击穿电压试验机的调压器对测量精度影响分析
时间：2023-11-22 阅读：1758
调压器对击穿电压试验仪测量精度影响分析
电气强度、绝缘电阻、介质损耗因数和相对电容率是绝缘材料电气性能测试的四大重要参数，而电气强度是最基本也是最重要的参数。评价绝缘材料、绝缘制件和结构件电气强度的方法依据主要是GB/T 1408.1—2016《绝缘材料电气强度试验方法 第1部分 工频下试验》，在评价方法中最主要的测量参数就是击穿电压，只要准确的测定试样在击穿瞬间的电压值，结合试样的厚度等参数就可以得出试样的电气强度性能指标。但在击穿过程中，调压器等关键器件将影响电压的测试结果。为提高测试过程中电压性能的准确度，本文以机械工业电工材料产品质量监督 检测中心（下简称CEMT）自主研发的IBV-50击穿电压测试仪作为研究对象，系统分析了调压器对电压测量准确度的影响。
01
击穿设备的试验高压电源是如何产生的呢？
首先是由220V交流电源通过调压器调压输出0V～250V的电压，输出的电压值再通过变压器升压就产生了试验所需的高电压。在产生高压的过程中有一个非常重要的环节就是调压器，调压器，顾名思义就是调节电压的变压器，它的原边和副边的比接近1:1，常用的3kVA容量的自耦调压器匝数通常是1V/匝，一个调压器大约250匝，本系统中只用到调压器的0V～200V，高压变压器的匝数比为200:50000，即1:250，也就是调压器的1匝对应高压端的250V，多一匝或少一匝，测试电压就相差250V。即调压器对测试电压分辨率的影响为0.25kV。
02
调压器的匝数对产生高压有多大的影响，提升调压器的匝数是否可以提高测试电压的分辨率？
假设我们采用前面提到大约250匝的调压器，试验过程中击穿的某一电压值是Ub，从理论分析（其它影响因素暂不考虑，只考虑调压器分辨率的影响），Ub正好落在0.25kV的整数倍，由匝数分辨率不够引起的电压误差为0，若不在0.25kV的整数倍上，25%满量程（即50kV的25%）时引起的误差为0.25/12.5=2.0%；100%量程时引起误差为0.50%。
极慢速升压条件下250匝调压器升压曲线图
我们采用ＣＥＭＴ现有的一台380V的柱式调压器，两个柱是并联，总匝数420匝，输入端实际用到匝数380匝，我们同样给调压器的输入端输入一个220V的电压，按照前面的理论分析，25%量程时误差为1.0%，满量程时为0.25%。
极慢速升压条件下３８0匝调压器升压曲线图
0３
结论
通过比较可以看出，调压器的分辨率（匝数）对击穿电压的准确性在低量程时会产生比较大的影响。很多击穿仪在产品性能描述时写成“测试电压范围0～50kV，精度1.0%"是不正确的。同等容量的调压器，匝数越多，调压器的体积也越大，价格也越贵。从性价比考虑，综合GB/T 1408.1-2016中8.1条“如用一个自耦调节器，所产生的递增的增量不应超过预期击穿电压的2%"的要求，建议设备使用的有效测量范围在满量程的25%～100%比较合适。
为满足绝缘材料生产行业、应用行业及相关检验机构的需求，充分发挥在检测、标准化和仪器设备研制方面的综合技术优势，现已先后开发出击穿电压测试仪、漏电起痕试验仪、高压斜板漏电起痕仪、耐电弧仪、介质损耗仪、高绝缘电阻测试仪、燃烧仪等检测仪器设备。研制的检测仪器设备符合IEC和GB的各项技术要求，同时具有技术先进、功能齐全、测量准确、安全可靠、操作简单、外观造型优美等特点，现已广泛用于电工材料制造、电机、变压器、电缆、电器、电子等行业和国防工业领域及相关检验机构，并已替代进口，已成为大型企业、研究院所、高等院校及检验机构选仪器。