概述
耐壓測試儀電氣安全主要測試指標包括交/直流耐壓、絕緣電阻、泄漏電流、接地電阻等。交/直流耐壓試驗用於檢驗產品在實際工作狀態下的電氣安全性能，是檢驗設備電氣安全性能的重要指標之一。目前市場上所見的耐壓測試儀採用GB4706（等同IEC1010）標準，使用較多的是台式結構的單項測試指標測試儀器，不能滿足用戶需要多指標綜合測試的需求；而且目前市場上的耐壓測試儀多採用的是傳統的測試方法，測試精度不高，採用的技術和主要性能指標與國外先進水平有一定的差距，不能完全滿足目前發展的電氣安全性能測試工作的需要。因此研究符合最新國際標準的採用先進技術和具有更好性能指標的耐壓測試系統具有重要意義。
耐壓測試儀主要用於聚乙烯絕緣的電力電纜的耐壓測試，也可用於大型電力變壓器的絕緣耐壓測試。耐壓測試儀採用超低頻高壓測試電力電纜的耐壓是一種新的方法。
結構及組成
（1）升壓部分
調壓變壓器、升壓變壓器及升壓部分電源接通及切斷開關組成。
220V電壓通過接通，切斷開關加到調壓變壓器上調壓變壓器輸出連線升壓變壓器。用戶只需調節調壓器就可以控制升壓變壓器的輸出電壓。
（2）控制部分
電流取樣，時間電路、報警電路組成。控制部分當收到啟動信號，儀器立即在接通升壓部分電源。當收到被測迴路電流超過設定值及發出聲光報警立即切斷升壓迴路電源。當收到復位或者時間到信號後切斷升壓迴路電源。
（3）顯示電路
顯示器顯示升壓變壓器輸出電壓值。顯示由電流取樣部分的電流值，及時間電路的時間值一般為倒計時。
（4）以上是傳統的耐電壓試驗儀的結構組成。隨著電子技術及單片，計算機技術飛速發展；程控耐壓測試儀這幾年也發展很快，程控耐壓儀與傳統的耐壓儀不同之處主要是升壓部分。程控耐壓儀高壓升壓不是通過市電由調壓器來調節，而是通過單片計算機控制產生一個50Hz或60Hz的正弦波信號再通過功率放大電路進行放大升壓，輸出電壓值也由單片計算機進行控制，其它部分原理與傳統耐壓儀差別不大。
選用
選用耐壓儀最重要的是2個指標，最大輸出電壓值及最大報警電流值一定要大於你所需要的電壓值和報警電流值。一般被試產品標準中規定了施加高壓值及報警判定電流值。如果施加的電壓越高，報警判定電流越大，那么需要耐壓儀升壓變壓器功率就越大，一般耐壓儀升壓變壓器功率有0.2kVA、0.5kVA、1kVA、2kVA、3kVA等。最高電壓可以到幾萬伏。最大報警電流500mA-1000mA等。所以在選擇耐壓儀時一定要注意這2個指標。功率選太大就會造成浪費，選的太小耐壓試驗不能正確判斷合格與否。根據IEC414或（GB6738-86）中規定選擇耐壓儀的功率方法，我們認為是比較科學的。“首先將耐壓儀的輸出電壓調到規定值的50%，然後接上被試品，當觀測到的電壓降小於該電壓值的10%時，則認為耐壓儀的功率是足夠的。”也就是如果某一產品的耐壓試驗的電壓值為3000伏，先把耐壓儀的輸出電壓調到1500伏後接上被試品，如果此時耐壓儀輸出電壓下降的值不大於150伏，那么耐壓儀的功率是足夠的。被試品的帶電部分與外殼之間存在分布電容。電容存在一個CX容抗，當一個交流電壓施加在這CX電容兩端就會引成一個電流。
這個電流的大小與CX電容的容量成正比與施加的電壓值成正比，當這個電流大到或超過耐壓儀最大輸出電流時，這台耐壓儀就不能正確判別試驗合格與否。
基本要求
測試電壓顯示—指針或數顯
泄漏電流顯示—指針或數顯
測試時間顯示—一般為0-99S
升壓形式—自動或手動
擊穿報警電流可設定應為全量程
報警形式聲光
誤差一般在±3%以內
操作規程
運行測試
1、將0.7MΩ標準電阻的一端連線耐壓儀的地線。
2、接通電源，將儀器、報警漏電流設定在5mA。
3、開啟儀器，用測試棒擊標準電阻另一端，調整電壓在3410V至3590V內儀器發出報警，則判定該儀器處於正常工作狀態，若不在3410V至3590V範圍內儀器報警的，則儀器工作不正常。
4、當在運行檢查時發現設備功能失效，運行檢查結果不能滿足規定要求時，操作人員需將上一次運行檢查合格以來檢測過的產品重新進行檢測，並將儀器送去維修。
操作步驟
操作者坐椅和腳下必須墊好橡膠絕緣墊，只有在測試燈熄滅狀態下，無高壓輸出方可進行被測機型連線或拆卸操作。
1．測試前對儀器進行校準，(方法：漏電電流5mA狀態下，用700KΩ陶瓷電阻跨接於地線夾同高壓測試棒探頭之間至儀器報警為準。
2.連線被測機型是在確定電壓表指定為“0”，測試燈滅狀態下將儀器地線夾夾緊被測機散熱架，並按下被測機型的電源開關。
3.設定儀器測試條件：A、電壓：3500V；B、漏電流：5mA；C、測試時間定時為：流水線生產時4秒。
4.將測試棒探頭緊貼電源線頭的任一交流輸入金屬插片。
5.按下啟動鍵觀察測試結果，在設定時間內，超漏燈不亮，測被測機型為合格。
6.如果被測機型超過設定漏電流值，則儀器自動切斷輸出電壓，同時鋒鳴器報警，超漏燈亮，則被測機型為不合格，按下復位鍵即可清除報警聲，再測試時應重新按啟動鍵。
注意事項
1.操作者腳下墊絕緣橡皮墊，戴絕緣手套，以防高壓電擊造成生命危險；
2.儀器必須可靠接地；
3.在連線被測體時，必須保證高壓輸出“0”及在“復位”狀態；
4.測試時，儀器接地端與被測體要可靠相接，嚴禁開路；
5.切勿將輸出地線與交流電源線短路，以免外殼帶有高壓，造成危險；
6.儘可能避免高壓輸出端與地線短路，以防發生意外；
7.測試燈、超漏燈、一旦損壞，必須立即更換，以防造成誤判；
8.排除故障時，必須切斷電源；
9.儀器空載調整高壓時，漏電流指示表頭有起始電流，均屬正常，不影響測試精；
10.儀器避免陽光正面直射，不要在高溫潮濕多塵的環境中使用或存放。
保養與操作規範
應由固定崗位人員操作、非本崗位人員嚴禁操作。
注意儀器保養，操作人員離開崗位必須斷開儀器電源。
選用測試
選用指標
選用耐壓儀最重要的是2個指標，最大輸出電壓值及最大報警電流值一定要大於你所需要的電壓值和報警電流值。一般被試產品標準中規定了施加高壓值及報警判定電流值。如果施加的電壓越高，報警判定電流越大，那么需要耐壓儀升壓變壓器功率就越大，一般耐壓儀升壓變壓器功率有0.2kVA、0.5kVA、1kVA、2kVA、3kVA等。最高電壓可以到幾萬伏。最大報警電流500mA-1000mA等。所以在選擇耐壓儀時一定要注意這2個指標。功率選太大就會造成浪費，選的太小耐壓試驗不能正確判斷合格與否。根據IEC414或（GB6738-86）中規定選擇耐壓儀的功率方法，我們認為是比較科學的。“首先將耐壓儀的輸出電壓調到規定值的50%，然後接上被試品，當觀測到的電壓降小於該電壓值的10%時，則認為耐壓儀的功率是足夠的。”也就是如果某一產品的耐壓試驗的電壓值為3000伏，先把耐壓儀的輸出電壓調到1500伏後接上被試品，如果此時耐壓儀輸出電壓下降的值不大於150伏，那么耐壓儀的功率是足夠的。被試品的帶電部分與外殼之間存在分布電容。電容存在一個CX容抗，當一個交流電壓施加在這CX電容兩端就會引成一個電流。
這個電流的大小與CX電容的容量成正比與施加的電壓值成正比，當這個電流大到或超過耐壓儀最大輸出電流時，這台耐壓儀就不能正確判別試驗合格與否。
基本要求
測試電壓顯示—指針或數顯
泄漏電流顯示—指針或數顯
測試時間顯示—一般為0-99S
升壓形式—自動或手動
擊穿報警電流可設定應為全量程
報警形式聲光
誤差一般在±3%以內
原理
文章簡單介紹了變壓器感應絕緣耐壓測試儀的組成原理及特點，並對其套用範圍和套用方法作了詳細的說明，最後結合5W小型變壓器的測試實例介紹功率判定變壓器匝間短路的方法。
檢測原理
相對於變壓器的主絕緣即繞組與繞組之間以及繞組與鐵芯之間的絕緣而言，變壓器還有另外一項重要的絕緣性能指標――縱絕緣。縱絕緣是指變壓器繞組具有不同電位的不同點和不同部位之間的絕緣，主要包括繞組匝間、層間和段間的絕緣性能，而國家標準和國際電工委員會（IEC）標準中規定的“感應耐壓試驗”則是專門用於檢驗變壓器縱絕緣性能的測試方法之一。
變壓器的縱絕緣主要依賴於繞組內的絕緣介質——漆包線本身的絕緣漆、變壓器油、絕緣紙、浸漬漆和絕緣膠等等（不同種類的變壓器可能包含其中一種或多種絕緣介質）；縱絕緣電介質很難保證100%的純淨度，難免混含固體雜質、氣泡或水份等，生產過程中也會受到不同程度的損傷；變壓器工作時的最高場強集中在這些缺陷處，長期負載運作的溫升又降低絕緣介質的擊穿電壓，造成局部放電，電介質通過外施交變電場吸收的功率即介質損耗會顯著增加，導致電介質發熱嚴重，介質電導增大，該部位的大電流也會產生熱量，就會使電介質的溫度繼續升高，而溫度的升高反過來又使電介質的電導增加。如此長期惡性循環下去，最後導致電介質的熱擊穿和整個變壓器的毀壞。這一故障表現在變壓器的特性上就是空載電流和空載功耗顯著增加，並且繞組有灼熱、飛弧、振動和嘯叫等不良現象。可見利用感應耐壓試驗檢測出變壓器是否含有縱絕緣缺陷是極其必要的。
試驗原理
變壓器剛出產時，沒有經過惡劣環境長時間的考驗，外施其額定電壓和頻率的電源作試驗，繞組匝間、層間和段間的電壓不足以達到電介質缺陷處的擊穿電壓難以造成這些絕緣缺陷處的放電和擊穿，這種存在絕緣故障隱患的變壓器與絕緣性能良好的同類變壓器的空載電流和空載功耗沒有太大的差別，故而難以發現這些隱患；
而感應耐壓試驗給變壓器施加2倍額定電壓以上的電壓，可在縱絕緣缺陷處建立更高更集中的場強，繞組匝間、層間和段間的電壓達到並超過電介質缺陷處的擊穿電壓；感應耐壓試驗給變壓器施加頻率在2倍的額定頻率以上，較高的頻率又可以大大降低固體電介質的擊穿電壓，使得絕緣缺陷更容易被擊穿；感應耐壓試驗所規定的外施電壓的作用時間亦可保證絕緣缺陷的擊穿；故感應耐壓試驗可以可靠地檢測出變壓器縱絕緣性能的好壞。
感應耐壓試驗給變壓器施加電源的頻率之所以在2倍的額定頻率以上，是因為：變壓器的激磁電流i――主磁通振幅Фm的特性曲線一般設計在額定頻率和額定電壓下接近彎曲飽和部分（如圖1所示），又因在電源頻率不變的情況下，主磁通Фm決定於外施電壓U:
U=E=4.44WfФmФm
U――外施電源電壓，V△Фm
E――加電繞組的感應電動勢，V
f――外施電源頻率，Hz
W――加電繞組的匝數，n
所以給變壓器加2倍額定電壓以上的電壓△ii
必然會導致鐵芯嚴重飽和，主磁通Фm增大△Фm，圖1
由圖1可知激磁電流i會急劇增加，致使變壓器發熱燒毀；為使變壓器在加2倍壓以上鐵芯仍不飽和，則需要提高電源的頻率至2倍頻以上。
感應耐壓試驗給變壓器原邊加2倍壓以上，2倍頻以上的電源，變壓器的主磁通會使原邊和副邊同時感應出感應電動勢E1和E2，且分別是其額定工作狀態下的2倍以上，所以感應耐壓試驗可以同時對主、副繞組進行縱絕緣性能的測試。當然，我們也完全可以根據需要從變壓器的副邊進行測試，不過所施加的電壓應當是變壓器額定工作狀態下空載電壓的2倍以上，頻率同樣是額定頻率的2倍以上。
艾諾變壓器專用感應耐壓測試儀系統組成原理
艾諾公司推出的變壓器專用感應耐壓測試儀是以intel公司80c196kc單片機晶片作為系統的控制和運算核心，由測量電路、控制切換電路、功率模組及用戶界面電路共同組成，其關鍵技術為變頻調壓和精密測量。
產品特點
高精度電流、功率測量
針對市場與技術調研結果，用戶對於感應耐壓測試中，小電流、小功率測試有很大的套用領域，提高了電流和功率測量顯示的解析度，電流低檔0.50-30.00mA解析度0.01mA/高檔30.0-300.0mA解析度0.1mA，電流高低檔精度均為±(0.4%讀數值+0.1%量程值)，功率低檔0.50W-20.00W解析度0.01W\高檔20W~300W解析度0.1W，功率高低檔誤差均為±(0.8%讀數值+0.2%量程值)。電流、功率可保證精度的量程由0.50mA-300.0mA，0.50W-300W可滿足用戶對測量精度的要求。
高精度有功功率測量
具有高精度有功功率測量，可更有效的協助用於某些微型電子變壓器的匝間短路判定。
在微型電子變壓器中，由於匝數多（數千匝以上），線徑細（漆包導線直徑0.1mm以下），在短路數匝到數十匝的情況下，與正常的變壓器相比，倍頻倍壓下的測試電流變化沒有有功功率變化明顯（短路10匝一般變化在50%左右），實驗結果表明，有匝間短路的情況下，變壓器的功率因數增大，有功功率增大，因此可作為微型電子變壓器匝間短路判定的依據，更準確地對變壓器的性能進行判斷。下面5W小型變壓器初級短路的測試報告數據可表明這個問題。
因此，電流、功率、功率因數指標都可做為變壓器匝間短路的判定依據，其中功率測量方法，可以作為最好的判定依據。而且測試儀由於採用感應耐壓測試方式，進行無損檢測，不對被測試負載造成破壞，在保證更優測試質量的前提下，可以更大的提高生產效率，降低原材料損耗。
所以變壓器感應耐壓測試儀可以在保證無損檢測的基礎上更好更有效的檢驗出變壓器的縱絕緣性能的好壞，更適用於變壓器流水線、實驗室檢測。
詳細內容請參看以下內容：
功率測量
1、從理論分析：
變壓器空載電流公式
注:Ⅰco為鐵損電流,與匝數無關,Ⅰφo為磁化電流,與變壓器初級匝數成反比,如果變壓器有短路匝,造成空載電流Ⅰo變大.
變壓器空載損耗公式
注:Pco鐵損損耗,r1(20℃)為初級銅阻
從上述公式看,空載損耗與空載電流的平方成正比關係,這樣與變壓器初級匝數的平方成反比關係.因此,變壓器有短路匝數時,空載損耗變化量要比空載電流變化量大得多。
5W小型變壓器測試實例
| 空載 | 短路10匝（0.07） | 短路20匝（0.07） | 短路40匝（0.07） | ||||||||||
| 頻率 | P/I | 220V | 440V | 660V | 220V | 440V | 660V | 220V | 440V | 660V | 220V | 440V | 660V |
| 50 | I(mA) | 18.3 | 18.5 | 18.7 | 19.4 | ||||||||
| P(W) | 1.1 | 1.4 | 1.7 | 2.1 | |||||||||
| 100 | I(mA) | 5.3 | 19.1 | 6.4 | 19.7 | 7.4 | 20.8 | 9.4 | 22.6 | ||||
| P(W) | 0.6 | 2.7 | 0.9 | 3.8 | 1.2 | 4.8 | 1.7 | 6.3 | |||||
| 150 | I(mA) | 4.2 | 8.0 | 19.6 | 5.4 | 9.8 | 21 | 6.5 | 11.7 | 22.6 | 8.5 | 14.7 | 25.4 |
| P(W) | 0.6 | 2.3 | 4.8 | 0.8 | 3.4 | 7.2 | 1.1 | 4.3 | 9.1 | 1.6 | 5.8 | 11.8 | |
| 200 | I(mA) | 3.7 | 6.3 | 10.2 | 4.9 | 8.3 | 12.9 | 6.0 | 10.4 | 15.3 | 8.1 | 13.6 | 19.1 |
| P(W) | 0.5 | 2.0 | 4.4 | 0.7 | 3.2 | 6.8 | 1.0 | 4.0 | 8.6 | 1.6 | 5.6 | 11.3 | |
| 300 | I(mA) | 3.2 | 5.0 | 7.1 | 4.3 | 7.3 | 10.2 | 5.4 | 9.3 | 12.7 | 7.6 | 12.6 | 16.6 |
| P(W) | 0.3 | 1.7 | 3.7 | 0.6 | 2.8 | 6.0 | 1.0 | 3.8 | 7.9 | 1.5 | 5.3 | 10.5 | |
| 400 | I(mA) | 2.8 | 4.4 | 6.0 | 3.9 | 6.7 | 9.3 | 5.1 | 8.8 | 11.9 | 7.2 | 12.2 | 15.7 |
| P(W) | 0.2 | 1.5 | 3.3 | 0.7 | 2.7 | 5.7 | 0.9 | 3.7 | 7.6 | 1.5 | 5.2 | 10.0 | |
| 450 | I(mA) | 2.6 | 4.2 | 5.6 | 3.8 | 6.5 | 8.9 | 5.0 | 8.6 | 11.5 | 7.1 | 11.9 | 15.3 |
| P(W) | 0.2 | 1.5 | 3.3 | 0.6 | 2.6 | 5.5 | 0.9 | 3.5 | 7.2 | 1.4 | 5.0 | 9.8 |
由上述測試報告計算出短路時電流I和功率P相對於正常時即空載時電流I和功率P的變化率，即ΔI=I短路/I空載，ΔP=P短路/P空載，由此得出在各短路匝數和各電壓頻率下電流和功率相對於正常空載時的變化率，如圖2所示，由圖中曲線可以看出功率變化率均大於電流的變化率，而且隨著短路匝數的增加功率的變化率大於電流的變化率的趨勢更加明顯，實驗數據與理論公式相符。
