近年來,隨著微型計算機技術的發展,單片機在自動化儀器儀表中得到越來越廣泛的應用。目前,采用單片機進行控制的變壓器油耐壓測試儀也越來越普及,它基本上實現了絕緣油的自動檢測、自動攪拌、數據自動處理、自動打印等功能摒棄了傳統電子線路測量方法的弊端。而且,隨著虛擬儀器技術的發展,采用機直接控制測量的絕緣油耐壓測試機也己經出現,但由于種種原因并沒有普及。而以單片機為核心的絕緣油耐壓測試儀在消費市場己經出售,用戶也已基本認可。但由于儀器工作在高壓靜電和大電流突變的強電磁干擾環境下,有些型號儀器在測試過程中出現了單片機死機現象,影響測試工作的正常進行有時雖然能夠顯示測量值,但儀器測試性能不穩定,測試數據精確度低,可靠性差。以至于有些比較落后的地方傳統測量儀器仍在應用。

而且,近年來,國外廠家各種先進的智能儀表大量進入我國市場,在某些領域國產儀表的生存空間越來越小,在儀表用戶對國產儀表反映的諸多問題中,可靠性不高是其中一個重要問題。鑒于此,我們在設計時考慮到在完成正常功能的同時,還要完善測試系統的抗干擾性和測試數據的可靠性等問題。

變壓器油耐壓測試儀是我公司科研技術人員，依據國家標準GB507-86及行標DL-474•4-92DL/T596-1996的有關規定，發揮自身優勢，經過多次現場試驗和長期不懈努力，精心研制開發的高準確度、全數字化工業儀器。該機操作簡便，造型美觀大方。由于采用了全自動數字化微機控制，所以測量精度高、抗干擾能力強、安全可靠。

二、特點

1. 儀器采用大容量單片機控制，工作穩定可靠；

2. 儀器內設寬范圍看門狗電路杜絕了死機現象；

3. 多種操作選擇，儀器程序設有GB1986、GB2002兩種國家標準方法和自定義操作，能適應不同用戶的多種選擇；

4. 儀器油杯采用特種玻璃一次澆鑄成型，杜絕了漏油等干擾

5. 儀器的高壓端采樣設計讓測試值直接進入A/D轉換器，避免了在模擬電路中造成的誤差，使測量結果更加準確；

6. 儀器內部具有過流、過壓、短路等保護等功能，并且具有抗干擾能力，電磁兼容性好；

7. 便攜式結構，易于移動，戶內外使用均很方便。

三、指標

1. 升壓器容量 1.5 kVA

2. 升壓速度 2.0 kV/s，2.5 kV/s，3.0 kV/s，3.5 kV/s 四檔任選

3. 輸出電壓 0～80 kV(可定制100kV)

4. 測量精度 ±（2%+2字）

5. 電源畸變率 ＜1%

6. 顯示方式 大屏幕液晶漢字顯示

7. 電極間隙 標準2.5 mm

電力行業標準DL429- 91《電力系統油質試驗方法》的規定:測試絕緣油性能時應將樣品放入帶有特定規格的測試電極的試驗油杯中,然后施加交流電壓,電壓值由0V升壓到一定電壓,若在升壓期間絕緣油被擊穿,該值通過適當換算得絕緣油的耐壓值[1]。

1　測試絕緣油耐壓時所遇到的問題

(1)油樣不均勻帶來的測試可信度問題。由于絕緣油在長期運行中溶入了一些金屬離子、水分子等雜質,在注入油杯時又存在一些微小氣泡附著在杯壁和電極的表面。在高壓測試時,由于強電場的作用會引起油樣的不均勻而產生諸如電枝擊穿、放電等一些較為復雜的絕緣擊穿現象。因此,試驗方法規定對同一杯樣品要測試5次以上,然后取其平均值以保證測試的可信度。

(2)高壓測試中的容升現象。一般絕緣油的耐壓值在1～ 10萬V范圍。即使按試驗電壓力0.55倍擊穿電壓值計算,其電極兩端的真實電壓值也可高達幾萬V,這就產生了高壓測試技術中所說的容升現象,即升壓變壓器次級兩端的電壓值高于初級兩端的電壓乘變比。

(3)擊穿電流的檢測。耐壓測試的對象,事實上是檢測試驗回路中有無出現較大的電流。而升壓變壓器次級的電容效應,顯然使在較高電壓時測試回路中存在較大的充、放電電流,這會給檢測帶來一定困難。

(4)電磁兼容性設計。高壓測試時電磁輻射對外產生較強的電磁干擾,這是電路設計中應考慮的另一個問題。便攜式儀器由于受體積和重量的限制,更要從電路設計和各元件的安裝位置等方面去考慮解決。

(5)電路的保護。絕緣油擊穿后應及時切斷高壓回路,以免試驗油杯中的油質發生明顯變化。因而應對切斷高壓回路的繼電器的觸點進行有效保護,否則極不利于儀器的維護。

2　便攜式絕緣油耐壓測試儀的設計

儀器的基本結構如圖1所示,它由試驗電路、測量和顯示電路以及控制電路三大部分組成。測試電路由調壓器、升壓器、內含試驗電極的油杯以及檢測電流和切斷高壓電路的繼電器組成。測量和顯示電路測量輸入電壓,然后按適當比例將其轉換為測量的電壓值,并進行數碼顯示。控制電路控制減速電機的正、反轉以及停轉,自動完成調壓器的升壓、降壓和制動。

根據變壓器油耐壓測試儀的要求,作者針對目前絕緣油測試儀的情況作了如下改進:一是省去了調壓器和升壓器之間大多采用的隔離度變壓器,這樣可大大減小儀器的重量和體積。為保證安全,在高壓測試罩下加裝微動開關,如高壓測試罩未蓋上,則高壓不被加到測試電極上。二是采用干式變壓器作為升壓變壓器,這較之油浸式變壓器來說,盡管在電磁干擾方面,干式變壓器由于缺少油浸式變壓器的金屬外殼的屏蔽而性能較差外,在重量和體積方面具有明顯優勢,而且也免去了絕緣油被污染而給維護帶來的麻煩。三是采用小體積的繼電器而不采用體積較大的接觸器和中間繼電器。