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作者:徐耀江、徐敏杰(注1)
GB4706.1-2005新標(biāo)準(zhǔn)中14章與GB4706.1-1998版標(biāo)準(zhǔn)相比,該章節(jié)為新增內(nèi)容,該章將GB/T17627.1 ( eqv IEC61180-1)、GB/T17627.2( eqv IEC61180-2)、GB/T16935.1 ( idt IEC60664-1) 標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)瞬態(tài)過電壓內(nèi)容引入GB4706.1-2005新標(biāo)準(zhǔn)中。
名詞解釋:
1、瞬態(tài)過電壓
過電壓是指峰值大于在正常運(yùn)行下大穩(wěn)態(tài)電壓的相應(yīng)峰值的任何電壓。過電壓包括暫態(tài)過電壓、瞬態(tài)過電壓(含通斷操作過電壓和雷擊過電壓)、功能過電壓。
瞬態(tài)過電壓是指振蕩的或非振蕩的,通常為高阻尼的,持續(xù)時(shí)間只有幾毫秒或更短的短時(shí)間過電壓。瞬態(tài)過電壓來源一般有二種:一種來自系統(tǒng)的瞬態(tài)過電壓,該系統(tǒng)與設(shè)備的接線端子連接;另一種來自設(shè)備自身產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓。
本標(biāo)準(zhǔn)第14章瞬態(tài)過電壓的試驗(yàn)?zāi)康模荚诳己嗣恳粋€(gè)小于表16規(guī)定值的小電氣間隙,包括在電極之間電氣間隙的任何處,在不同的現(xiàn)場條件的情況下耐瞬態(tài)過電壓能力。
2、 脈沖電壓試驗(yàn):
脈沖電壓是指試驗(yàn)時(shí)施加的非周期性瞬態(tài)電壓。它通常迅速上升至峰值然后較緩慢地降到零。額定脈沖電壓是根據(jù)器具的額定電壓和過電壓類別而確定的電壓,用來檢驗(yàn)器具絕緣耐受瞬態(tài)過電壓的規(guī)定承受能力。
脈沖電壓試驗(yàn)是根據(jù)額定脈沖電壓確定試驗(yàn)電壓,用GB/T17627.1(eqv IEC61180-1)規(guī)定的1.2/50μs標(biāo)準(zhǔn)脈沖一致的空載波形進(jìn)行脈沖電壓試驗(yàn)。試驗(yàn)?zāi)康氖菣z驗(yàn)家電產(chǎn)品,在脈沖電壓下器具承受瞬態(tài)過電壓的能力。它由一個(gè)有效阻抗為12Ω的脈沖發(fā)生器提供。脈沖試驗(yàn)電壓以不小于1s(一般推薦3S)的間隔對(duì)每個(gè)極性施加3次,試驗(yàn)?zāi)康氖菣z驗(yàn)家電產(chǎn)品,在脈沖電壓下器具承受瞬態(tài)過電壓的能力。
脈沖電壓試驗(yàn)儀,又稱電涌測試儀,此類儀器早期運(yùn)用于高壓電器,于上世紀(jì)九十年代 開始應(yīng)用于低壓電器、電度表、繼電器、防雷變壓器等行業(yè),用于測試試品的電氣間隙以及爬電距離。去年,此產(chǎn)品又應(yīng)用于家用電器行業(yè),取代了原有的用卡尺測量爬電距離的方法,為器具能更微型化提供了依據(jù)。同時(shí),GB 4706.1-2005標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定脈沖電壓試驗(yàn)儀的內(nèi)阻為12Ω,這就表示家用電壓行業(yè)脈沖電壓試驗(yàn)儀的能量比其他行業(yè)的脈沖電壓試驗(yàn)儀輸出能量大的多(低壓電器標(biāo)準(zhǔn)中要求內(nèi)阻為500Ω)。
那么選購脈沖電壓試驗(yàn)儀應(yīng)該注意那些事項(xiàng)呢:
● 儀器的內(nèi)阻:GB 4706.1-2005標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定脈沖電壓試驗(yàn)儀的內(nèi)阻為12Ω;
● 儀器的峰值電壓范圍:考慮到儀器可以做全系列的家電產(chǎn)品測試,電壓范圍應(yīng)該選擇為上限300V ~ 12kV;
● 儀器的精度:由于GB4706.1-2005是參照GB/T17627.1( eqv IEC61180-1)規(guī)定,所以儀器的精度應(yīng)該選擇± 3%;
● 常見的峰值電壓表有指針及數(shù)字式兩種,推薦選用數(shù)字式的;
● 儀器的核心部件為高壓放電開關(guān),常用的放電開關(guān)為閘流管(需預(yù)熱)、間隙觸發(fā)球(重復(fù)性差、使用時(shí)需調(diào)節(jié)球距)以及放電球隙(無需預(yù)熱、重復(fù)性好、使用時(shí)無需調(diào)節(jié)球距)。推薦使用放電球隙作為高壓放電開關(guān)。
測試方法
脈沖電壓試驗(yàn)儀主要技術(shù)指標(biāo):
波前時(shí)間: 1.2µs±30 %(峰值電壓的30% ~ 90%時(shí)間乘以1.67倍)
半峰值時(shí)間: 50 µs ± 20 %
測試設(shè)備
數(shù)字存儲(chǔ)示波器(采樣速率≥100 M/S、測試精度≤2%)
測試程序
一、脈沖電壓試驗(yàn)儀的設(shè)置
將脈沖電壓試驗(yàn)儀各檔開關(guān)按鈕放在以下狀態(tài):
極性開關(guān) 正極性;
脈沖次數(shù) 100次;
高壓調(diào)節(jié)旋鈕ADJ放在位置;
二、測試正極性波形時(shí)示波器設(shè)置
1. 示波器波形的Y1通道放在50V/格,探頭衰減率設(shè)置為×10;
2. 耦合設(shè)置成“直流”或“交流”;
3. 調(diào)節(jié)Y軸位移使Y1通道0線放在小格的刻度線A位置上(圖一);
4. 調(diào)節(jié)格/秒到10μs/格位置,屏幕上水平位置箭頭在左邊上小格位置B;
5. 觸發(fā)電平處于C位置
6. 設(shè)置成邊沿,上升沿觸發(fā)(負(fù)極性設(shè)置為下降沿觸發(fā));
7. 信號(hào)源設(shè)置成Y1通道;
8. 示波器應(yīng)選擇“單次”或“正常”采樣(不得使用“自動(dòng)”采集方式);
三、與示波器的連接
示波器輸入通道CH1與儀器示波器檢測口相連;
接通電源,開機(jī)通電,數(shù)字表亮。按一下啟動(dòng)按鈕,高壓啟動(dòng),定時(shí)計(jì)數(shù)器工作,直流高壓表顯示讀數(shù)。調(diào)節(jié)高壓調(diào)節(jié)旋鈕,使直流電壓在4000V左右,定時(shí)器經(jīng)5秒,高壓放電,脈沖峰值電壓表顯示讀數(shù),經(jīng)數(shù)次放電調(diào)整,峰值電壓表顯示穩(wěn)定讀數(shù)。
四、計(jì)算方法
1. 根據(jù)IEC 1180-1 : 1992(GB/T 17627.1-1998)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,儀器波形計(jì)算方法按照圖二;
2. 當(dāng)計(jì)算儀器峰值電壓時(shí)即將示波器輸出峰值乘以分壓比即為峰值電壓。
五、測試負(fù)極性波形時(shí)示波器設(shè)置
1. 示波器波形的Y1通道放在50V/格,探頭衰減率為×10;
2. 耦合設(shè)置成“直流”或“交流”;
3. 調(diào)節(jié)Y軸位移位使Y1通道0線放在小格的刻度線A位置上(見圖三);
4. 調(diào)節(jié)格/秒到10μs/格位置,屏幕上水平位置箭頭在左邊上小格位置B;
5. 觸發(fā)電平處于C位置
6. 設(shè)置成邊沿,下降沿觸發(fā);
7. 信號(hào)源設(shè)置成Y1通道;
8. 示波器應(yīng)選擇“單次”或“正常”采樣(不得使用“自動(dòng)”采集方式);
注:
作者:
徐耀江:上海耀星科技有限公司高級(jí)工程師,從事脈沖電壓試驗(yàn)儀的研制有四十余年。
徐敏杰:上海伊緹爾電氣有限公司技術(shù)人員,從事脈沖電壓試驗(yàn)儀的測試工作。