交直流测试的选择测试电压,大部分的安全标准允许在耐压测试中使用交流或直流电压。若使用交流测试电压,当达到电压峰值时,无论是正极性还是负极性峰值时,待测绝缘体都承受最大压力。因此,如果决定选择使用直流电压测试,就必须确保直流测试电压是交流测试电压的倍,这样直流电压才可以与交流电压峰值等值。例如:1500V交流电压,对于直流电压若要产生相同数量的电应力必须为1500×1.414即2121V直流电压。
使用直流测试电压的其中一个好处在于在直流模式下,流过耐压测试仪报警电流测量装置的是真正的流过样品的电流。采用直流测试的另一个好处在于可以逐渐的施加电压。在电压增加时通过监视流过样品的电流,操作者可以在击穿发生前察觉到。需要注意的是当使用直流耐压测试仪时,由于电路中的电容充电,必须在测试完成后对样品进行放电。事实上,无论是测试电压是多少、其产品特点如何,在操作产品前对其放电都是有好处的。
直流耐压测试的不足在于它只能在一个方向施加测试电压,不能像交流测试那样可以在两个极性上施加电应力,而多数电子产品正是在交流电源下进行工作的。另外,由于直流测试电压较难产生,因此直流测试比交流测试成本要高。
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目前,国内生产的各类油耐压仪种类繁多,但对于此类仪器的校准还缺乏相关标准,且由于其电气结构和校准方式的特殊性,无法对这类仪器进行准确校准。本文设计一套具有矢量测量功能的绝缘油介电强度测试仪校准装置,可对0~100kV的准确度为2%以下的油耐压仪进行校准。
目前国内对于油耐压仪存在两种校准方法:
1、单端测量法:
打开仪器的油箱盖,取下任一电极的支撑件和绝缘套管,仅留下电极的紧固端,以交流高压表高压端的测试线接于电极紧固端,交流高压表的接地端和仪器的接地端一起可靠连接到实验室接地端。将电压升到合适的大小并保持不变。
同时记录仪器的读数和高压表的读数。高压表读数的2倍便是输出电压的标准读数。
2、双路输出测量法:
取下两个电极的支撑件和绝缘套管,用两个交流高压表的高压端分别连接于两个电极的紧固件上,两个高压表的接地端和仪器接地端一起可靠连接到实验室的接地端。两个高压表读数之和便是标准输出电压值。
由于油耐压仪的高压输出是中间对称接地的,因此单端测量法认为仅对其中一个高压端子对地电压进行校准即可。中间抽头的目的是降低油耐压仪输出的对地电压等级,从而降低对地的绝缘等级,但是中间抽头很难做到完全的对称,所以为了减小误差,双路输出测量法采用了同时测量油耐压仪两个高压输出端子的对地电压,但由于校准结果用代数和计算而非矢量测量,必然会给校准数据带来附加误差。
另外由于大多数测试仪的功率很小,普通高压分压器的输入阻抗已经远大于其额定功率,因此校准过程很可能会发生电压跌落现象。国外在对油耐压仪进行校准时采用替代法,校准时取下油杯,放置大小相仿的校准装置,使其恰好嵌入电极的紧固端。读数通过模拟指针表示,这种校准装置设计时考虑了负载效应,但限于体积,其准确度仅为3%,只可用于10级以下的油耐压仪。
一般情况下高电压将施加在被测绝缘体之间,例如加在电源初级回路和被测仪器的金属外壳之间。如果其间的绝缘性足够好,加在上面的电压差就只会产生很小的漏电流。
另一个情况是测试电源初级和次级回路之间的绝缘性。在这种情况下,将所有的输出端都短接,并与耐压测试仪的低端线路连接,然后将被测仪器电源初级端的L线和N线短接,并与耐压测试仪的高压输出端连接。
操作步骤
1、直流耐压试验装置在使用前应检查其完好性,连接电缆不应有断路和短路,设备无破裂等损坏。
2、将机箱、倍压筒放置到合适位置分别连接好电缆线、接地线和电源线,保护接地线与工作接地线以及放电棒的接地线均应单独接到试品的地线上(即一点接地)。
严禁各接地线相互串联,为此,应使用专用接地线。
3、电源开关放在关断位置并检查调压电位器应在零位。过电压保护整定值一般为试验电压的1.1倍。
4、空载升压检测过电压保护整定是否灵敏。
5、接通电源开关,此时绿灯亮,表示电源接通。
6、按红色按钮,则红灯亮,表示高压接通。
7、顺时针方向平缓调节调压电位器,输出端即从零开始升压,升至所需电压后,按规定时间记录电流表读数,并检查控制箱及高压输出线有无异常现象及声响。
8、降压,将调压电位器回零后,随即按绿色按钮,切断高压并关闭电源开关。
9、对试品进行泄漏及直流耐压试验。在进行检查试验确认试验器无异常情况后,即可开始进行试品的泄漏及直流耐压试验。将试品、地线等联接好,检查无误后即打开电源。
10、升压至所需电压或电流。升压速度以每秒35KV试验电压为宜。对于大电容试品升压时还需监视电流表充电电流不超过试验器的最大充电电流。
对小电容试品如氧化锌避雷器、磁吹避雷器等先升至所需电压(电源)的95%,再缓慢仔细升至所需的电压(电流),然后从数显表上读出电压(电流)值。
如需对氧化锌避雷器进行0.75UDC1mA测量时,先升至UDC~1mA电压值,然后按下黄色按钮,此时电压即降至原来的75%,并保持此状态。此时可读取微安数。
测量完毕后,调压电位器逆时针回到零按下绿色按钮。需再次升压时按红色按钮即可。
必要时用外接高压分压器比对控制箱上的直流高压指示。
11、试验完毕,降压,关闭电源。
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