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匝间耐压测试仪的波形形成机制和工作原理
2017-05-11 浏览次数：2123
匝间耐压测试仪对于电机、变压器、继电器以及彩电的开关电源变压器和消磁线圈等这些由漆包线绕制的产品，其绝缘性能的项目包括:一是绕组对机壳、绕组对绕组的绝缘。另一类是一绕组中线圈层与层之间、匝与匝之间的绝缘。对于前者绝缘试验的方法较易实现，就是我们通常使用的绝缘耐压测仪。而对于后者，因为绕组首尾之间的直流电阻和工频阻抗远小于它的层与层、匝与匝之间绝缘电阻，实现起来就复杂的多了。然而电器的损坏烧毁，由第二种情况引发的不在少数，这是因为漆包线的绝缘涂敷层本身存在着质量问题，以及在该部件生产过程中不慎而引起绝缘层的损伤等，都会造成线圈层间或匝间绝缘层的绝缘强度的下降。从而影响了电器设备的质量和可靠性。为了提高产品的质量和使用寿命，保证部件的漆包线绕组层间或匝间绝缘良好是*的，因而对产品进行这项试验就势在必行。在国外许多先进国家，都早己制定了这项试验的测试标准，而我国现在也制定了相应标准，以期进一步提高我国产品质量，然而测试设备的跟上，却是较晚的事。
绕组匝间绝缘试验有多种方式，但目前上通用的是直接浪涌电压冲击法。这是因为该方法电路简单、操作方便，同时是对试验对象直接加压，数据准确、试验品与标准品的可比性强等的原故。
下面介绍在一般情况下，直接冲击电压法主回路的工作原理和波型形成过程。
1工作原理
线圈示波器中主回路可以简化成图1的形式，Ue为高压变压器TP1次级电压，其中TP1、C、Co组成冲击电压发生器。可控硅SRG起着高压开关的作用，R为波头电阻。图中L为被测件，Cl、rl是它的分部电容和绕组电阻。正因为被测件是直接接入主回路的两端，故这种测量方法称为直接浪涌电压冲击法。通过对图1电路在实验各阶段的理论推导分析，冲击电压前沿与波头电阻和Co有关。被测绕组参数r、L、Cl的变化都会引起衰减速振荡的振幅、时间常数的倒数和频率的变化，所以如果匝间短路、开路等间题出现，绕组参数产生变化，通过观察衰减振荡波形的变化便可检测层间、匝间异常。一般情况SRG触发和导通阶段的电压幅值较截止阶段的大，层间、匝间绝缘不良容易暴露，如电晕的产生、放电的产生等，而其它异常可从波形的整个过程加以比较和分析。
2电路结构
现以国产的匝间耐压测试仪为例，其结构图(图略)所示其中控制器产生与电源相同步的触发脉冲和高压切换开关控制信号。触发脉冲用以触发可控硅和扫描器，产生锯齿波施加到示波管的X轴偏转板上。
220V交流电源经定时或脚踏开关控制，加到调压器上，并经高压发生器通过被触发的可控硅，再经高压切换开关，交替地施加在参考件和被测件上。为了获取被测件的响应振荡波形，在被测件的两端经电容分压把适当的电压幅值波形加到示波管的Y轴的偏转板上，从而在示波管上显示出两个波形，以便操作员进行比较。匝间耐压仪可用于单相电机、三相中小型电机、微型电机、特种电机、电动工具电机、变压器(包括开关电源变压器)、继电器及含有电磁线绕组的电器的匝间、层间绝缘强度试验。
3波形分析
图2中箭头所指的波形为被试件波形，未标箭头的为参考件波形，可从它们之间的差异来分析。图2(a)两波形大体一致，说明被测件良好，同一型号的被测件有可能存在轻微的差异，因而两波形不一定能*重合。图2(b)被测件开路，示波器上显示保护电路的放电波形，由于扫描速度快，放电波形近似直线。图2(c)被试品*短路，此时被测品呈现零阻抗，电压全部降在电阻R上，因而引入示波管的Y偏转板上的电压为零。图2(d)被测件局部出现短路，这种现象可看成为一个次级短路线圈与初级线相祸合，由于反射阻抗的作用[2]，感性阻抗反应到初级回路时便为容性阻抗，因而初级电感大为降低。L减小振荡频率将增大，衰减系数也将增大，LT减小被测件的阻抗也降低，从而可知其振幅也较参考件的小。图2(e)是被测件出现局部放电现象，被测件因漆包线绝缘层损伤、破裂等出现的匝间局部几乎短路，当在测试仪的高电压作用下，产生了跳火放电现象。图2(f)是电机绕组引线接错出现的现象。图2(g)是电机相间绝缘短路出现的现象。
4结束语
匝间耐压测试仪，还需要靠操作员判断产品的优劣与否，如果采用A/D、D/A转换技术并采用CPU进行处理，代替了操作人员的判断，例如:可以设置正负偏差带以及被测件和参考件第几个过零点之间的距离进行限制设置，若被测件的波形超出这些设置，测试仪器便会自动报警和输出NG信号(在自动生产线上用到它)，也可以将波形存入磁盘，也可以将它从X-Y记录仪上画出，实现匝间耐压仪的智能化。
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