CN206038827U - 用于变频电机匝间绝缘局部起始放电电压的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了自动化测试技术领域内的一种用于变频电机匝间绝缘局部起始放电电压的测试装置，包括高压重复方波电源、高压差分探头、温度控制箱和超高频天线，温度控制箱内设有固定变频电机匝间绝缘试样的试样架，高压重复方波电源输出端具有高压测试电极和地测试电极，试样架的两端分别与高压测试电极和地测试电极连接，匝间绝缘试样的两端分别与试样架的两端连接，并联于高压测试电极和地测试电极之间的高压差分探头输出端连接数字示波器，超高频天线放置于温度控制箱外，超高频天线耦合匝间绝缘局部放电信号并经过高通滤波器处理后传入数字示波器；本实用新型测试精度高，保证测试工作的安全性。

Description

用于变频电机匝间绝缘局部起始放电电压的测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种电压测试装置，特别涉及一种变频电机匝间绝缘局部起始放电电压的测试装置。

背景技术

变频电机具有效率高、可控性强、环境友好和易起动等特点，正逐渐取代传统正弦交流电机，广泛应用于风力发电、船舰驱动、高速铁路及电动汽车等领域。

研究表明，变频电机端部过电压引起的局部放电是造成电机绝缘损坏的主要原因。工频正弦交流电压经逆变器的脉宽调制后输出高频、快速变化上升及下降沿的脉冲电压。当脉冲电压上升时间低于在连接电缆上传输时间的2倍时，在电缆与电机连接端处因阻抗不匹配而发生折射和反射形成过电压，导致电机端电压可达变频器直流母线电压的2倍以上。此外，电机绕组匝间电压分布不均将引起绕组首匝和末匝处出现过电压。当过电压幅值超过变频电机绝缘系统的局部放电起始放电电压时，局部放电以较高概率出现，加速绝缘老化，导致电机绝缘过早失效。

为解决变频电机匝间绝缘问题，国际电工委员会（IEC）针对I型（低压散嵌绕组）变频电机的绝缘系统提出了检测标准—IEC 60034-18-41。标准规定，为确保电机运行时不发生局部放电，电机投运前需测试电机匝间绝缘的PDIV，作为判断电机绝缘性能的参考。

现有方波下变频电机PDIV 测试设备还停留在实验室搭建环节，没有一个完整的测试系统，测试手段粗略，测试精度和自动化程度不高，因而对于PDIV 测试来说，这不仅人力物力消耗大，而且同一变频电机的PDIV 测试数据往往具有很大的分散性。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种用于变频电机匝间绝缘局部起始放电电压的测试装置，此装置自动化程度高，测试效率高且测试质量好。

本实用新型的目的是这样实现的：一种用于变频电机匝间绝缘局部起始放电电压的测试装置，包括高压重复方波电源、高压差分探头、温度控制箱、超高频天线，所述温度控制箱内设有用于固定变频电机匝间绝缘试样的试样架，所述高压重复方波电源的输出端具有高压测试电极和地测试电极，所述试样架的两端分别与高压测试电极和地测试电极连接，所述匝间绝缘试样的两端分别与试样架的两端连接，并联于所述高压测试电极和地测试电极之间的高压差分探头的输出端连接有数字示波器，所述超高频天线放置于温度控制箱外，所述超高频天线耦合变频电机匝间绝缘局部放电信号，匝间绝缘局部放电信号经过高通滤波器处理后传入数字示波器，所述数字示波器上同时显示局部放电电压信号和高压重复方波电源输出方波信号。

为了进一步提高测试的准确性，所述超高频天线与匝间绝缘试样的距离为15-20cm。

为了进一步提高本实用新型测试工作的可靠性，所述匝间绝缘试样为变频电机漆包线扭绞成的绞线对，两漆包线间的夹角为60 º，并去除一端绝缘漆，去除绝缘漆段的漆包线两端分别与高压测试电极和地测试电极连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型所采用高压重复方波电源的输出电压升压速率低，调节精度高，测试PDIV精度高，高压重复方波电源的输出参数可调，可模拟不同电压条件下的测试，高压重复方波电源的输出电压完全对称、无电压死区且正电压持续时间长，可以准确模拟变频绝缘实际运行情况；

（2）本实用新型采用超高频天线采集匝间绝缘试样的局部放电电压信号，信号增益大，测试结果更为准确；

（3）本实用新型采用的数字示波器可实时显示匝间绝缘试样的放电信号，测试时采用局部放电通道触发方式，设定示波器的采样率为4 Gs/s，准确提取测试试样的PDIV；

（4）本实用新型中采用高压差分探头测试加在匝间绝缘试样两端的电压信号，提高测试的安全性和准确性；

（5）本实用新型通过以上元器件的结合使用，提高测试精度，保证测试时的安全性和可靠性，可应用于变频电机PDIV的测试工作中。

附图说明

图1为本实用新型的连接框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示的用于变频电机匝间绝缘局部起始放电电压的测试装置，包括高压重复方波电源、高压差分探头、温度控制箱、超高频天线，温度控制箱内设有用于固定变频电机的匝间绝缘试样的试样架，高压重复方波电源的输出端具有高压测试电极和地测试电极，试样架的两端分别与高压测试电极和地测试电极连接，匝间绝缘试样为变频电机漆包线扭绞成的绞线对，两漆包线间的夹角为60 º，并去除一端绝缘漆，去除绝缘漆段的漆包线两端分别与高压测试电极和地测试电极连接，并联于高压测试电极和地测试电极之间的高压差分探头的输出端连接有数字示波器，超高频天线放置于温度控制箱外，超高频天线与匝间绝缘试样的距离为15 -20 cm，超高频天线耦合变频电机的匝间绝缘局部放电信号，放电信号经过高通滤波器处理后传入数字示波器，数字示波器上同时显示重复方波电压电源的输出电压信号和匝间绝缘试样的局部放电电压信号。

下面对本实用新型中所用的各个元器件进行介绍，具体如下，

高压重复方波电源：输入交流频率50 Hz，电压220V，输出重复方波电压参数为：幅值0～8 kV连续可调、频率1～10 kHz连续可调、占空比1%～99%连续可调、上升/下降时间为20 ns、40 ns、60 ns和1 µs，方波电压极性（正极性、负极性和双极性）可调；

高压差分探头：衰减比为1000:1，可测最大差分电压为 ±8 kV，将高压测试端kV级电压降低到V级，提高测试准确度；

温度控制箱：从室温至300℃连续精确可调，调节精度＜0.1℃，可以模拟不同温度条件下变频电机匝间绝缘的起始放电情况；

高通滤波器：带宽为500 MHz；

超高频电线：工作频段为0.8 GHz-2 GHz，电压驻波比小于2，最大增益为8.5 dB；

数字示波器：最高采样率为16 Gs/s，带宽2 GHz；PDIV测试时，根据局部放电产生电磁波的带宽，设定示波器采样率。

本实用新型中通过重复方波电源给变频电机的匝间绝缘试样提供电源，可模拟不同电压条件下的测试，可准确模拟变频绝缘实际运行情况，采用超高频天线采集匝间绝缘试样的局部放电电压信号，信号增益大，测试结果更为准确，采用高压差分探头测试加在匝间绝缘试样两端的电压信号，提高测试的安全性和准确性，本实用新型操作便捷，提高测试精度的同时保证测试工作的安全性和可靠性，可应用于变频电机匝间绝缘局部起始放电电压的测试工作中。

本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型保护范围内。

Claims (3)

1.一种用于变频电机匝间绝缘局部起始放电电压的测试装置，其特征在于：包括高压重复方波电源、高压差分探头、温度控制箱、超高频天线，所述温度控制箱内设有用于固定变频电机匝间绝缘试样的试样架，所述高压重复方波电源的输出端具有高压测试电极和地测试电极，所述试样架的两端分别与高压测试电极和地测试电极连接，所述匝间绝缘试样的两端分别与试样架的两端连接，并联于所述高压测试电极和地测试电极之间高压差分探头的输出端连接有数字示波器，所述超高频天线放置于温度控制箱外，所述超高频天线耦合变频电机匝间绝缘试样的局部放电信号，所述匝间绝缘局部放电信号经过高通滤波器处理后传入数字示波器，所述数字示波器上同时显示局部放电电压信号和高压重复方波电源输出方波信号。

2.根据权利要求1所述的用于变频电机匝间绝缘局部起始放电电压的测试装置，其特征在于：所述超高频天线与匝间绝缘试样的距离为15-20 cm。

3.根据权利要求1或2所述的用于变频电机匝间绝缘局部起始放电电压的测试装置，其特征在于：所述匝间绝缘试样为变频电机漆包线扭绞成的绞线对，两漆包线间的夹角为60º，并去除一端绝缘漆，去除绝缘漆段的漆包线两端分别与高压测试电极和地测试电极连接。