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：1056

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。

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。

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%。

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%。

極慢速升壓條件下３８0匝調壓器升壓曲線(xiàn)圖

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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。