guò)程中有一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)就是調(diào)壓器,調(diào)壓器,顧名思義就是調(diào)節(jié)電壓的變壓器,它的原邊和副邊的比接近1:1,常用的3kVA容量的自耦調(diào)壓器匝數(shù)通常是1V/匝,一個(gè)調(diào)壓器大約250匝,本系統(tǒng)中只用到調(diào)壓器的0V~200V,高壓變壓器的匝數(shù)比為200:50000,即1:250,也就是調(diào)壓器的1匝對(duì)應(yīng)高壓端的250V,多一匝或少一匝,測(cè)試電壓就相差250V。即調(diào)壓器對(duì)測(cè)試電壓分辨率的影響為0.25kV。

02

調(diào)壓器的匝數(shù)對(duì)產(chǎn)生高壓有多大的影響,提升調(diào)壓器的匝數(shù)是否可以提高測(cè)試電壓的分辨率?

       假設(shè)我們采用前面提到大約250匝的調(diào)壓器,試驗(yàn)過(guò)程中擊穿的某一電壓值是Ub,從理論分析(其它影響因素暫不考慮,只考慮調(diào)壓器分辨率的影響),Ub正好落在0.25kV的整數(shù)倍,由匝數(shù)分辨率不夠引起的電壓誤差為0,若不在0.25kV的整數(shù)倍上,25%滿(mǎn)量程(即50kV的25%)時(shí)引起的誤差為0.25/12.5=2.0%;100%量程時(shí)引起誤差為0.50%。

圖片

極慢速升壓條件下250匝調(diào)壓器升壓曲線圖

       我們采用CEMT現(xiàn)有的一臺(tái)380V的柱式調(diào)壓器,兩個(gè)柱是并聯(lián),總匝數(shù)420匝,輸入端實(shí)際用到匝數(shù)380匝,我們同樣給調(diào)壓器的輸入端輸入一個(gè)220V的電壓,按照前面的理論分析,25%量程時(shí)誤差為1.0%,滿(mǎn)量程時(shí)為0.25%。

圖片

極慢速升壓條件下380匝調(diào)壓器升壓曲線圖

03

結(jié)論


  通過(guò)比較可以看出,調(diào)壓器的分辨率(匝數(shù))對(duì)擊穿電壓的準(zhǔn)確性在低量程時(shí)會(huì)產(chǎn)生比較大的影響。很多擊穿儀在產(chǎn)品性能描述時(shí)寫(xiě)成“測(cè)試電壓范圍0~50kV,精度1.0%"是不正確的。同等容量的調(diào)壓器,匝數(shù)越多,調(diào)壓器的體積也越大,價(jià)格也越貴。從性?xún)r(jià)比考慮,綜合GB/T 1408.1-2016中8.1條“如用一個(gè)自耦調(diào)節(jié)器,所產(chǎn)生的遞增的增量不應(yīng)超過(guò)預(yù)期擊穿電壓的2%"的要求,建議設(shè)備使用的有效測(cè)量范圍在滿(mǎn)量程的25%~100%比較合適。

  為滿(mǎn)足絕緣材料生產(chǎn)行業(yè)、應(yīng)用行業(yè)及相關(guān)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的需求,充分發(fā)揮在檢測(cè)、標(biāo)準(zhǔn)化和儀器設(shè)備研制方面的綜合技術(shù)優(yōu)勢(shì),現(xiàn)已先后開(kāi)發(fā)出擊穿電壓測(cè)試儀、漏電起痕試驗(yàn)儀、高壓斜板漏電起痕儀、耐電弧儀、介質(zhì)損耗儀、高絕緣電阻測(cè)試儀、燃燒儀等檢測(cè)儀器設(shè)備。研制的檢測(cè)儀器設(shè)備不僅全符合IEC和GB的各項(xiàng)技術(shù)要求,同時(shí)具有技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、測(cè)量準(zhǔn)確、安全可靠、操作簡(jiǎn)單、外觀造型優(yōu)美等特點(diǎn),現(xiàn)已廣泛用于電工材料制造、電機(jī)、變壓器、電纜、電器、電子等行業(yè)和國(guó)防工業(yè)領(lǐng)域及相關(guān)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu),并已替代進(jìn)口,已成為大型企業(yè)、研究院所、高等院校及檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)選儀器。



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