耐壓絕緣測試儀檢測原理

儀器檢測原理

相對于變壓器的主絕緣即繞組與繞組之間以及繞組與鐵芯之間的絕緣而言，變壓器還有另外一項重要的絕緣指標――縱絕緣。縱絕緣是指變壓器繞組具有不同電位的不同點和不同部位之間的絕緣，主要包括繞組匝間、層間和段間的絕緣，而標準和電工委員會（IEC）標準中規(guī)定的“感應耐壓試驗”則是專門用于檢驗變壓器縱絕緣的測試方法之一。

變壓器的縱絕緣主要依賴于繞組內(nèi)的絕緣介質——漆包線本身的絕緣漆、變壓器油、絕緣紙、浸漬漆和絕緣膠等等（不同種類的變壓器可能包含其中一種或多種絕緣介質）；縱絕緣電介質很難保證100%的純凈度，難免混含固體雜質、氣泡或水份等，生產(chǎn)過程中也會受到不同程度的損傷；變壓器工作時的zui高場強集中在這些缺陷處，長期負載運作的溫升又降低絕緣介質的擊穿電壓，造成局部放電，電介質通過外施交變電場吸收的功率即介質損耗會顯著增加，導致電介質發(fā)熱嚴重，介質電導增大，該部位的大電流也會產(chǎn)生熱量，就會使電介質的溫度繼續(xù)升高，而溫度的升高反過來又使電介質的電導增加。如此長期惡性循環(huán)下去，zui后導致電介質的熱擊穿和整個變壓器的毀壞。這一故障表現(xiàn)在變壓器的特性上就是空載電流和空載功耗顯著增加，并且繞組有灼熱、飛弧、振動和嘯叫等不良現(xiàn)象。可見利用感應耐壓試驗檢測出變壓器是否含有縱絕緣缺陷是極其必要的。

感應耐壓試驗原理

變壓器剛出產(chǎn)時，沒有經(jīng)過惡劣環(huán)境長時間的考驗，外施其額定電壓和頻率的電源作試驗，繞組匝間、層間和段間的電壓不足以達到電介質缺陷處的擊穿電壓難以造成這些絕緣缺陷處的放電和擊穿，這種存在絕緣故障隱患的變壓器與絕緣良好的同類變壓器的空載電流和空載功耗沒有太大的差別，故而難以發(fā)現(xiàn)這些隱患；

而感應耐壓試驗給變壓器施加2倍額定電壓以上的電壓，可在縱絕緣缺陷處建立高集中的場強，繞組匝間、層間和段間的電壓達到并超過電介質缺陷處的擊穿電壓；感應耐壓試驗給變壓器施加頻率在2倍的額定頻率以上，較高的頻率又可以大大降低固體電介質的擊穿電壓，使得絕緣缺陷容易被擊穿；感應耐壓試驗所規(guī)定的外施電壓的作用時間亦可保證絕緣缺陷的擊穿；故感應耐壓試驗可以可靠地檢測出變壓器縱絕緣的好壞。

感應耐壓試驗給變壓器施加電源的頻率之所以在2倍的額定頻率以上，是因為：變壓器的激磁電流i――主磁通振幅Фm的特性曲線一般設計在額定頻率和額定電壓下接近彎曲飽和部分（，又因在電源頻率不變的情況下，主磁通Фm決定于外施電壓U:

U= E=4.44WfФm Фm

U ――外施電源電壓，V △Фm

E ――加電繞組的感應電動勢，V

f ――外施電源頻率，Hz

W――加電繞組的匝數(shù)，n

所以給變壓器加2倍額定電壓以上的電壓 △i i

必然會導致鐵芯嚴重飽和，主磁通Фm增大△Фm，

由圖1可知激磁電流i會急劇增加，致使變壓器發(fā) 熱燒毀；為使變壓器在加2倍壓以上鐵芯仍不飽和，則需要提高電源的頻率至2倍頻以上。

感應耐壓試驗給變壓器原邊加2倍壓以上，2倍頻以上的電源，變壓器的主磁通會使原邊和副邊同時感應出感應電動勢E1和E2，且分別是其額定工作狀態(tài)下的2倍以上，所以感應耐壓試驗可以同時對主、副繞組進行縱絕緣的測試。當然，我們也可以根據(jù)需要從變壓器的副邊進行測試，不過所施加的電壓應當是變壓器額定工作狀態(tài)下空載電壓的2倍以上，頻率同樣是額定頻率的2倍以上。

上限電流的設定與誤判

絕緣耐壓測試儀的工作原理就是對施加高壓的被測物所產(chǎn)生的漏電流進行判定，此處的漏電流試驗電壓幾倍甚至幾十倍額定電壓下被測物的漏電流，記為。而在絕緣耐壓測試儀上設定的電流即為儀器的跳閘電流，記為。絕緣耐壓測試儀一般耐壓測試的狀況，隨測試電壓上升而增大，當測試電壓升到設定的電壓上限，并保持60s時，在這過程中被測物絕緣沒被擊穿，也就是，絕緣耐壓測試儀測試儀器將提示測試合格；反之，如果被測試物絕緣被擊穿，此時流經(jīng)被測物和儀器的電流，絕緣耐壓測試儀將發(fā)出電流警報，表示測試不合格。絕緣耐壓測試儀跳閘電流只是參考值而不是限定值，而的設定是為了判定絕緣是否被擊穿，只作為一種指針，測試電壓的設定才是限定指針（這一點我們在前面幾期的電子報中曾經(jīng)說明過）。的設定直接影響耐壓試驗的判定結果。若設定太小時，有可能把合格品誤判為不良品；另外一種就是將設定太大，將不良品誤判為合格品。

絕緣耐壓測試儀使用注意事項：首先，大部分絕緣耐壓測試儀不具備防水功能，所以使用時注意防水，其次，電子產(chǎn)品一般很容易摔碎，所以提前的保護很重要。再次，絕緣耐壓測試儀的傳感器很敏感，極易損壞。

操作規(guī)程：

一、接好儀器電源，打開電源開關，定時器顯示窗口顯示上一次設置數(shù)“XX”，電流/絕緣電阻顯示窗口、電壓顯示窗口顯示“8.8.8.8”，之后儀器發(fā)出“嘀—”一聲，電流/絕緣電阻顯示窗口、電壓顯示窗口顯示“—”，儀器進入等待狀態(tài)。

二、按功能鍵選擇所需功能；

三、耐壓試驗前，先按下啟動鍵，調(diào)節(jié)電壓旋鈕，使輸出電壓達到所需值，再按復位鍵，使儀器處于等待狀態(tài)；

四、將測試回路端經(jīng)測量線連接被測物待測部位，測試高壓端經(jīng)高壓測試夾（棒）連接被測物另一待測部位；

五、按擊穿電流設置鍵和數(shù)字千位鍵、數(shù)字百位鍵、數(shù)字十位鍵設置擊穿電流值；

六、按絕緣設置鍵和數(shù)字千位鍵、數(shù)字百位鍵、數(shù)字十位鍵、數(shù)字個位鍵設置絕緣電阻下限值；

七、按絕緣電壓設置鍵設置絕緣測試電壓等級；

八、按定時設置鍵使定時設置指示燈亮，再按數(shù)字十位鍵、數(shù)字個位鍵設置定時值；

九、按定時設置鍵使定時設置指示燈亮，再按數(shù)字十位鍵、數(shù)字個位鍵設置間隔值；

十、再按定時設置鍵貧下使定時設置指示燈亮；