CN114859186A - 一种快速测量最低电介质强度裕量的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速测量最低电介质强度裕量的装置及方法，通过示波器测得待测隔离电路内某个模块的电压有效值，从而计算出对应模块的最低电介质强度裕量，减少因电介质强度而故障的可能性，提高模块的寿命以及整机的寿命，此外，由于电子产业大环境的缺芯，可用于快速选择替换模块，增加产品的生命周期。

Description

一种快速测量最低电介质强度裕量的装置及方法
技术领域
本发明涉及测量电介质强度裕量的技术领域，具体涉及一种快速测量最低电介质强度裕量的装置及方法。
背景技术
电绝缘材料的电子被束缚于分子中，因此对电流具有很高的耐受能力，但是当击穿发生时，电场会让原先收到束缚的电子得到释放，如果电场的强度足够大，这些自由电子与电中性的原子或分子发生碰撞并释放其它的电子，则自由电子的释放会被加速。电介质中的场强超过可以击穿的场强会引起介质中出现大量的自由电子，导致流过介质的电流急剧增加，介质温度迅速上升，最后介质被烧坏，均匀场强中，击穿电压与介质厚度之比称为电介质强度，反应电介质自身的耐电强度。
通常电气产品均是在相应的额定电压下使用，然而，在使用过程中有时会处在电压及电流的异常状态下，如电力系统内部能量转换或参数变化时引起的切合空载线路、切断空载变压器以及系统内发生单向弧光接地等内部过电压情况，因此，产品的绝缘结构的设计不但要考虑额定电压而且要考虑产品使用环境的内部过电压，因此电介质强度测试是检验产品合格与否的关键一步。
常规的测试，大都是定性、整机的电介质强度测试，由于电气设备内部有各种模块组成，不同批次的模块可能有所差异，若N1模块和N2模块的漏电流同时在最大值，则整机的漏电流偏大，对电介质强度测试带来较大干扰。
为确定减少因电介质强度而故障的可能性，同时快速筛选可替换模块增加产品生命周期，亟需一种可快速确定电气设备内部各模块电介质强度裕量的装置和方法。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种快速测量最低电介质强度裕量的装置及方法解决了现有缺乏一种可快速确定电气设备内部各模块电介质强度裕量的装置和方法的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种快速测量最低电介质强度裕量的装置，包括：隔离变压器、医用耐压测试仪、示波器、高压探头和待测隔离电路；
所述变压器的原边与市电连接，其副边与示波器连接；所述医用耐压测试仪与市电连接，其输出正端与待测隔离电路的电源接口连接，其输出负端与待测隔离电路的输出线缆连接；所述高压探头与示波器连接，用于测量待测隔离电路中各模块的电压有效值，根据电压有效值得到待测隔离电路中各模块的最低电介质强度裕量值。
进一步地，所述隔离变压器的功率大于示波器的额定功率。
上述进一步方案的有益效果为：隔离变压器用于隔离示波器和医用耐压测试仪，隔离变压器功率需要大于示波器的额定功率。
进一步地，所述隔离变压器的原副边隔离强度大于3KV。
进一步地，所述示波器的带宽大于200M。
进一步地，所述待测隔离电路为医用电气设备内部隔离电路。
进一步地，所述待测隔离电路包括：AC/DC模块、第一DC/DC模块、DC/RF模块、第二DC/DC模块、控制模块、附件识别模块和显示屏模块；
所述AC/DC模块的输入端与医用耐压测试仪的输出正端连接，其第一输出端与第一DC/DC模块的输入端连接，其第二输出端与第二DC/DC模块的输入端连接；所述第一DC/DC模块的输出端与DC/RF模块的输入端连接；所述第二DC/DC模块的第一输出端分别与显示屏模块和附件识别模块的输入端连接，其第二输出端与控制模块连接；所述附件识别模块的输出端与DC/RF模块的输出端连接，并与输出线缆连接。
一种快速测量最低电介质强度裕量的方法，包括以下步骤：
S1、启动医用耐压测试仪，并设置医用耐压测试仪的电压参数，对待测隔离电路施加电压；
S2、通过示波器测量待测隔离电路中各模块的电压有效值；
S3、根据模块的电压有效值和对应模块的电气隔离电压标称值，计算对应模块的最低电介质强度裕量。
进一步地，所述步骤S3中计算对应模块的最低电介质强度裕量的公式为：
K＝1-URMS/UL
其中，K为模块的最低电介质强度裕量，URMS为模块的电压有效值，UL为模块的电气隔离电压标称值。
综上，本发明的有益效果为：一种快速测量最低电介质强度裕量的装置及方法，通过示波器测得待测隔离电路内某个模块的电压有效值，从而计算出对应模块的最低电介质强度裕量，减少因电介质强度而故障的可能性，提高模块的寿命以及整机的寿命，此外，由于电子产业大环境的缺芯，可用于快速选择替换模块，增加产品的生命周期。
附图说明
图1为一种快速测量最低电介质强度裕量的装置的系统结构示意图；
图2为一种快速测量最低电介质强度裕量的装置的进一步地详细的系统结构示意图；
图3为一种快速测量最低电介质强度裕量的方法的流程图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，一种快速测量最低电介质强度裕量的装置，包括：隔离变压器1、医用耐压测试仪2、示波器3、高压探头4和待测隔离电路5；
所述变压器1的原边与市电连接，其副边与示波器3连接；所述医用耐压测试仪2与市电连接，其输出正端与待测隔离电路5的电源接口连接，其输出负端与待测隔离电路5的输出线缆连接；所述高压探头4与示波器3连接，用于测量待测隔离电路5中各模块的电压有效值，根据电压有效值得到待测隔离电路5中各模块的最低电介质强度裕量值。
所述隔离变压器1的功率大于示波器3的额定功率。所述隔离变压器1的原副边隔离强度大于3KV。所述示波器3的带宽大于200M。所述待测隔离电路5为医用电气设备内部隔离电路。高压探头4选择的高压范围大于医用耐压测试仪2的输出电压。
如图2所示，所述待测隔离电路包括：AC/DC模块、第一DC/DC模块、DC/RF模块、第二DC/DC模块、控制模块、附件识别模块和显示屏模块；
所述AC/DC模块的输入端与医用耐压测试仪2的输出正端连接，其第一输出端与第一DC/DC模块的输入端连接，其第二输出端与第二DC/DC模块的输入端连接；所述第一DC/DC模块的输出端与DC/RF模块的输入端连接；所述第二DC/DC模块的第一输出端分别与显示屏模块和附件识别模块的输入端连接，其第二输出端与控制模块连接；所述附件识别模块的输出端与DC/RF模块的输出端连接，并与输出线缆连接。
在本实施例中，DC/RF模块为直流DC转射频RF的模块。
附件识别模块用于识别DC/RF模块的射频输出端连接的外部负载是否匹配，若匹配，则DC/RF模块可开启，若不匹配，则DC/RF模块不能开启。
如图3所示，一种快速测量最低电介质强度裕量的方法，包括以下步骤：
S1、启动医用耐压测试仪2，并设置医用耐压测试仪2的电压参数，对待测隔离电路5施加电压；
S2、通过示波器3测量待测隔离电路5中各模块的电压有效值；
在步骤S2中，进行测量时，高压探头4接入待测隔离电路5中各模块的两端，例如A端和B端、B端和C端、C端和D端等，其它模块连接关系与一种快速测量最低电介质强度裕量的装置中各部分相同。
S3、根据模块的电压有效值和对应模块的电气隔离电压标称值，计算对应模块的最低电介质强度裕量。
所述步骤S3中计算对应模块的最低电介质强度裕量的公式为：
K＝1-URMS/UL
其中，K为模块的最低电介质强度裕量，URMS为模块的电压有效值，UL为模块的电气隔离电压标称值。
在模块的最低电介质强度裕量K大于0.2的情况下，该模块满足使用条件。
本发明的方法和装置是研发时筛选系统各模块用的方案，每个模块都有自己的“电气隔离电压标称值UL”，但是由于目前市场“缺芯”的大环境，产品部分在损坏时，有时无法获取相同的模块进行替换，这就需要寻找可以替代该模块的产品，但是要符合电气隔离标准，即实测有效值URMS如果小于80％UL，则符合电气隔离要求，反之，则不符合；即(1-URMS/UL)*100％大于20％，即为符合筛选要求的最低电介质强度裕量，其中，URMS/UL为电介质强度。

Claims (8)

1.一种快速测量最低电介质强度裕量的装置，其特征在于，包括：隔离变压器(1)、医用耐压测试仪(2)、示波器(3)、高压探头(4)和待测隔离电路(5)；
所述变压器(1)的原边与市电连接，其副边与示波器(3)连接；所述医用耐压测试仪(2)与市电连接，其输出正端与待测隔离电路(5)的电源接口连接，其输出负端与待测隔离电路(5)的输出线缆连接；所述高压探头(4)与示波器(3)连接，用于测量待测隔离电路(5)中各模块的电压有效值，根据电压有效值得到待测隔离电路(5)中各模块的最低电介质强度裕量值。
2.根据权利要求1所述的快速测量最低电介质强度裕量的装置，其特征在于，所述隔离变压器(1)的功率大于示波器(3)的额定功率。
3.根据权利要求1所述的快速测量最低电介质强度裕量的装置，其特征在于，所述隔离变压器(1)的原副边隔离强度大于3KV。
4.根据权利要求1所述的快速测量最低电介质强度裕量的装置，其特征在于，所述示波器(3)的带宽大于200M。
5.根据权利要求1所述的快速测量最低电介质强度裕量的装置，其特征在于，所述待测隔离电路(5)为医用电气设备内部隔离电路。
6.根据权利要求1所述的快速测量最低电介质强度裕量的装置，其特征在于，所述待测隔离电路包括：AC/DC模块、第一DC/DC模块、DC/RF模块、第二DC/DC模块、控制模块、附件识别模块和显示屏模块；
所述AC/DC模块的输入端与医用耐压测试仪(2)的输出正端连接，其第一输出端与第一DC/DC模块的输入端连接，其第二输出端与第二DC/DC模块的输入端连接；所述第一DC/DC模块的输出端与DC/RF模块的输入端连接；所述第二DC/DC模块的第一输出端分别与显示屏模块和附件识别模块的输入端连接，其第二输出端与控制模块连接；所述附件识别模块的输出端与DC/RF模块的输出端连接，并与输出线缆连接。
7.一种快速测量最低电介质强度裕量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、启动医用耐压测试仪(2)，并设置医用耐压测试仪(2)的电压参数，对待测隔离电路(5)施加电压；
S2、通过示波器(3)测量待测隔离电路(5)中各模块的电压有效值；
S3、根据模块的电压有效值和对应模块的电气隔离电压标称值，计算对应模块的最低电介质强度裕量。
8.根据权利要求7所述的快速测量最低电介质强度裕量的方法，其特征在于，所述步骤S3中计算对应模块的最低电介质强度裕量的公式为：
K＝1-URMS/UL
其中，K为模块的最低电介质强度裕量，URMS为模块的电压有效值，UL为模块的电气隔离电压标称值。
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