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什么是“ 直流耐压测试”?
2020-11-26

耐压测试涉及使用高电势(电压)来测试绝缘。耐压测试对于帮助您开发可构建高质量电缆和线束的过程非常有用。流行的高压电压源有两种:直流和交流。本页介绍了交流耐压测试中可以找到的一些概念。


什么是“ 直流耐压测试”?


耐压测试使用高压电源,以确保绝缘工作正常。直流高压发生器耐压测试使用的电压源会不断改变其电压。电压从正向交替为负,然后再次返回。通常,每秒有50或60个完整的交流电压周期。


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上图显示了120 Vrms / 60 Hz电源的电压如何随时间变化。


上方(右)显示了一个电压周期。电压从0V开始。请注意,电压如何攀升至+ 170V,然后降至-170V,最后再次以0V电压结束。波形的这种形状称为“正弦波”。


什么是峰值电压,平均电压和均方根电压?


峰值电压(Vpeak)是一个周期内达到的最高电压幅度(在这种情况下为170V)。


平均电压(Vavg)对于AC波形不是很有用,因为一个完整周期的平均值为0V(这就是使用RMS的原因)。尽管如此,仍有许多电表可以对交流波形进行整流并取平均值。整流然后平均产生的电压读数类似于RMS电压。


RMS电压(Vrms)是电压的“均方根”。就像整流电压的平均值,只是它取电压平方的平均值,然后取平方根。RMS对于计算正弦波可以完成的功率和功非常有用。


对于正弦波:Vrms = 0.707 * Vpeak,Vavg = 0.637 * Vpeak,因此Vrms = 1.11 * Vavg。


直流高压发生器


将耐压测试从AC(Vrms)转换为DC


该页面是关于使用AC耐压测试的,但是即使您的测试仪仅进行DC耐压测试,您也会发现您有AC(Vrms)规范。通常要做的是将AC规格转换为Vpeak并使用DC测试仪在该电压下进行测试。


直流测试电压= 1.414 *交流(Vrms)测试电压


交流(Vrms)测试电压= 0.707 *直流测试电压


耐压测试评论


耐压测试从保持在0V的电缆中的所有点开始。然后将连接点的单线或网络(称为网络)从0V断开并连接到AC电源(请参见图2)。测量流过的总电流。如果有太多电流流过,则电缆无法通过耐压测试。


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高电压连接到红线,而绿线和蓝线都保持在零伏。


施加高压并测量总电流。一些电流由于导线之间的绝缘电阻而流动。一些电流由于导线之间的电容而流动。


当施加高压时,电流将流过多种原因。最大的两个原因是绝缘电阻和网间电容。


流过绝缘电阻的电流与电压成正比。当电压为零时,电阻电流为零。当电压达到峰值时,电阻电流达到峰值(见图3)。该电流通常称为“同相电流”,“电阻电流”或“实际电流”。


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驱动10 Mohms的120 Vrms / 60 Hz的电压和电阻电流的图表。


峰值电压为170V,峰值电流为17uA。请注意,电阻电流跟踪电压。当电压为零时,电流为零。当电压达到峰值时,电流达到峰值。


流经网间电容的电流与电压变化成正比。当电压上升时,电流流入电容。当电压稳定时,没有电流流过。如果电压快速上升,则必须有大量电流流入电容。该电流通常称为“异相电流”,“电容性电流”或“虚数电流”。


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驱动15.6nF电容时120 Vrms / 60 Hz的电压和电容电流的曲线图。


峰值电压为170 V,峰值电流为1.0 mA。请注意,如果电压迅速增加,则电流较大且为正。如果电压稳定,则电流为零。如果电压迅速下降,则电流很大且为负。


试验电阻和电容


图5是一个简单的计算器,可让您输入耐压电压,电阻和电容,并显示电压,总电流,电阻性电流和电容性电流。您可以使用计算器来试验电阻,电容和总电流之间的关系。


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弧形呢?


到现在为止,我们集中在电流的两个主要原因上,即绝缘电阻和网间电容。电弧也是引起电流流动的原因。来自电弧的电流可以与电阻性或电容性电流混淆,从而提高两个电流读数。电弧通常突然开始,造成电流突然增加。因此,可以通过电阻性或电容性电流超过允许的极限或电流突然大幅度增加来检测电弧。


哪个电流对确保质量更重要?


通常认为电阻电流是衡量电缆质量的好方法。每条电缆上的电阻电流都应该非常低。电缆之间的电阻电流变化不大。


电容电流会因电缆而异。线束中导线的位置和间距会改变电容。将导线靠近在一起会增加电容。简单的制造变化(对质量没有实际影响)会极大地改变电容电流。


最后说明:安全性如何?


最好将总电流限制设置得尽可能低,并且仍然要通过一根好的电缆。如果在测试过程中有人接触,这将有助于更快地切断电压。另外,由于您的身体对高压电源设置具有抵抗性(而不是电容性),因此将“实际电流限制”设置为较低的值可帮助直流高压发生器识别您并更快地关闭电源。


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