新型耐压测试系统研究

摘 要:介绍由工业pc控制的且符合iec61010标准的耐压测试系统。系统由程控电源、测试回路、信号采样/调理电路和数据采集接口卡等部分组成。实验表明,系统工作稳定,数据重复精度高。

  关键词:耐压;测试;工业pc
research on a new type of withstanding voltage testing system
yang shengbing, li dong, wang xiaofei, wang yanlin
(department of electronic engineering, beijing institude of machinery,

beijing 100085, china)
  abstract: a ipc—based withstanding voltage testing system was designed corresponding to the standard of iec61010 in this paper. the system is composed of a programmable power, a test circuit, a signal sampler, a signal conditioner and a data acquisition card. the experience data of this system show that the system is stable and the data have a high repeatability.

  key words: withstanding voltage; test; ipc

  电器装置、绝缘材料和绝缘结构的耐压能力,反映了实际工作状态下设备的安全性能,是一个对人体安全有着直接影响的电参数。因此,进行耐压测试是检验安全性能的重要技术指标之一。
1耐压测试原理

  耐压测试的基础理论是:将一个产品暴露在非常恶劣的环境之下,如果产品能够在这种恶劣的环境之下能维持正常状况,就可以确定在正常的环境之下工作也一定可以维持正常的状况。耐压测试主要达到如下目的:1.检查绝缘耐受工作电压或过电压的能力;2.检查电气设备绝缘制造或检修质量;3.排除因原材料,加工或运输对绝缘的影响因素;4.检查绝缘电气间隙和爬电距离。

  进行耐压测试时(如图1所示),由高压发生器产生一设定的高电压,通过控制开关k的开合,把一个高于正常工作的电压加在被测设备上进行测试,所加电压值由高压发生器两端的电压表测定,这个电压必须持续一段规定的时间,通过观测回路中电流表的漏电流值的大小来确定被测试件的耐压能力。如果一个被测设备或零部件在规定的时间内,其漏电电流亦保持在规定的范围内,就可以确定这个被测设备在正常条件下能安全地运行。

  不同的产品有不同的技术规格。对一般器具来说,耐压测试是测试火线与机壳之间的漏电流值。基本规定是:以两倍于被测物的工作电压,再加1000v,作为测试的标准电压。有些产品的测试电压可能高于两倍工作电压加1000v。在iec61010中规定,在5s内测试电压逐渐地上升到所要求的试验电压值(例如5kv等),然后保持规定的时间(5s),同时测得回路的漏电流值,以便确定耐压测试是否符合测试标准,再在规定的时间(例如5s)内,将试验电压逐渐地降至零。[1]

2系统设计

  测试系统由电源、信号采集、调理、a/d转换、spwm发生器和计算机等构成。进行耐压测试时,计算机输出适当的数字量,得到对应的spwm波,从而在变压器高压侧产生一规定的高电压,该电压施加在被测试件上。计算机通过电压、电流传感器采集试件两端的电压和测试回路的电流参数,通过闭环控制技术可以得到测试规定的电压,再通过软件就可以测定被测试件的耐压能力。本文介绍的新型耐压测试系统符合最新iec61010标准,采用工业计算机控制技术;实时监测测试过程,软件界面友好,操作简单,能方便与其他几项测试参数组合进行综合测试。需要说明的是,耐压测试系统是仪器仪表安全性能综合测试系统项目的一项指标。主要指标有:耐压输出0~5kv,自动升压(ac);漏电流0.1~20ma,任意设定(ac);准确度(1~3)%;测试时间5s(iec61010规定为5s,但可以根据需要任意设定)。耐压测试系统图见图2。

2.1信号的采集与分析处理

  电压采样由与高压变压器共绕组的传感器来实现,电压传感器的高压侧在0~5000v之间变化,而采样低压输出侧在0~5v之间变化,它们之间具有较好的线性关系;采样电压进入信号调理部分之前采用了光隔措施。电流的采样由串联在测试回路中的电流互感器来完成。由于漏电流最大设定值在20ma,电流传感器选用原边电流是40ma、副边电流是17ma的电流互感器。调理好的信号经过采集板卡中的多路模拟开关、a/d采集到计算机后,求出均方根值;最后通过试验对采集信号进行标定后,将相应的函数关系保存在程序中,然后按照测试的需要,通过软件进行标度变换,求出实际测试的电压值、电流值、测试时间等。其中标度变换包括放大环节处理、阻值转换、传输比换算以及系统综合标定等步骤。

2.2计算机接口电路及控制逻辑、控制电平接口

  数据采集电路采用自行设计的isa板卡,包括地址译码电路、总线接口、a/d转换、模拟开关等部分;可以完成模拟量的输入/输出、数字量的输入/输出。

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计