摘 要：簡要介紹安規(guī)耐壓試驗及市場流行的耐壓測試裝置的電路結構、原理、功能及應用。
關鍵詞：耐電壓試驗；調壓器；儀器；應用

1 概述

耐電壓測試儀器(以下簡稱耐壓測試儀)常用于電器產(chǎn)品或電子元器件等的絕緣性能試驗和參數(shù)測試，它與絕緣電阻測試儀器(絕緣電阻表)配合，可非破壞性地檢查被試品的絕緣水平，并與泄漏電流測試儀器、接地電阻測試儀器等組成“安規(guī)測試”四大件，用于家用電器的電氣安全性能測試，也常用于電機、電線電纜、電容器等元器件的測試。由于被試品及其試驗標準的多樣性，耐壓測試儀的產(chǎn)品也是形形色色，交直流耐壓儀、絕緣耐壓測試儀、程控耐壓測試儀、自動耐壓側試儀、三合一、四合一、脈沖耐壓測試儀、電容器耐壓測試儀……等”令人目不暇接。要科學地進行耐壓試驗，就應有針對性地選用耐壓測試儀，同時，耐壓測試儀在許多情況下又具有“標準”屬性和“計量”屬性。其“標準”屬性是指儀器是否能夠滿足被試品的試驗標準(包括試驗方法)，有國家頒布的標準，也有國際認證組織的標準。滿足標準與否、滿足何種標準、計量準確與否，對被試產(chǎn)品的安全性能、市場范圍有著重要意義，成為不可忽視的考察內(nèi)容。

2 耐電壓試驗

耐電壓試驗就是對被試物品施加一個高于工作或運行中可能遇到的過電壓數(shù)值的交流或直流電壓，并經(jīng)歷一段時間，以檢查其絕緣水平。直流耐壓試驗的試驗電壓較高時，也能從一定程度上反映被試品的絕緣性能，但對保證被試品的安全運行是不夠的。因為在直流電壓作用下，分層介質中的電壓分布與電阻成正比，這與在交流電壓作用下分層介質中的電壓分布與電容量成反比不同。所以，為了進一步暴露被試品的缺陷，檢查被試品的絕緣水平，確定能否安全使用，還應進行交流耐壓試驗。交流耐壓試驗能更好地模擬被試品在實際使用中承受過電壓的情況，比起直流耐壓來，往往能更有效地發(fā)現(xiàn)被試品的局部缺陷，如絕緣損傷等。直流耐壓試驗可用于交流耐壓試驗之前初步檢驗絕緣狀況，也用于有極性的被試品，因為這樣的被試品在施加交流過電壓后會在電壓極性變換時呈現(xiàn)很小的阻抗，無法判斷絕緣性，甚至損壞被試品，如電解電容器、二級管等。有些被試品在交流電壓下呈現(xiàn)低阻抗或實際總是運行在直流狀態(tài)下時，也用直流進行耐壓試驗，如電解電容器等。

由于交流耐壓試驗的試驗電壓一般比工作電壓高許多，對絕緣性能不良的被試品來說，是一種破壞性試驗。對于造價高，結構復雜的被試品，進行此項試驗前，應先進行絕緣電阻測量、直流泄漏甚至直流耐壓試驗，若發(fā)現(xiàn)絕緣性能有缺陷，應進行綜合分析和判斷，才能決定該被試品是否能承受交流耐壓試驗的電壓，然后再進行試驗，以免對被試品造成破壞和損傷。

3 交流耐壓測試裝置的類型和特性

3.1 調壓器升壓型交流耐壓試驗裝置

調壓器升壓型交流耐壓試驗裝置的結構如圖1所示。由圖1可知，工頻電網(wǎng)電壓經(jīng)自耦調壓器調整，升壓變壓器升壓后輸出，施加在被試品上。當S1按下時，交流接觸器JLC吸合，按照一定的程序調整調壓器，使電壓表示值逐步升至試驗電壓值，觀察電流表，經(jīng)一定時間后，電流值仍在允許范圍內(nèi)，可確認被試品的耐壓性能符合要求；如電流表示值超出允許范圍，說明被試品耐壓不良，按下S2，切斷試驗電源；如被試品發(fā)生擊穿，升壓變壓器電流急劇上升，則過流繼電器動作，切斷JLC電源，從而切斷輸入電源，保護試驗裝置不被損壞。

這類耐壓試驗裝置的結構簡單，抗干擾能力強，輸出功率大(可達數(shù)十千瓦)，輸出電壓高(數(shù)十千伏甚至數(shù)百千伏)，但對被試品有電弧、爬電、閃絡等絕緣性能方面的潛在隱患不敏感，升壓變壓器常用油浸式，體積大，全套裝置很難形成一體，多為人工操作進行控制，不便于對多個被試品連續(xù)測試，多用于電力系統(tǒng)的耐壓試驗。

3.2 小型調壓器升壓型耐壓測試儀

如圖2所示，這類耐壓測試儀與前一類的控制部分不同。工頻電網(wǎng)電壓在繼電器J吸合后，經(jīng)自耦調壓器調整，升壓變壓器升壓之后輸出，施加在被試品上。當按下START時，繼電器J吸合，按照一定的程序調整調壓器，使電壓表示值逐步升至試驗電壓值，漏電流由電阻器R3轉換為電壓，送到比較器的二個輸入端之一，與比較器另一端預先設置好的對應于某一標準電流I1的基準電壓值V1進行比較，當V>V1時，比較器輸出的電信號使控制器及時驅動繼電器動作，切斷高壓輸入電源，從而保護被試品或試驗裝置免遭破壞，并驅動聲、光裝置，送出相應警告信號，提示被試品耐壓試驗失敗。如電流I在定時器設定的時間內(nèi)未超過標準，則控制器在收到定時結束信號時驅動繼電器J動作，切斷高壓輸入電源，自動結束一次試驗。電流表可監(jiān)視試驗過程中電流的大小和變化。

這類耐壓試驗裝置的結構較前一類復雜，抗干擾能力和可靠性取決于控制器的設計和電子元件的質量，測試源輸出功率較大，輸出電壓較高(數(shù)十千伏)，輸出電壓設置必須在電壓輸出的情況下進行，在功率范圍內(nèi)，輸出電壓會隨負載電流的變化而變化，對被試品有電弧、爬電、閃絡等絕緣性能方面的潛在隱患不敏感。漏電流顯示值有時會受測試電壓高低的影響，分辨力不高。升壓變壓器常用干式，全套裝置可形成一體，其體積取決于功率的大小，有自動切斷功能，可對被試品連續(xù)、多次進行立即升壓測試，但對有分時分壓試驗標準或緩慢升壓標準的被試品，不便于進行連續(xù)自動測試。多用于早期標準的耐壓試驗，又被稱作“傳統(tǒng)機型”或“常規(guī)機型”，價格較低。

3.3 無調壓器程控型耐壓測試儀

由于各種測試標準不同、流水線大批量測試及人們對電器安全性能的認識不斷提高，要求耐壓測試裝置的功能相應提高，調壓器式的耐壓測試儀器的功能有限，采用全電子程控技術和功率電子技術的新型耐壓測試儀正在普及。目前，這類耐壓測試儀器主要分為兩種：一種采用單片機作為監(jiān)控中心、數(shù)字波形合成技術＋線性功率放大器作為測試源；另一種采用單片機作為監(jiān)控中心、SPWM(正弦脈寬調制)脈沖發(fā)生器＋IGBT(絕緣柵雙極晶體管)脈沖功率放大器作為測試源。前者的結構如圖3所示，后者的結構如圖4所示。

這種耐壓測試儀的結構較復雜，抗干擾能力和可靠性取決于整機的設計和電子元件的質量，輸出波形失真小，輸出頻率可變(50Hz/60Hz)，輸出電壓調整范圍寬、控制精度高，在功率范圍內(nèi)的輸出電壓穩(wěn)定，不受負載變化的影響，測試源輸出功率一般可達到500W，超功率輸出時儀器能自動保護，輸出電壓設置在無電壓輸出的情況下進行，安全性好，對被試品有電弧、爬電、閃絡等絕緣性能方面的潛在隱患的檢測容易實現(xiàn)，電壓輸出方式可通過軟件滿足多種標準要求，如分段升壓、定時升壓、定速升壓等，能進行擊穿點分析，擊穿保護速度快，漏電流顯示分辨率可達納安級，非常適用于高標準的電器或元器件測試。工作時對電網(wǎng)干擾小，儀器的校準通過按鍵或通信接口進行，便于和計算機聯(lián)網(wǎng)完成測試統(tǒng)計、分選工作，可對被試品連續(xù)進行測試，價格略高。

圖4所示的這種耐壓測試儀的結構較復雜，抗干擾能力和可靠性取決于整機的設計和電子元件的質量，輸出波形失真稍大，輸出頻率可變(50Hz/60Hz),輸出電壓精度和輸出電壓調整范圍較前者低，在功率范圍內(nèi)輸出電壓穩(wěn)定，不受負載變化的影響，測試源輸出功率容易達到數(shù)千瓦，超功率輸出時儀器能自動保護，輸出電壓設置在無電壓輸出的情況下進行，安全性好。電壓輸出方式可通過軟件滿足多種標準要求，擊穿保護速度快，工作時對電網(wǎng)干擾較大，儀器的校準通過按鍵或通信接口進行，便于和計算機聯(lián)網(wǎng)完成測試統(tǒng)計、分選工作，可對被試品連續(xù)進行測試，價格略高。

4 交/直流耐壓測試裝置的類型和特性

無論何種交/直流耐壓測試裝置，其直流部分都是在交流測試裝置的基礎上加裝整流、濾波元件和切換機構組成的。傳統(tǒng)調壓器型直流耐壓儀的功能指標與程控型的功能指標的差別很大：前者的漏電流示值分辨力遠遠低于后者，在數(shù)十微安級甚至更大，后者可達到納安級；在測試容性試品時，因為充電階段的電流較大，經(jīng)常引發(fā)前者誤判斷，甚至無法測試；而后者可通過降低升壓速度或延長升壓時間圓滿解決問題，當完成容性試品測試后，前者不易實現(xiàn)自動放電，安全性差，后者則不然；當阻性試品的阻值較小時，前者的紋波明顯大于后者。

5 常用耐壓測試裝置的選用

選用耐壓測試儀，首先應符合被試品的標準要求，其次是考慮其擴展性能和價格。另外，還應從以下幾個方面考慮：50Hz下的測試電壓小于5kV，漏電流小于10mA，定時時間在60s內(nèi)，可選用常規(guī)調壓器型5kV/20mA規(guī)格的儀器，否則，應選用5kV/12mA的程控機型；

50Hz下的測試電壓小于5kV，漏電流小于20mA，定時時間在60s以內(nèi)，可選用常規(guī)調壓器型5kV/20mA規(guī)格的儀器，否則，應選用5kV/20mA程控機型；

50Hz下的測試電壓小于5kV，漏電流小于100mA，定時時間在60s以內(nèi)，可選用常規(guī)調壓器型5kV/100mA規(guī)格的儀器，否則，應選用5kV/100mA程控機型；

需進行直流耐壓試驗時，電壓高于10kV，選用常規(guī)調壓器型，否則，應盡量選用程控機型；

元器件、小家電、小電器、電動工具等應選用程控機型。

    真空開關真空度測試儀在之間能準確測量，現(xiàn)場測試不用拆卸真空開關，真空開關真空度測試儀帶有RS232通訊接口，可以連接計算機實現(xiàn)真空度-離子電流曲線下載、壽命估計等多種功能，真空開關真空度測試儀以其獨特的優(yōu)點得到了廣泛的推廣和應用。

 

    真空度測試儀的使用注意事項

    在開機之前請先接好所有測試連接線，如打印機連接線；

    測量前，請檢查管型是否適合所檢測的真空管，以便準確測量。

    開機、關機及測量時，不要觸及高壓線和磁控電流線，以防觸電。

    儀器在使用過程中，如發(fā)現(xiàn)線圈發(fā)出異常響聲，應考慮測試線短路或接觸不良，或者空氣十分潮濕，或真空斷路器表面罩有灰塵等因素。

    請不要使用汽油、香蕉水等化學劑擦拭機器，而應使用柔軟干燥的布。

    請確認當?shù)仉娋W(wǎng)電壓是否與本機供電電壓相符。

    交流220±10%  50/60HZ

    請注意不要在雷雨的情況下使用機器。

    請不要破傷隨機所帶的線纜，以確保使用安全。

    儀器出現(xiàn)故障時，非專業(yè)技術人員嚴禁擅自打開儀器進行檢修。

    嚴禁高壓端直接或間接對地斷路。

    常規(guī)磁控放電測試滅弧室的真空度時，為了提高其測試靈敏度，需從斷路器上卸下滅弧室，并置于螺線管線管內(nèi)。這樣一來，滅弧室在重新裝回斷路器時需要調整機械參數(shù)，工作量很大并需專業(yè)人員。

    而使用新型磁控線圈可以從側面包圍滅弧室，這樣就不必拆卸滅弧室。而采用單片微機進行同步控制與數(shù)據(jù)采集處理，提高了滅弧室真空度的現(xiàn)場測試靈敏度。

    傳統(tǒng)的檢測方法是“耐壓法”，即真空開關處于開斷狀態(tài)下，在動靜觸頭之間施加一定的電壓，檢測其泄漏電流的大小，由此推斷真空管的好壞。

    這種方法的優(yōu)點是：操作簡單；缺點是：只能定性地檢測真空管的好壞；而且真空度在10-5～10-1Pa之間無法準確分辨，所以無法判斷泄漏的發(fā)展趨勢（即同一個真空開關和上次相比有多大程度的泄漏）。

 

酒精測試儀的原理是怎樣的呢

    酒精測試儀利用的是一種二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器,酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化；在電路中，不同的酒精氣體濃度對應著傳感器的不同電阻；

    這樣，顯示儀表的指針就與酒精氣體的濃度有了對應關系。

 

    酒精檢測儀是用來檢測人體是否攝入酒精及攝入酒精多少程度的儀器。

    它可以作為交通警察執(zhí)法時檢測飲酒司機飲酒多少的檢測工具，以有效減少重大交通事故的發(fā)生;也可以用在其他場合檢測人體呼出氣體中的酒精含量，避免人員傷亡和財產(chǎn)的重大損失，如一些高危領域禁止酒后上崗的企業(yè)。

    可以用于判斷是否酒后駕車。通常的酒后駕車的檢測有兩種方法:一是檢測人體的血液酒精濃度，一種是檢測呼氣酒精濃度。從理論上說，要判斷是否酒后駕駛，準確的方法應該是檢查駕駛人員血液中的酒精含量。

    但在違法行為處理或者公路交通例行檢查中，要現(xiàn)場抽取血液往往是不現(xiàn)實的，較為簡單可行的方法是現(xiàn)場檢測駕駛人員呼氣中的酒精含量。

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