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艾诺变压器感应耐压测试仪测试原理
文章来源:山东艾诺仪器     文章发布时间:2017-08-29    点击次数:
测量依据
        变压器感应耐压测试仪所面向的对象主要是变压器、互感器行业。
        相对于变压器的主绝缘即绕组与绕组之间以及绕组与铁芯之间的绝缘而言,变压器还有另外一项重要的绝缘性能指标――纵绝缘。纵绝缘是指变压器绕组具有不同电位的不同点和不同部位之间的绝缘,主要包括绕组匝间、层间和段间的绝缘性能,而国家标准和国际电工委员会(IEC)标准中规定的“感应耐压试验”则是专门用于检验变压器纵绝缘性能的测试方法之一。
        感应耐压试验是指给变压器规定的绕组外施一电压,该电压不低于2倍的额定电源电压,频率不小于2倍最低额定频率;要求在该电压按规定持续的时间内绕组无灼热、飞弧、击穿或损伤等迹象;要求感应耐压试验前后额定工作电源下的空载电流和功耗无明显的变化。
        变压器的纵绝缘主要依赖于绕组内的绝缘介质——漆包线本身的绝缘漆、变压器油、绝缘纸、浸渍漆和绝缘胶等等(不同种类的变压器可能包含其中一种或多种绝缘介质);纵绝缘电介质很难保证100%的纯净度,难免混含固体杂质、气泡或水份等,生产过程中也会受到不同程度的损伤;变压器工作时的最高场强集中在这些缺陷处,长期负载运作的温升又降低绝缘介质的击穿电压,造成局部放电,电介质通过外施交变电场吸收的功率即介质损耗会显著增加,导致电介质发热严重,介质电导增大,该部位的大电流也会产生热量,就会使电介质的温度继续升高,而温度的升高反过来又使电介质的电导增加。如此长期恶性循环下去,最后导致电介质的热击穿和整个变压器的毁坏。这一故障表现在变压器的特性上就是空载电流和空载功耗显著增加,并且绕组有灼热、飞弧、振动和啸叫等不良现象。可见利用感应耐压试验检测出变压器是否含有纵绝缘缺陷是极其必要的。
 
适用标准:
《gbt 15290-1994 电子设备用电源变压器和滤波扼流圈总技术条件》、《gb-t 8554-1998 电子和通信设备用变压器和电感器 测量方法及试验程序》、
《GB 4706.21-2002 家用和类似用途电器的安全 微波炉的特殊要求》、《IEC 60335-2-25-2010家用和类似用途电器.安全性.第2-25部分:微波炉(包括组合微波炉)的详细要求》

测量原理
(一)感应耐压试验可以检验出变压器纵绝缘性能好坏的原因:
第一,变压器刚出产时,没有经过恶劣环境长时间的考验,外施其额定电压和频率的电源作试验,绕组匝间、层间和段间的电压不足以达到电介质缺陷处的击穿电压难以造成这些绝缘缺陷处的放电和击穿,这种存在绝缘故障隐患的变压器与绝缘性能良好的同类变压器的空载电流和空载功耗没有太大的差别,故而难以发现这些隐患;
而感应耐压试验给变压器施加2倍额定电压以上的电压,可在纵绝缘缺陷处建立更高更集中的场强,绕组匝间、层间和段间的电压达到并超过电介质缺陷处的击穿电压;感应耐压试验给变压器施加频率在2倍的额定频率以上,较高的频率又可以大大降低固体电介质的击穿电压,使得绝缘缺陷更容易被击穿;感应耐压试验所规定的外施电压的作用时间亦可保证绝缘缺陷的击穿;故感应耐压试验可以可靠地检测出变压器纵绝缘性能的好坏。
第二,感应耐压试验给变压器施加电源的频率之所以在2倍的额定频率以上,是因为:变压器的激磁电流i――主磁通振幅Фm的特性曲线一般设计在额定频率和额定电压下接近弯曲饱和部分,又因在电源频率不变的情况下,主磁通Фm决定于外施电压U:
 
U= E=4.44WfФm                  
U ――外施电源电压,V            
E ――加电绕组的感应电动势,V  
f ――外施电源频率,Hz
W――加电绕组的匝数,n
所以给变压器加2倍额定电压以上的电压               
必然会导致铁芯严重饱和,主磁通Фm增大△Фm,所以,激磁电流i会急剧增加,致使变压器发热烧毁;为使变压器在加2倍压以上铁芯仍不饱和,则需要提高电源的频率至2倍频以上。
第三,感应耐压试验给变压器原边加2倍压以上,2倍频以上的电源,变压器的主磁通会使原边和副边同时感应出感应电动势E1和E2,且分别是其额定工作状态下的2倍以上,所以感应耐压试验可以同时对主、副绕组进行纵绝缘性能的测试。当然,我们也完全可以根据需要从变压器的副边进行测试,不过所施加的电压应当是变压器额定工作状态下空载电压的2倍以上,频率同样是额定频率的2倍以上。
(二)艾诺968系列感应耐压测试仪能更好地检验出变压器纵绝缘性能的好坏:
艾诺AN968系列变压器感应耐压测试仪是检测变压器纵绝缘性能的专业设备,采用多项独有和国际领先技术,具有优秀的高精度有功功率测量的能力,能够更有效地用于某些微型电子变压器的匝间短路判定。
在微型电子变压器中,由于匝数多(数千匝以上),线径细(漆包导线直径0.1mm以下),在短路数匝到数十匝的情况下,与正常的变压器相比,倍频倍压下的测试电流变化甚小,而有功功率的变化则比较明显(短路10匝一般变化在50%左右)。实验表明,有匝间短路的情况下,变压器的功率因数变化较大,有功功率变化较大,因此可作为辅助测试手段,更准确地对变压器的性能进行判断。
参照5W小型变压器初级短路的测试报告(见附录一),电流、功率、功率因数指标都可做为变压器匝间短路的判定依据,其中功率测量方法,可以作为最好的判定依据。由于AN968测试仪采用快速判断的方式,模拟无损检测,不对被测试变压器造成损坏,在保证优质准确测试的前提下,可以有效地提高生产效率,是实验室和变压器生产线的理想选择。