GB/T3333 电缆纸工频电压击穿试验仪

一、简介

BDJC-100KV无源元件：电容器、电感器、磁芯、电阻器、压电器件、变压器、芯片组件和网络元件等的阻抗参数评估和性能分析。半导体元件：变容二极管的C-VDC特性；校准功能开路/短路点频、扫频清零，主要适用于固体绝缘材料（如：塑料、橡胶、层压材料、薄膜、树脂、云母、陶瓷、玻璃、绝缘漆等绝缘材料及绝缘件）在工频电压或直流电压下击穿强度和耐电压的测试。本仪器由电脑控制，是我公司自主研发的全新第二代介电击穿检测仪器，本仪器电子控制系统是通过西门子PLC控制，数据采集方式通过光电隔离，有效解决试验过程中的抗干扰问题，软件操作使用方便，能够实时显示动态曲线，同时升压速率无级可调，可以根据自己的需要进行升压速率调节。

本文用100kv的电压击穿试验仪举例说明

工控摘要：电压击穿试验仪由四部分组成，即高压试验变压器，自动升压装置，电压电流采集装置，计算机及测控软件四部分组成，下面就这四个部分分别说明原理及使用情况。
　　☆1、高压试验变压器的原理高压试验变压器的内部结构为三个绕组组成，一个输入绕组，一个仪表端输出绕组和一个高压输出绕组，三个绕组电压通过互感方式传递，输入绕组的电压范围为0-200V，输出绕组的电压范围为0-100KV（交流电压，直流电压为输出的交流电压*1.414），仪表端的输出电压为0-100V。此绕组一般为外接测量电压使用。击穿试验或者耐压试验中，通过自动调压器供给高压变压器输入绕组一个从低到高的电压时，高压绕组和仪表端绕组就会根据匝数比输出一个试验电压和一个测量电压，此时通过高压发生器输出的电压通过高压导线连接的黄铜电极施加到材料表面，在材料表面的另外一侧的黄铜电极通过高压导线回流到高压试验变压器的零端子，从而形成一个闭合回路，当试样没有被击穿时候，整个回路成高阻开路状态，当材料由于耐受电压不够造成击穿时候，会在材料表面形成微小击穿孔洞，高压电极和地电极间形成稳定击穿电流，计算机通过判别电流值和击穿后的试验电压拐点来判定材料是否被击穿。
　　电压采集是通过高压变压器的仪表输出端的输出电压经过传感电路送至计算机软件，电流测量方式是通过电流传感器直接测量高压回路的电流值来得到准确数据。
　　☆2：自动升压装置：自动升压装置是在自耦调压器的基础上，加上伺服电机及驱动器，通过计算机发出升压速率指令，让伺服电机带动自耦变压器转动，从而产生一个0-200V的电压给高压变压器的输入端。
　　☆3：电压电流采集装置：
　　本厂生产的电压电流采集卡可以同时采集从变压器仪表端采集下来的电压值和从高压回路当中采集下来的电流值，并通过232通讯的方式传送给计算机软件。
　　☆4：计算机内部有数据采集系统（软件），工作时以很高的频率采集电压值，电流值，时间值，和升压速率值，
　　并随时根据击穿电流的变化和电压的变化来判断试样是否被击穿。
　　☆5：计算机软件会把这些数据采集及动作控制*自动化，外接的打印机会根据软件设置参数和实际测量数据打印出一份完整试验过程的报告单。
　　
　　☆6：交流变直流的原理在高压变压器高压输出绕组侧，有一个全波整流的高压硅堆，在高压发生器的顶端头部有个黄铜的短路杆，可拔出取下，当短路杆不拔出时，高压硅堆输出被短接，此时输出的是交流电压，当短路杆被拔出时，交流输出电压进入高压硅堆整流后输出。
　　☆7：高压仪表端的作用：高压仪表端的作用是方便二次仪表的采集，由于二次仪表的耐压等级都不够在直接高压回路上检测，所以高压发生器本身自带的仪表端就是方便测量而设置的，由于仪表端绕组和高压绕组都是硬性匝数比，所以按比例测量的精度和直接在高压线上采集的精度是一样的。
　　☆8：能不能做额定电压下的输出电流试验例如想输出一个300MA的10万伏的电压，那么需要高压发生器的容量为10KVA，在此容量下，加载一个大功率限流电阻，高压发生器可以连续耐受1.5小时。
　　☆9：直流输出电流和交流输出电流是否一样由于高压绕组只有一个，直流是通过内置的高压硅堆整流而得到所以，直流试验的电流输出值和交流试验的输出值是一样的。
　　本技术答疑适用于本公司生产的1万伏，2万伏，3万伏，5万伏，10万伏，15万伏，20万伏等系列电压击穿试验仪

GB/T3333 电缆纸工频电压击穿试验仪

二、技术指标：

01、输入电压： 交流 220 V

02、输出电压： 交流 0--50 KV ;

直流 0—50 KV

03、电器容量：2KAV 3KAV 5KAV 10KVA

04、高压分级： 0-10KV 0--50KV 0--150KV

05、升压速率：0.01-5.0kv

（备注：满足标准要求并可以根据用户需求设定不同的升压速率）

06、试验方式：

直流试验：1、匀速升压 2、梯度升压 3、耐压试验

交流试验：1、匀速升压 2、梯度升压 3、耐压试验

07、试验介质：空气，试验油

08、安装灵敏度较高的过电流保护装置保证试样击穿时在0.05S内切断电源。

09、仪器配备*故障报警系统 避免用户操作故障仪器发生危险。（上位机报警和下位机报警）

10、支持短时间内短路试验要求。

11、电压试验精度： ≤ 1％。

12、试验电压连续可调： 0--100 KV。

13、电流可采集到m*并且实现 实时采集。

14、出具*计量单位校准证书或出具客户计量单位的证书

15、电源：220v±10%的单相交流电压和50Hz±1%的频率

16、电流电压稳定度：外界电压波动10% （可选配我司配到电压保护器 额定波动电压30%）

17、升压装置：采用*无触点原件匀速升压淘汰前款机械调压

18、耐压时间：0-6H保持相对电压（软件设定）

19、击穿试样：试样击穿点 大小可调一般为1-5mm左右

三、安全说明：

试验在较高电压下进行，所以我们在设计时加以必要的保护措施以防止发生意外。

1．试验在试验箱中进行，试样可放在空气中或变压器油中。50KV电压头安全放电距离对四周均小于200mm，试验时即使触到箱壁也不会发生危险。

2．升压变压器高压侧尾端及仪器外壳是连接在一起的，即仪器外壳与该地点的地是等电位。

3．电路保护：仪器设有过流保护、过压保护、失压保护、短路保护、漏电保护电路等。

四、整机组成：

1、升压部件：由调压器和高压变压器组成0～50KV的升压部分。

2、动部件：由步进电机均匀调节调压器使加给高压变压器的电压变化。

3、检测部件：由集成电路组成的测量电路。通过信号线把检测的模拟信号和开关信号传给计算机。

4、计算机软件：通过智能电路把由检测设备采集的测控信号传给计算机。计算机根据采集的信息控制设备运行并处理试验结果。

5、试验电极：根据国家标准(1408.1-2006)随设备提供三个电极，具体规格为：Ф25mm×25mm两个；Ф75mm×25mm一个。

五、操作步骤：

1、试验前的准备：

1）打开试验机右侧的总电源开关,预热15分钟。

2）打开计算机进入Windows系统。双击本仪器软件的快捷图标打开试验登录界面输入登录密码即可进入试验界面。

2、交直流试验的切换

1）本仪器高压输出为交流电压。直流的获得方式为在原回路中串入高压硅堆，使测试回路为脉动的直流电压。实现的过程为，硅堆已经在高压变压器的高压绝缘塔中，平时用一个短路杆把高压硅堆短接。需要直流试验时，取出短路杆，使高压硅堆接入测试电路中，这时回路的电压为脉动的直流电压。

2）前面板直流交流选择按钮。该按钮的状态不能改变设备输出的电压性质。按下该按钮，设备仅仅是把直流报警电路接入。指示用户，当打开箱门时，您需要对高压均压球放电。转动放电杆，使放电杆的端部铜球接触高压均压球。建议用户每次放电铜球接触高压均压球时间大于五秒。

3）试验的交直流电压切换，主要取决于高压绝缘塔中的短路杆是否取出。当取出短路杆时，高压均压球上的电压为直流电压，插入短路杆时，高压均压球上的电压为交流电压。短路杆的取出、插入参看左侧的示意图。

4）在直流试验时，计算机也要选择直流状态，否则测的结果是不正确的。简单的说，交流电压与直流电压有倍的关系。

简单的说电压击穿试验仪的工作原理

通过计算机发送试验信号给升压装置

升压装置会通过调节输出电压给高压发生器

高压试验变压器放大调压器输入信号将输出高电压施加在被测式样知道击穿为止（整个试验过程会有红色曲线显示 电压和电流 双向显示）

当式样被击穿电压和电流都会瞬间降低这时的中央控制系统瞬间切断电压记录大击穿值并且反映给电脑 在电脑 绘制整体数据记录打印 并储存报告！

六、产品优势：

西门子cpu中央单元处理器是目前采集精度高稳定的采集系统

（彻底淘汰了初的51单片机控制采集精度差干扰信号多 和 PLC电缆较长，尤其是DA 模块采用电压信号输出时，线路有较大的电压降幅，影响了系统的稳定性和可靠性

CPU 广泛用于中国通讯设备服务器 如： 中国联通、中国移动 采用的专业信号处理用途上）

无线蓝牙控制拜托距离困扰人机分离使用更加方便。

（摆脱了长长的数据线导致的信号传播慢 命令延时的困扰 也正因为无线蓝牙使我们的仪器拥有支持更多的电脑同时操作等特点）

仪器故障自动报警系统是操作人员安全更加有保障。

（当线路有故障时仪器会自动报警更大保护人员安全 此报警系统属于故障报警和试验放电报警、软件报警无关）

配备网络端口共享功能 让更多人员操作试验试验结果存储办公电脑使报告更加清晰简单

（其原理就像共享一台打印机一样方便）

操作界面：细心的用户能从实验软件图上看到 电流实时采集于其他厂家不同是我司电击穿仪器精度可以采集实时电流并且绘制曲线其他厂家因为采集精度差无法实现电流绘制曲线采集

七、北广电性能及橡胶塑料常用仪器
WDW 系列 万能材料试验机(金属材料，非金属材料，液压伺服万能试验机）

BDJC 系列 电压击穿试验仪（固体绝缘材料电气介电强度试验机）

BEST 系列 体积表面电阻率测定仪（可测试固体液体膏体粉末材料）
BEST 系列 碳素材料电阻率测试仪
BES T系列 电线电缆导体半导体材料电阻率测试仪
M - 系列 橡胶塑料滑动摩擦试验机（国标，非国标，可定制）
GDAT系列 介电常数介质损耗测试仪（可测试固体液体）

GDAT系列 学校介电常数介质损耗测试仪
GDAT系列 高频介电常数介质损耗测试仪
BQS 系列 工频介电常数介质损耗测试仪
BDH 系列 绝缘材料耐电弧性能试验仪
BWK 系列 热变形维卡软化点温度测定仪
BYQ 系列 塑料球压痕硬度计
BRS 系列 熔体流动速率测定仪/熔融指数仪
BMD 系列 计算机控制马丁耐热试验仪

本文用100kv的电压击穿试验仪举例说明

八、工控摘要：

电压击穿试验仪由四部分组成，即高压试验变压器，自动升压装置，电压电流采集装置，计算机及测控软件四部分组成，下面就这四个部分分别说明原理及使用情况。
　　☆1、高压试验变压器的原理高压试验变压器的内部结构为三个绕组组成，一个输入绕组，一个仪表端输出绕组和一个高压输出绕组，三个绕组电压通过互感方式传递，输入绕组的电压范围为0-200V，输出绕组的电压范围为0-100KV（交流电压，直流电压为输出的交流电压*1.414），仪表端的输出电压为0-100V。此绕组一般为外接测量电压使用。击穿试验或者耐压试验中，通过自动调压器供给高压变压器输入绕组一个从低到高的电压时，高压绕组和仪表端绕组就会根据匝数比输出一个试验电压和一个测量电压，此时通过高压发生器输出的电压通过高压导线连接的黄铜电极施加到材料表面，在材料表面的另外一侧的黄铜电极通过高压导线回流到高压试验变压器的零端子，从而形成一个闭合回路，当试样没有被击穿时候，整个回路成高阻开路状态，当材料由于耐受电压不够造成击穿时候，会在材料表面形成微小击穿孔洞，高压电极和地电极间形成稳定击穿电流，计算机通过判别电流值和击穿后的试验电压拐点来判定材料是否被击穿。
　　电压采集是通过高压变压器的仪表输出端的输出电压经过传感电路送至计算机软件，电流测量方式是通过电流传感器直接测量高压回路的电流值来得到准确数据。
　　☆2：自动升压装置：自动升压装置是在自耦调压器的基础上，加上伺服电机及驱动器，通过计算机发出升压速率指令，让伺服电机带动自耦变压器转动，从而产生一个0-200V的电压给高压变压器的输入端。
　　☆3：电压电流采集装置：
　　本厂生产的电压电流采集卡可以同时采集从变压器仪表端采集下来的电压值和从高压回路当中采集下来的电流值，并通过232通讯的方式传送给计算机软件。
　　☆4：计算机内部有数据采集系统（软件），工作时以很高的频率采集电压值，电流值，时间值，和升压速率值，
　　并随时根据击穿电流的变化和电压的变化来判断试样是否被击穿。
　　☆5：计算机软件会把这些数据采集及动作控制*自动化，外接的打印机会根据软件设置参数和实际测量数据打印出一份完整试验过程的报告单。
　　☆6：交流变直流的原理在高压变压器高压输出绕组侧，有一个全波整流的高压硅堆，在高压发生器的顶端头部有个黄铜的短路杆，可拔出取下，当短路杆不拔出时，高压硅堆输出被短接，此时输出的是交流电压，当短路杆被拔出时，交流输出电压进入高压硅堆整流后输出。
　　☆7：高压仪表端的作用：高压仪表端的作用是方便二次仪表的采集，由于二次仪表的耐压等级都不够在直接高压回路上检测，所以高压发生器本身自带的仪表端就是方便测量而设置的，由于仪表端绕组和高压绕组都是硬性匝数比，所以按比例测量的精度和直接在高压线上采集的精度是一样的。
　　☆8：能不能做额定电压下的输出电流试验例如想输出一个300MA的10万伏的电压，那么需要高压发生器的容量为10KVA，在此容量下，加载一个大功率限流电阻，高压发生器可以连续耐受1.5小时。
　　☆9：直流输出电流和交流输出电流是否一样由于高压绕组只有一个，直流是通过内置的高压硅堆整流而得到所以，直流试验的电流输出值和交流试验的输出值是一样的。
　　本技术答疑适用于本公司生产的1万伏，2万伏，3万伏，5万伏，10万伏，15万伏，20万伏等系列电压击穿试验仪

简单的说电压击穿试验仪的工作原理

通过计算机发送试验信号给升压装置

升压装置会通过调节输出电压给高压发生器

高压试验变压器放大调压器输入信号将输出高电压施加在被测式样知道击穿为止（整个试验过程会有红色曲线显示 电压和电流 双向显示）

当式样被击穿电压和电流都会瞬间降低这时的中央控制系统瞬间切断电压记录大击穿值并且反映给电脑 在电脑 绘制整体数据记录打印 并储存报告！

十、产品优势：

西门子cpu中央单元处理器是目前采集精度高稳定的采集系统

（彻底淘汰了初的51单片机控制采集精度差干扰信号多 和 PLC电缆较长，尤其是DA 模块采用电压信号输出时，线路有较大的电压降幅，影响了系统的稳定性和可靠性

CPU 广泛用于中国通讯设备服务器 如： 中国联通、中国移动 采用的专业信号处理用途上）

无线蓝牙控制拜托距离困扰人机分离使用更加方便。

（摆脱了长长的数据线导致的信号传播慢 命令延时的困扰 也正因为无线蓝牙使我们的仪器拥有支持更多的电脑同时操作等特点）

仪器故障自动报警系统是操作人员安全更加有保障。

（当线路有故障时仪器会自动报警更大保护人员安全 此报警系统属于故障报警和试验放电报警、软件报警无关）

配备网络端口共享功能 让更多人员操作试验试验结果存储办公电脑使报告更加清晰简单

（其原理就像共享一台打印机一样方便）

操作界面：细心的用户能从实验软件图上看到 电流实时采集于其他厂家不同是我司电击穿仪器精度可以采集实时电流并且绘制曲线其他厂家因为采集精度差无法实现电流绘制曲线采集

控制功能

1.该设备试验过程中可动态绘制出试验曲线，试验的曲线可以多种颜色叠加对比。

2.可对试验数据进行编辑修改，灵活适用;

3.试验条件及测试结果等数据可自动存储;

4.试验报告格式灵活可变，适用于不同用户的不同要求。

5.可对一组试验中曲线数据的有效与否进行人为选定。

6.试验结果数据可导入EXECL。

7. 软件设备人员管理功能，在试验人员可设置自己的试验项目和试验参数，设置自己的试验内容后别人无法进入等功能。

十一、折叠 编辑本段单片机控制

该设备试验过程又可由单片机实现控制,试验结果显示在液晶屏上,同时也可通过通讯口把数据传给计算机由计算机控制试验过程及处理试验数据.由单片机控制有一个显著的好处,因不用计算机,使设备安装使用简洁,接上一根电源线即可试验.

折叠 编辑本段适用范围

电压击穿试验仪满足GB1408-2006 绝缘材料电气强度试验方法，GB/T1695-2005硫化橡胶工频电压击穿强度和耐电压强度试验 GB/T3333 电览纸工频电压击穿试验方法 HG/T 3330绝缘漆漆膜击穿强度测定法 GB12656 电容器纸工频电压击穿试验方法及ASTM D149 标准要求.主要适用于固体绝缘材料如:塑料、薄膜、树脂、云母、陶瓷、玻璃、绝缘漆等介质在工频电压或直流电压下击穿强度和耐电压时间的测试。.

折叠 编辑本段安全保护

试验在试验箱中进行，试验箱门打开时电源加不到高压变压器输入端，即高压侧无电压。100KV测试设备高压电极距离试验箱壁的近距离大于370mm，50KV测试设备高压电极距离试验箱壁的近距离大于250mm，试验时即使人接触箱壁也不会有危险。

设备要安装单独的保护地线。接保护地线，主要是减少试样击穿时对周围产生的较强的电磁干扰。也可避免控制计算机失控。

该试验设备的电路设有多项保护措施，主要有:过流保护、失压保护、漏电保护、短路保护、直流试验放电报警等。

直流试验放电报警功能:在设备做完直流试验时,当开启试验门时设备会自动报警,直至使用设备上的放电装置放电后报警会自动取消.(注:因为直流试验后不放电会危险到人身安全,不能直接拿取电极,起到提醒使用人员放电以免造成人身伤害)。

试验放电装置，随主机为一体化，改进了以往单独配备一根放电杆的功能。

六级高压安全断电控制:①总电源开关②高压断电开关(钥匙开关)③调压器复位开关④试验箱门安全开关⑤高压变压器输入侧限流空开⑥漏电保护开关