調(diào)壓器對擊穿電壓試驗儀測量精度影響分析

更新時間：2022-11-16 點擊次數(shù)：1242

電氣強度、絕緣電阻、介質(zhì)損耗因數(shù)和相對電容率是絕緣材料電氣性能測試的四大重要參數(shù)，而電氣強度是最基本也是最重要的參數(shù)。評價絕緣材料、絕緣制件和結(jié)構(gòu)件電氣強度的方法依據(jù)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》，在評價方法中最主要的測量參數(shù)就是擊穿電壓，只要準(zhǔn)確的測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度性能指標(biāo)。但在擊穿過程中，調(diào)壓器等關(guān)鍵器件將影響電壓的測試結(jié)果。為提高測試過程中電壓性能的準(zhǔn)確度，本文以機械工業(yè)電工材料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心（下簡稱CEMT）自主研發(fā)的IBV-50擊穿電壓測試儀作為研究對象，系統(tǒng)分析了調(diào)壓器對電壓測量準(zhǔn)確度的影響。

擊穿設(shè)備的試驗高壓電源是如何產(chǎn)生的呢？

首先是由220V交流電源通過調(diào)壓器調(diào)壓輸出0V～250V的電壓，輸出的電壓值再通過變壓器升壓就產(chǎn)生了試驗所需的高電壓。在產(chǎn)生高壓的過程中有一個非常重要的環(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匝對應(yīng)高壓端的250V，多一匝或少一匝，測試電壓就相差250V。即調(diào)壓器對測試電壓分辨率的影響為0.25kV。

調(diào)壓器的匝數(shù)對產(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，試驗過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%滿量程（即50kV的25%）時引起的誤差為0.25/12.5=2.0%；100%量程時引起誤差為0.50%。

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380V的柱式調(diào)壓器，兩個柱是并聯(lián)，總匝數(shù)420匝，輸入端實際用到匝數(shù)380匝，我們同樣給調(diào)壓器的輸入端輸入一個220V的電壓，按照前面的理論分析，25%量程時誤差為1.0%，滿量程時為0.25%。

極慢速升壓條件下３８0匝調(diào)壓器升壓曲線圖

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結(jié)論

　　通過比較可以看出，調(diào)壓器的分辨率（匝數(shù)）對擊穿電壓的準(zhǔn)確性在低量程時會產(chǎn)生比較大的影響。很多擊穿儀在產(chǎn)品性能描述時寫成“測試電壓范圍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，價格也越貴。從性價比考慮，綜合GB/T 1408.1-2016中8.1條“如用一個自耦調(diào)節(jié)器，所產(chǎn)生的遞增的增量不應(yīng)超過預(yù)期擊穿電壓的2%"的要求，建議設(shè)備使用的有效測量范圍在滿量程的25%～100%比較合適。

　　為滿足絕緣材料生產(chǎn)行業(yè)、應(yīng)用行業(yè)及相關(guān)檢驗機構(gòu)的需求，充分發(fā)揮在檢測、標(biāo)準(zhǔn)化和儀器設(shè)備研制方面的綜合技術(shù)優(yōu)勢，現(xiàn)已先后開發(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(shè)備。研制的檢測儀器設(shè)備不僅全符合IEC和GB的各項技術(shù)要求，同時具有技術(shù)先進、功能齊全、測量準(zhǔn)確、安全可靠、操作簡單、外觀造型優(yōu)美等特點，現(xiàn)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(gòu)，并已替代進口，已成為大型企業(yè)、研究院所、高等院校及檢驗機構(gòu)選儀器。