CN103201643A

CN103201643A - 高电压测试装置

Info

Publication number: CN103201643A
Application number: CN2011800528394A
Authority: CN
Inventors: 大岩和之; 八木大亮
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2031-11-02
Also published as: JP5795470B2; CN103201643B; WO2012060414A1; EP2642306B1; EP2642306A1; US20130241571A1; EP2642306A4; JP2012098174A

Abstract

本发明涉及一种高电压测试装置，其即使在对内置有电容器的同轴电缆进行测试的情况下，也能够在不会击穿电容器的状态下，通过简单操作对电缆整体进行测试。高电压测试装置对作为检查对象的由芯线（11a）和被绝缘的屏蔽导体（11b）构成的同轴电缆（11）施加高电压，进行有关电气绝缘状态的测试，该装置具有将输出高电压的测试仪的两个输出用输出电极（31、32）分别与作为检查对象的上述同轴电缆的中心导体以及屏蔽导体相连接的高电压测试用夹具（20），上述电缆连接部具有：将上述同轴电缆的芯线（11a）的长度方向的一端与另一端之间电气短路的芯线短路部（P1）；和将上述同轴电缆的屏蔽导体（11b）的长度方向的一端与另一端之间电气短路的屏蔽线短路部（P2）。

Description

高电压测试装置

技术领域

本发明涉及一种高电压测试装置，其以同轴电缆作为检查对象，在上述同轴电缆的中心导体（芯线）与屏蔽导体之间施加高电压，进行有关电绝缘状态的测试。

背景技术

例如，在将收音机、电视等的无线装置的输入与天线相连接的情况下，通常使用同轴电缆。这类同轴电缆具有粗细一定的中心导体和屏蔽导体，该屏蔽导体配置为筒状，包围着上述中心导体的周围，并在其与中心导体之间夹着预定的绝缘材料。在车载收音机接收机等的输入与天线等连接的情况下，也使用这样的同轴电缆。

另外，如专利文献1所述，也有在同轴电缆的中心导体的一部分插入有电容器的情况。

另一方面，当用户将这种同轴电缆之类的电线用于各种用途时，为了保证电线的安全性和品质，需要实施电气检查。具体而言，需要由用户确认确保了同轴电缆的中心导体与屏蔽导体之间的绝缘性。而且，需要由用户在中心导体与屏蔽导体之间施加直流的高电压（例如1000V）来测量绝缘电阻，或者施加与商用交流电源同等频率（例如50Hz）的交流电压（例如振幅1000V）来确认其耐压没有问题。

另外，例如在专利文献2中，公开了用于监视配电盘中的电线的电绝缘材料的老化状态的绝缘监视装置。即，其公开了一种使用配置于配电盘内的天线来检测并监视随着绝缘老化导致的部分放电而发射出的电磁波的技术。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2001-202836号公报

专利文献2：日本特开2005-265684号公报

发明内容

发明所要解决的课题

例如，在测量普通同轴电缆的绝缘电阻的情况下，能够通过将绝缘电阻测试仪的两个电极分别与检查对象的同轴电缆的中心导体以及屏蔽导体相连接，并对这些电极施加预定电压，从而简便地进行测试。

但是，在对如上所述的中心导体的一部分插入有电容器的同轴电缆进行测试的情况下，则存在发生各种问题的可能性。即，因为同轴电缆的长度方向的一端与另一端之间的直流电流由电容器隔离，所以，仅仅将绝缘电阻测试仪的两个电极连接到同轴电缆的一端的中心导体以及屏蔽导体时，将只能对从同轴电缆的一端到电容器的一端的范围内进行测试。因此，就需要在结束同轴电缆的一端的测试之后，将绝缘电阻测试仪两个电极切换连接到该同轴电缆的另一端的中心导体以及屏蔽导体并再次进行测试。

另外，在实施绝缘电阻测试和耐压测试等时，通常施加1000V左右的高电压。内置于同轴电缆中的电容器本身的耐压通常最大为50V左右。因此，当测试时操作人员连接错误时，或者同轴电缆本身的绝缘性能存在问题时，还会出现同轴电缆的电容器因施加了过大的电压而被击穿的可能性。

本发明即是鉴于上述现状而作出，其目的在于提供一种高电压测试装置，该装置即使在对内置有电容器的同轴电缆进行测试的情况下，也能够在不会击穿电容器的状态下，通过简单操作对电缆整体进行测试。

用于解决课题的手段

为了达到上述目的，本发明的高电压测试装置具有下述（1）～（4）的特征。

（1）一种高电压测试装置，该高电压测试装置以具有中心导体和屏蔽导体的同轴电缆为检查对象，通过在上述同轴电缆的中心导体与屏蔽导体之间施加高电压，进行有关电气绝缘状态的测试，上述屏蔽导体包围着上述中心导体的周围，在其与中心导体之间夹着预定的绝缘材料，其中，

上述高电压测试装置具有电缆连接部，该电缆连接部将输出高电压的测试仪的两个输出电极分别与作为检查对象的上述同轴电缆的中心导体以及屏蔽导体连接，

上述电缆连接部还具有：将上述同轴电缆的中心导体的长度方向的一端与另一端之间电气短路的芯线短路部；以及将上述同轴电缆的屏蔽导体的长度方向的一端与另一端之间电气短路的屏蔽线短路部。

（2）根据上述（1）所述的高电压测试装置，其中，上述高电压测试装置还具有时间常数电路，该时间常数电路连接在上述测试仪的输出与上述电缆连接部的输入之间，并包括至少一个电阻器以及至少一个电容器。

（3）根据上述（2）所述的高电压测试装置，其中，上述时间常数电路具有吸收异常高电压的电涌消除电路。

（4）根据上述（1）所述的高电压测试装置，其中，上述电缆连接部具有两个以上的同轴连接器，该同轴连接器用于分别与设置于作为检查对象的上述同轴电缆的长度方向的一端和另一端的两个连接器相连接。

根据上述（1）的结构的高电压测试装置，即使在作为检查对象的上述同轴电缆中内置有电容器的情况下，也能够防止在上述电容器的端子之间施加高电压。而且，测试用电压借助上述芯线短路部同时施加到上述同轴电缆的两端。因此，即使不分成两次进行测试，而是通过一次测试也能够对上述同轴电缆的整体进行测试。另外，即使在作为检查对象的上述同轴电缆的长度较长的情况下，也能够抑制施加于上述电容器的端子之间的电压的增大。

根据上述（2）的结构的高电压测试装置，能够缓和由上述测试仪施加到作为检查对象的上述同轴电缆的高电压的变化速度。由此缓和上述同轴电缆内部的电感成分的影响。因此，即使在作为检查对象的上述同轴电缆的长度较长的情况下，也能够抑制施加于上述电容器的端子之间的电压的增大。

根据上述（3）的结构的高电压测试装置，在因某种原因而暂时施加了异常高电压的情况下，上述电涌消除电路将该异常高电压吸收。因此，能够抑制施加于上述电容器的端子之间的电压的增大。

根据上述（4）的结构的高电压测试装置，只要将作为检查对象的上述同轴电缆的两端安装到上述电缆连接部的两个同轴连接器，就能够安全地进行测试。即，能够防止因误操作等造成上述同轴电缆内部的电容器被施加过大的电压的情况。

以上，对本发明进行了简要说明。并且，通过参照附图来通读下面所说明的具体实施方式，本发明的细节将会更加明确。

附图说明

图1是使用实施方式的高电压测试装置对天线用电线线束进行测试时的连接状态的接线示意图。

图2是图1所示电路的等效电路的电路图。

图3是表示作为检查对象的天线用电线线束的结构例的主视图。

图4是向图1以及图3所示的天线用电线线束施加测试用电压时影响所及的各部的电路元件的连接状态的示意图。

图5是施加了测试用直流电压之后不久的天线用电线线束的等效电路的电路示意图。

图6是施加了测试用直流电压后再经过充分时间后的天线用电线线束的等效电路的电路示意图。

图7是高电压测试用夹具中没有时间常数电路的情况下的电压波形的波形示意图。

图8是高电压测试用夹具中具有时间常数电路的情况下的电压波形的波形示意图。

图9是实际测试状态下出现于天线用电线线束内部的电容器端子之间的电压波形例的波形示意图。

图10是使用变形例的高电压测试装置对天线用电线线束进行测试时的连接状态的接线示意图。

符号说明

10 天线用电线线束

11 同轴电缆

11a 芯线

11b 屏蔽导体

12、13 线束侧连接器

14 电容器

20、20B 高电压测试用夹具（高电压测试装置）

21、22 测试仪侧连接器

23 夹具电路

23a 时间常数电路

23b 电涌消除电路

24、25 端子

30 绝缘电阻/耐压测试仪

31、32 输出电极

40 天线用电线线束

41、43 同轴电缆

42、44、45 线束侧连接器

46 电容器

51、52、53 测试仪侧连接器

P1、P3 芯线短路部

P2、P4 屏蔽线短路部

X 收音机单元

Y 天线放大器

具体实施方式

以下，参照各附图，对本发明的高电压测试装置相关的具体实施方式进行说明。

图1表示使用本实施方式的高电压测试装置对天线用电线线束进行测试时的连接状态的具体例。另外，在本实施方式中，作为代表例，是假定了将如图3所示的天线用电线线束10用作检查对象的情况。

如图3所示，该天线用电线线束10被用于连接预定的收音机单元（车载无线电接收器的输入）X与天线放大器（将来自车载天线的高频信号放大的放大器）Y之间。另外，如图3所示，其包括具有某种程度的长度（例如1.6m）的同轴电缆（1.5C-2V）11和分别与该同轴电缆的一端11A以及另一端11B相连接的线束侧连接器12、13。并且，在线束侧连接器12的内侧内置有电容器14。

具体而言，线束侧连接器12是符合日本汽车技术协会标准（JASO）的JASO插头（plug）。另外，线束侧连接器13是同轴用高频连接器（HFC）。

同轴电缆11其中心部具有粗细一定的作为导电体的芯线11a，其外周由预定的电气绝缘材料包覆。并且，在该电气绝缘材料的外侧，配置有呈圆筒状并将芯线11a包围的屏蔽导体11b。即，芯线11a与屏蔽导体11b配置为同轴状，两者之间由电气绝缘材料进行绝缘。另外，屏蔽导体11b的外侧由适当的外皮（绝缘体）包覆。

内置于线束侧连接器12内的电容器14是用于与同轴电缆11所连接的天线系统（例如图3中，收音机单元X和天线放大器Y相当于该天线系统）的信号源进行匹配（matching）的电容器，起到匹配用补偿电容器的作用。即，如图3所示，电容器14的一端在同轴电缆11的一端11A与芯线11a相连接，电容器14的另一端与线束侧连接器12的中心的电极12a相连接。采用该结构，使得天线用电线线束10具备了用于与天线系统的信号源进行匹配的功能。

另外，线束侧连接器12的外周的电极12b在同轴电缆11的一端11A与屏蔽导体11b相连接。线束侧连接器13的中心的电极13a在同轴电缆11的另一端11B与芯线11a相连接，外周的电极13b在同轴电缆11的另一端11B与屏蔽导体11b相连接。

在将图3所示的天线用电线线束10作为检查对象进行测试时，如图1所示，将其与高电压测试用夹具（高电压测试装置）20相连接。即，因为同轴电缆11具备可挠性，所以，将天线用电线线束10弯曲为U字状，使其一端侧的线束侧连接器（插头）12与测试仪侧连接器（插座）21进行机械连接和电连接，并使另一端侧的线束侧连接器（母头）13与测试仪侧连接器（公头）22进行机械连接和电连接。

图1所示的高电压测试用夹具20具有测试仪侧连接器21、22和夹具电路23。测试仪侧连接器21和测试仪侧连接器22配置于相互邻近的位置。另外，测试仪侧连接器21的中心侧电极21a在芯线短路部P1与测试仪侧连接器22的中心侧电极22a相连接，测试仪侧连接器21的外周侧电极21b在屏蔽线短路部P2与测试仪侧连接器22的外周侧电极22b相连接。

芯线短路部P1经由夹具电路23与端子24相连接，屏蔽线短路部P2经由夹具电路23与端子25相连接。夹具电路23的端子24以及25分别与绝缘电阻/耐压测试仪30的输出电极31以及32相连接。

绝缘电阻/耐压测试仪30具有进行使用了直流高电压的绝缘电阻测试的功能和使用了交流高电压的耐电压测试的功能。即，能够在输出电极31、32之间施加了直流高电压（例如1000V）的状态下测量检查对象的绝缘电阻。另外，能够在输出电极31、32之间施加了低频交流（例如50Hz）高电压（例如1000V）的状态下识别检查对象是否发生绝缘破坏。

图2表示图1所示的电路的主要部分的等效电路。如图2所示，高电压测试用夹具20的夹具电路23具有时间常数电路23a和电涌消除电路23b。

时间常数电路23a是为了减缓在切换绝缘电阻/耐压测试仪30所输出的直流电压导通/切断时的波形的上升和下降而设置的。此外，在图2所示的结构例中，时间常数电路具有两个电阻器和三个电容器，但也可以仅由一个电阻器和一个电容器构成时间常数电路23a。

电涌消除电路23b是为了保护整个系统而设置的。即，在因某种原因而暂时施加了异常的高电压（电涌电压）的情况下，为了电路各部分不被破坏，电涌消除电路23b将电涌电压消除。在该结构例中，由极性相互反向并串联连接的两个二极管构成电涌消除电路23b。此外，电涌消除电路23b用于意外保护，因此也可以省略。

图4表示向图1以及图3所示的天线用电线线束10施加测试用电压时对天线用电线线束10造成影响的各部分的主要电路元件的假定连接状态。图4所示的各电路元件的实体如下所示。

C1：相当于线束侧连接器12内部的电容器14的静电电容

R：芯线11a与屏蔽导体11b之间的绝缘电阻

C2：芯线11a与屏蔽导体11b之间的寄生电容

L：存在于芯线11a等中的电感成分

因此，关于天线用电线线束10的等效电路，如图2所示，包括C1、C2、L各成分。

如图1所示，通过在芯线短路部P1使测试仪侧连接器21的中心侧电极21a与测试仪侧连接器22的中心侧电极22a短路，将电容器14的一端与另一端之间进行电连接。因此，在稳态下，电容器14两端之间的电压为0V。但是，在测试时从绝缘电阻/耐压测试仪30的输出施加直流电压的情况下，在导通/切断切换时，也会产生高电压的上升和下降。因此，图2所示的C1、C2、L各成分对于此时的交流成分出现了影响，有可能在电容器14的两端之间出现高电压。特别是同轴电缆11长度较长的情况下，存在C1、C2、L各成分的影响变大的可能性。

图5表示施加了测试用直流电压之后不久的天线用电线线束10的等效电路。即，在施加了直流电压之后不久，由于电感成分L的作用，在短时间内（例如8ns）产生反电动势，在其影响下，电容器14（C1）的两端出现了以下式表示的电压Vc1。

Vc1=（外加电压）×C2/（C1＋C2）…（1）

另外，图6表示施加了测试用直流电压之后再经过充分时间后的天线用电线线束10的等效电路。即，因为在施加直流电压后经过了充分的时间后，电感成分L的反电动势的影响消失，所以，电容器14（C1）的两端在芯线短路部P1变为被短接状态，电容器14（C1）的两端变为等电位。

也就是说，在使用高电压测试用夹具20在芯线短路部P1将天线用电线线束10的一端与另一端短接的情况下，也对电容器14暂时施加有上述第（1）式的电压。在该电压大小超过电容器14的耐压（例如50V）的情况下，电容器14可能被击穿。

图7表示高电压测试用夹具20没有时间常数电路23a的情况下的电压波形。即，当施加于天线用电线线束10的输入电压Vin（A点—D点间的电压）如图7所示的波形那样发生急剧变化时，在过渡状态期间T1内，电容器14（C1）的两端出现电压Vc1。在图7所示的例中，作为输入电压Vin给与5V的变化时，观测到最大为3.8V的振幅的电压Vc1。因此，假如将1000V作为输入电压Vin进行施加的情况下，760V的高电压将被施加到电容器14（C1）的两端，电容器14发生绝缘击穿。

另一方面，图8表示高电压测试用夹具20具有时间常数电路23a的情况下的电压的波形。即，施加到天线用电线线束10的输入电压Vin（A点—D点间的电压）在时间常数电路23a的影响下，如图8所示的波形，其上升和下降变得平缓。其结果为，即使在过渡状态期间内，电容器14（C1）的两端出现的电压Vc1也变小到噪声级的程度。

图9表示实际测试状态下出现于天线用电线线束10内部的电容器14（C1）的端子之间的电压波形例。在图9所示的例中，示出了施加直流500V作为上述输入电压Vin时的过渡状态下的电容器14（C1）的两端出现的电压Vc1。在该例中，因为电压Vc1的振幅最大值为4.68V，所以，如果考虑到电容器14的通常的耐压（例如50V），则完全没有问题。

也就是说，在天线用电线线束10的绝缘电阻测试时，即使将绝缘电阻/耐压测试仪30所输出的直流高电压（例如1000V）急剧接通或切断的情况下，也能够通过在高电压测试用夹具20中安装时间常数电路23a，防止在过渡状态下超过耐压的高电压施加到电容器14的端子之间。此外，在绝缘电阻/耐压测试仪30所输出的电压变化平缓的情况下，或者与同轴电缆11长度较短时一样，电感成分L的影响较小的情况下，即使没有时间常数电路23a也可能不出现问题。

（变形例）

图10表示使用变形例的高电压测试装置对天线用电线线束40进行测试时的连接状态。在图10所示的例中，用作检查对象的天线用电线线束40具有两条同轴电缆41、43和三个线束侧连接器42、44、45。即，同轴电缆41的一端以及同轴电缆43的一端与共用的线束侧连接器45相连接，同轴电缆41的另一端与线束侧连接器42相连接，同轴电缆43的另一端与线束侧连接器44相连接。

线束侧连接器42为JASO插头，线束侧连接器45为高频连接器（HFC），线束侧连接器44为JASO微型插头。在线束侧连接器42内部内置有电容器46。

图10所示的高电压测试用夹具（高电压测试装置）20B呈仅通过一次测试就能够对天线用电线线束40的整体进行检查的结构。即，高电压测试用夹具20B具有测试仪侧连接器51、52以及53。另外，测试仪侧连接器51、测试仪侧连接器52和测试仪侧连接器53配置于相互邻近的位置。如图10所示，测试仪侧连接器51与线束侧连接器42相连接，测试仪侧连接器52与线束侧连接器44相连接，测试仪侧连接器53与线束侧连接器45相连接。

另外，在芯线短路部P3，测试仪侧连接器51的中心侧电极、测试仪侧连接器52的中心侧电极、测试仪侧连接器53的中心侧电极共用电连接。另外，在屏蔽线短路部P4，测试仪侧连接器51的外周侧电极、测试仪侧连接器52的外周侧电极、测试仪侧连接器53的外周侧电极共用电连接。

因此，在如图10所示的连接状态下，只要从绝缘电阻/耐压测试仪30的输出端输出电压，就能够对同轴电缆41的整体以及同轴电缆43的整体施加电压，仅通过一次作业就能够完成天线用电线线束40的整体的测试。

如上所述，本发明的高电压测试装置能够应用到对例如搭载于车辆的天线电缆等进行绝缘电阻测试或耐压测试的情况，特别是在作为检查对象的电缆内置有电容器的情况下，也能够仅通过一次作业即完成电缆整体的测试，有助于作业效率的改善。而且，因为只要将连接器连接起来就能够开始测试，所以，能够防止因错误的连接操作而对电容器施加过大的电压的情况。另外，通过安装时间常数电路，也能够防止在暂时的过渡状态下对电容器施加过大电压的情况。

另外，参照特定的实施方式详细说明了本发明，但在不背离本发明的精神和范围的前提下可进行各种变更和修正，这对本领域的技术人员而言是不言而喻的。

此外，本申请基于2010年11月2日提出的日本专利申请（日本特愿2010-246474），在此，其内容作为参照而被引入。

产业实用性

根据本发明，即使在对内置有电容器的同轴电缆进行测试的情况下，也能够在不破坏电容器的前提下，以简单的操作进行电缆整体的测试。

Claims

1.一种高电压测试装置，所述高电压测试装置以具有中心导体和屏蔽导体的同轴电缆为检查对象，通过在所述同轴电缆的中心导体与屏蔽导体之间施加高电压，进行有关电气绝缘状态的测试，所述屏蔽导体包围着所述中心导体周围，在所述屏蔽导体与所述中心导体之间，夹着预定的绝缘材料，其特征在于，

所述高电压测试装置具有电缆连接部，所述电缆连接部将输出高电压的测试仪的两个输出电极分别与作为检查对象的所述同轴电缆的中心导体以及屏蔽导体连接，

所述电缆连接部还具有：将所述同轴电缆的中心导体的长度方向的一端与另一端之间电气短路的芯线短路部；以及将所述同轴电缆的屏蔽导体的长度方向的一端与另一端之间电气短路的屏蔽线短路部。

2.根据权利要求1所述的高电压测试装置，其特征在于，

所述高电压测试装置还具有时间常数电路，所述时间常数电路连接在所述测试仪的输出与所述电缆连接部的输入之间，并包括至少一个电阻器以及至少一个电容器。

3.根据权利要求2所述的高电压测试装置，其特征在于，

所述时间常数电路具有吸收异常高电压的电涌消除电路。

4.根据权利要求1所述的高电压测试装置，其特征在于，

所述电缆连接部具有两个以上的同轴连接器，所述同轴连接器用于分别与设置于作为检查对象的所述同轴电缆的长度方向的一端和另一端的两个连接器相连接。