耐電壓測(cè)試儀檢定及應(yīng)用

耐電壓測(cè)試儀安規(guī)

由于濾波不良產(chǎn)生的紋波導(dǎo)致測(cè)量顯示的平均值電壓與峰值電壓的不一致，導(dǎo)致不能正確地用平均值電壓表示實(shí)際的決定電壓擊穿的電壓峰值。“紋波系數(shù)”可定義為紋波電壓有效值與平均值之比；也可定義為紋波電壓峰-峰值與平均值之比。因此，測(cè)量有幾種方法：一是按定義測(cè)量紋波系數(shù)，即紋波峰-峰值的二分之一，實(shí)現(xiàn)較困難。二是用交流電壓表測(cè)量直流電壓可以近似測(cè)量出直流電壓的紋波有效值，由于在耐電壓測(cè)試儀檢測(cè)中，紋波屬于誤差項(xiàng)，所以這種檢測(cè)方法足夠準(zhǔn)確，是可用的，直流耐電壓測(cè)試儀輸出直流電壓的紋波系數(shù)不應(yīng)超過5%。

這兩種定義在有些情況下是統(tǒng)一的，比如有的耐電壓測(cè)試儀顯示的輸出電壓恒為設(shè)定值，那么兩種定義是統(tǒng)一的；如果耐電壓測(cè)試儀顯示的輸出電壓為其電壓表的測(cè)量值，那么第一種定義是適用的。

耐電壓測(cè)試儀輸出信號(hào)的參數(shù)

在許多安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)中通常對(duì)交流耐電壓測(cè)試的信號(hào)有這樣的規(guī)定——“波形基本為正弦波”，這是一個(gè)十分籠統(tǒng)的規(guī)定，安規(guī)儀生產(chǎn)商通常用失真度來衡量其產(chǎn)品對(duì)此要求的符合性，考慮到自耦調(diào)壓器式耐壓儀使用市電升壓獲取高壓信號(hào)，其波形很難優(yōu)于市電，故在JJG 795-2004《耐電壓測(cè)試儀》國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程中規(guī)定耐電壓測(cè)試儀的交流輸出電壓的失真度不應(yīng)超過5%，這是一個(gè)比較容易達(dá)到的要求，因?yàn)槭须姷氖д娑韧ǔＴ?%左右，顯然電網(wǎng)污染嚴(yán)重的地區(qū)不宜使用自耦調(diào)壓器式耐電壓測(cè)試儀。

在安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)中通常會(huì)對(duì)耐電壓測(cè)試儀的輸出容量做出規(guī)定，特別是交流耐電壓測(cè)試儀，做此規(guī)定的主要目的是：容性被測(cè)體在做交流耐電壓測(cè)試時(shí)，測(cè)試儀應(yīng)能夠提供足夠的電流，深層的解釋是，由于容性被測(cè)體的交流阻抗小，如果耐電壓測(cè)試儀沒有足夠的容量，則有可能因?yàn)槠鋬?nèi)阻上的壓降過大，而導(dǎo)致所施加的高電壓信號(hào)值不能達(dá)到規(guī)定的要求。

電壓擊穿強(qiáng)度或耐電壓試驗(yàn)的最主要技術(shù)參數(shù)是試驗(yàn)電壓，交流一般用有效值，直流用平均值表示，決定電壓擊穿的基本因素是絕緣材料能承受的最高電壓或峰值電壓、電壓施加的時(shí)間，因此，電壓測(cè)量結(jié)果的誤差除由測(cè)量設(shè)備產(chǎn)生的誤差外，在很大程度上還取決于測(cè)量對(duì)象即被測(cè)電壓發(fā)生器品質(zhì)本身不確定性引入的誤差，這種誤差產(chǎn)生的主要原因是：

在中國(guó)大陸的安規(guī)測(cè)試領(lǐng)域中習(xí)慣上稱耐電壓測(cè)試時(shí)流過絕緣介質(zhì)的電流為“擊穿電流”，而國(guó)際上廣泛認(rèn)同的名稱為“漏電流”。“漏電流”的叫法更為科學(xué)一些，但“擊穿電流”已被沿襲使用多年。“擊穿電流”更確切的含義應(yīng)為“當(dāng)絕緣體被擊穿時(shí)流過絕緣體的電流”，顯然“擊穿電流”會(huì)遠(yuǎn)大于沒有擊穿時(shí)的“漏電流”。讀者在實(shí)際的工作和學(xué)習(xí)中，只要根據(jù)具體的語(yǔ)言環(huán)境來判斷其含義就可以了。

擊穿電流測(cè)量輸出容量輸出電壓的范圍由變壓器鐵心激磁電流引起的磁飽和導(dǎo)致的波形失真，主要表現(xiàn)為由于一次諧波失真或峰值失真，產(chǎn)生的原因一般是鐵心尺寸偏小或鐵心材料質(zhì)量差，也可以叫做原邊失真，用失真度測(cè)量?jī)x測(cè)量交流電壓的失真，交流輸出耐電壓測(cè)試儀輸出電壓的失真度不應(yīng)超過5%。

擊穿電流交流輸出電壓的失真度耐電壓測(cè)試儀的輸出容量通常用“VA”（伏安）來表示，由于不同的被測(cè)體所要求的耐電壓測(cè)試儀的輸出容量不同，再考慮到成本因素，所以安規(guī)儀生產(chǎn)商會(huì)有不同規(guī)格（輸出容量）的耐電壓測(cè)試儀，JJG 795-2004《耐電壓測(cè)試儀》沒有強(qiáng)制規(guī)定輸出容量，而只是規(guī)定實(shí)際輸出容量不低于標(biāo)稱容量90%的原因。

耐電壓測(cè)試儀測(cè)量功能的參數(shù)任何一種耐電壓測(cè)試儀均有其輸出電壓的范圍，交流耐電壓測(cè)試儀的輸出電壓范圍通常在0.10kV~5.00kV之間，直流耐電壓測(cè)試儀的輸出電壓范圍通常在0.10kV~6.00kV之間。交流耐電壓輸出有高至10kV的，直流耐電壓輸出則有高至20kV的。

電壓測(cè)量輸出電壓的誤差主要指輸出電壓示值與實(shí)際輸出電壓的誤差。多數(shù)耐電壓測(cè)試儀均具備顯示輸出電壓測(cè)量值的功能，但有的程控儀器測(cè)試期間顯示的輸出電壓恒為設(shè)定值。對(duì)于顯示電壓測(cè)量值的耐電壓測(cè)試儀，通常采用電壓表的誤差來衡量，這個(gè)誤差主要表征耐電壓測(cè)試儀電壓表頭的性能。

直流輸出電壓的紋波輸出電壓的誤差

在JJG 795-2004《耐電壓測(cè)試儀》檢定規(guī)程中描述的“擊穿報(bào)警電流”也并非指真正意義上的“擊穿”，它也是沿襲了中國(guó)大陸對(duì)“擊穿電流”的習(xí)慣定義，所以稱之為漏電流報(bào)警上限更科學(xué)一些；在實(shí)際的耐電壓測(cè)試中，通常會(huì)設(shè)定一個(gè)漏電流報(bào)警上限，實(shí)測(cè)超過這個(gè)限值時(shí)通常會(huì)認(rèn)為被測(cè)體有絕緣缺陷，但此時(shí)不一定發(fā)生了真正的擊穿。“擊穿”的確切含義為“在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，電介喪失電絕緣能力的現(xiàn)象”。

相對(duì)來說，因?yàn)橹绷髂碗妷簻y(cè)試時(shí)，當(dāng)容性被測(cè)體充滿電后，擊穿電流會(huì)很小，所以各種安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)直流耐電壓測(cè)試儀的輸出容量很少做出規(guī)定，而且這也是安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)推薦當(dāng)被測(cè)體呈較大的容性時(shí)宜采用直流耐電壓測(cè)試的原由。

另外一種解釋是指耐壓儀的實(shí)際輸出與設(shè)定值之間的誤差，這種定義在著名的安規(guī)儀器中是常見的。

多數(shù)耐電壓測(cè)試儀均具備顯示擊穿電流值的功能，但有的程控儀器測(cè)試期間顯示的擊穿電流恒為設(shè)定值。對(duì)于顯示擊穿電流值的耐電壓測(cè)試儀，通常采用電流顯示的誤差來衡量，這個(gè)誤差主要表征耐電壓測(cè)試儀擊穿電流表頭的性能。