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匝間耐壓測試儀的波形形成機制和工作原理

2017-05-11 瀏覽次數(shù)：2153

匝間耐壓測試儀對于電機、變壓器、繼電器以及彩電的開關(guān)電源變壓器和消磁線圈等這些由漆包線繞制的產(chǎn)品，其絕緣性能的項目包括:一是繞組對機殼、繞組對繞組的絕緣。另一類是一繞組中線圈層與層之間、匝與匝之間的絕緣。對于前者絕緣試驗的方法較易實現(xiàn)，就是我們通常使用的絕緣耐壓測儀。而對于后者，因為繞組首尾之間的直流電阻和工頻阻抗遠小于它的層與層、匝與匝之間絕緣電阻，實現(xiàn)起來就復雜的多了。然而電器的損壞燒毀，由第二種情況引發(fā)的不在少數(shù)，這是因為漆包線的絕緣涂敷層本身存在著質(zhì)量問題，以及在該部件生產(chǎn)過程中不慎而引起絕緣層的損傷等，都會造成線圈層間或匝間絕緣層的絕緣強度的下降。從而影響了電器設備的質(zhì)量和可靠性。為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命，保證部件的漆包線繞組層間或匝間絕緣良好是*的，因而對產(chǎn)品進行這項試驗就勢在必行。在國外許多先進國家，都早己制定了這項試驗的測試標準，而我國現(xiàn)在也制定了相應標準，以期進一步提高我國產(chǎn)品質(zhì)量，然而測試設備的跟上，卻是較晚的事。

　　繞組匝間絕緣試驗有多種方式，但目前上通用的是直接浪涌電壓沖擊法。這是因為該方法電路簡單、操作方便，同時是對試驗對象直接加壓，數(shù)據(jù)準確、試驗品與標準品的可比性強等的原故。

　　下面介紹在一般情況下，直接沖擊電壓法主回路的工作原理和波型形成過程。

　　1工作原理

　　線圈示波器中主回路可以簡化成圖1的形式，Ue為高壓變壓器TP1次級電壓，其中TP1、C、Co組成沖擊電壓發(fā)生器?？煽毓鑃RG起著高壓開關(guān)的作用，R為波頭電阻。圖中L為被測件，Cl、rl是它的分部電容和繞組電阻。正因為被測件是直接接入主回路的兩端，故這種測量方法稱為直接浪涌電壓沖擊法。通過對圖1電路在實驗各階段的理論推導分析，沖擊電壓前沿與波頭電阻和Co有關(guān)。被測繞組參數(shù)r、L、Cl的變化都會引起衰減速振蕩的振幅、時間常數(shù)的倒數(shù)和頻率的變化，所以如果匝間短路、開路等間題出現(xiàn)，繞組參數(shù)產(chǎn)生變化，通過觀察衰減振蕩波形的變化便可檢測層間、匝間異常。一般情況SRG觸發(fā)和導通階段的電壓幅值較截止階段的大，層間、匝間絕緣不良容易暴露，如電暈的產(chǎn)生、放電的產(chǎn)生等，而其它異常可從波形的整個過程加以比較和分析。

2電路結(jié)構(gòu)

　　現(xiàn)以國產(chǎn)的匝間耐壓測試儀為例，其結(jié)構(gòu)圖(圖略)所示其中控制器產(chǎn)生與電源相同步的觸發(fā)脈沖和高壓切換開關(guān)控制信號。觸發(fā)脈沖用以觸發(fā)可控硅和掃描器，產(chǎn)生鋸齒波施加到示波管的X軸偏轉(zhuǎn)板上。

　　220V交流電源經(jīng)定時或腳踏開關(guān)控制，加到調(diào)壓器上，并經(jīng)高壓發(fā)生器通過被觸發(fā)的可控硅，再經(jīng)高壓切換開關(guān)，交替地施加在參考件和被測件上。為了獲取被測件的響應振蕩波形，在被測件的兩端經(jīng)電容分壓把適當?shù)碾妷悍挡ㄐ渭拥绞静ü艿腨軸的偏轉(zhuǎn)板上，從而在示波管上顯示出兩個波形，以便操作員進行比較。匝間耐壓儀可用于單相電機、三相中小型電機、微型電機、特種電機、電動工具電機、變壓器(包括開關(guān)電源變壓器)、繼電器及含有電磁線繞組的電器的匝間、層間絕緣強度試驗。

　　3波形分析

　　圖2中箭頭所指的波形為被試件波形，未標箭頭的為參考件波形，可從它們之間的差異來分析。圖2(a)兩波形大體一致，說明被測件良好，同一型號的被測件有可能存在輕微的差異，因而兩波形不一定能*重合。圖2(b)被測件開路，示波器上顯示保護電路的放電波形，由于掃描速度快，放電波形近似直線。圖2(c)被試品*短路，此時被測品呈現(xiàn)零阻抗，電壓全部降在電阻R上，因而引入示波管的Y偏轉(zhuǎn)板上的電壓為零。圖2(d)被測件局部出現(xiàn)短路，這種現(xiàn)象可看成為一個次級短路線圈與初級線相禍合，由于反射阻抗的作用[2]，感性阻抗反應到初級回路時便為容性阻抗，因而初級電感大為降低。L減小振蕩頻率將增大，衰減系數(shù)也將增大，LT減小被測件的阻抗也降低，從而可知其振幅也較參考件的小。圖2(e)是被測件出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象，被測件因漆包線絕緣層損傷、破裂等出現(xiàn)的匝間局部幾乎短路，當在測試儀的高電壓作用下，產(chǎn)生了跳火放電現(xiàn)象。圖2(f)是電機繞組引線接錯出現(xiàn)的現(xiàn)象。圖2(g)是電機相間絕緣短路出現(xiàn)的現(xiàn)象。

4結(jié)束語

　　匝間耐壓測試儀，還需要靠操作員判斷產(chǎn)品的優(yōu)劣與否，如果采用A/D、D/A轉(zhuǎn)換技術(shù)并采用CPU進行處理，代替了操作人員的判斷，例如:可以設置正負偏差帶以及被測件和參考件第幾個過零點之間的距離進行限制設置，若被測件的波形超出這些設置，測試儀器便會自動報警和輸出NG信號(在自動生產(chǎn)線上用到它)，也可以將波形存入磁盤，也可以將它從X-Y記錄儀上畫出，實現(xiàn)匝間耐壓儀的智能化。

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