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調壓器對擊穿電壓試驗儀測量精度影響分析

更新時(shí)間:2022-11-16      點(diǎn)擊次數:1083

調壓器對擊穿電壓試驗儀測量精度影響分析


      電氣強度、絕緣電阻、介質(zhì)損耗因數和相對電容率是絕緣材料電氣性能測試的四大重要參數,而電氣強度是最基本也是最重要的參數。評價(jià)絕緣材料、絕緣制件和結構件電氣強度的方法依據主要是GB/T 1408.1—2016《絕緣材料電氣強度試驗方法 第1部分 工頻下試驗》,在評價(jià)方法中最主要的測量參數就是擊穿電壓,只要準確的測定試樣在擊穿瞬間的電壓值,結合試樣的厚度等參數就可以得出試樣的電氣強度性能指標。但在擊穿過(guò)程中,調壓器等關(guān)鍵器件將影響電壓的測試結果。為提高測試過(guò)程中電壓性能的準確度,本文以機械工業(yè)電工材料產(chǎn)品質(zhì)量監督 檢測中心(下簡(jiǎn)稱(chēng)CEMT)自主研發(fā)的IBV-50擊穿電壓測試儀作為研究對象,系統分析了調壓器對電壓測量準確度的影響。

01

擊穿設備的試驗高壓電源是如何產(chǎn)生的呢?

      首先是由220V交流電源通過(guò)調壓器調壓輸出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)節就是調壓器,調壓器,顧名思義就是調節電壓的變壓器,它的原邊和副邊的比接近1:1,常用的3kVA容量的自耦調壓器匝數通常是1V/匝,一個(gè)調壓器大約250匝,本系統中只用到調壓器的0V~200V,高壓變壓器的匝數比為200:50000,即1:250,也就是調壓器的1匝對應高壓端的250V,多一匝或少一匝,測試電壓就相差250V。即調壓器對測試電壓分辨率的影響為0.25kV。

02

調壓器的匝數對產(chǎn)生高壓有多大的影響,提升調壓器的匝數是否可以提高測試電壓的分辨率?

       假設我們采用前面提到大約250匝的調壓器,試驗過(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,只考慮調壓器分辨率的影響),Ub正好落在0.25kV的整數倍,由匝數分辨率不夠引起的電壓誤差為0,若不在0.25kV的整數倍上,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匝調壓器升壓曲線(xiàn)圖

       我們采用CEMT現有的一臺380V的柱式調壓器,兩個(gè)柱是并聯(lián),總匝數420匝,輸入端實(shí)際用到匝數380匝,我們同樣給調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匝調壓器升壓曲線(xiàn)圖

03

結論


  通過(guò)比較可以看出,調壓器的分辨率(匝數)對擊穿電壓的準確性在低量程時(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“測試電壓范圍0~50kV,精度1.0%"是不正確的。同等容量的調壓器,匝數越多,調壓器的體積也越大,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)自耦調節器,所產(chǎn)生的遞增的增量不應超過(guò)預期擊穿電壓的2%"的要求,建議設備使用的有效測量范圍在滿(mǎn)量程的25%~100%比較合適。

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



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