耐电压测试仪检定中的相关问题及探讨

摘 要：耐电压测试仪是对各种电器设备或绝缘材料进行电气安全试验的仪器，需要定期检定。它的主要技术指标有输出电压、击穿报警电流、电压持续时间等，下面分别对几个主要参数检定过程中容易出现的问题进行了分析和探讨，并提出了相应对策。

关键词：耐电压测试仪；检定；探讨

中图分类号：TM93 文献标识码：A

一、 概述

耐电压测试仪是对各种低压电器设备，各种电器器具，绝缘材料和绝缘结构的抗电性能进行检测和试验的仪器，属于安全防护计量器具，应该定期进行检定。现在就检定中容易出现的问题进行探讨。

二、 输出电压的检定

输出电压是耐电压测试仪最重要的技术指标之一，它的准确与否很大程度上决定了耐电压试验的结果和质量。在按照JJG795-2004《耐电压测试仪检定规程》检定过程中，主要存在着检定点过少，不能很好地满足实际使用的情况。

规程JJG795-2004对全检量程的规定是"在40%Um-100%Um范围内，均匀选取检定点（或最近刻度点），但不少于四点"，例如在生产现场常用的5kV量程的耐电压测试仪，按照规程只需选取2kV，3kV，4kV，5kV四个点进行检定就可以了。但是这与耐电压测试仪的实际应用并不相符。这是因为大部分的电子仪器，电器产品的电源端对地的工频耐压试验要求的试验电压是1.5kV，有些电线电缆或绝缘材料也经常需要2kV以下的工频耐压试验。这样，规程规定的检定点不能很好的覆盖到常用的工作电压，容易给产品质量或安全生产带来隐患。

因此建议在实际检定工作中，要根据用户要求或被检仪器用途，适当增加40%Um以下的检测点，以便为用户的使用和产品质量的提高提供更加可靠技术保障。

三、 击穿报警电流的检定

检定耐电压测试仪的击穿报警电流时，主要问题是测量结果重复性较差，测量数据变化较大。造成这一现象，有操作方法不当，电流调节过快的原因，也有标准器（数表）本身采样速度限制的原因。

在JJG795-2004《耐电压测试仪检定规程》中，介绍了两种检定方法：一是固定电压调节电阻，一种是固定电阻调节电压。所谓固定电压调节电阻，就是把耐电压测试仪的电压调节到规程要求的范围，固定不动，然后通过减小电路中的负载电阻使电流由小变大，直至达到耐电压测试仪的击穿报警电流。这种方法在JJG795-2004《耐电压测试仪检定规程》中表述为"调整输出电压至0.1UH，但不能低于500V。调节Ri的阻值，同时观察毫安表上的示值，直至测试仪发出报警或切断输出电压，此时迅速读取电流值。重复测量两次，取其平均值，即为击穿报警电流实测值。"但在调节负载电阻时必须注意平稳缓慢进行。如果负载电阻调节速度过快，就会产生变化较快的电流，它们的变化关系符合欧姆定律 。我们知道用来检定击穿报警电流的标准器是数表，任何数表都有一定的工作周期或采样速度。一个工作周期内数表要完成准备、复位、取样、比较、极性判别、量程自动选择（当有此功能时）、A/D转换及读数机构输出测量结果、显示等一系列工作。简单地说，一个工作周期包括信号采集、信号处理、读数显示三大部分。检定击穿报警电流时，当调节电流到了预置击穿报警电流值时，正常的测试仪能够切断输出电压并发出报警信号，JJG795-2004《耐电压测试仪检定规程》规定必须有这项功能。由于报警前电流由小变大，是动态的，而数表在 电流断开之前的那个工作周期，不可能正好完成信号采集、信号处理、读数显示的整个过程。换言之，测试仪切断输出的瞬间，数表可能工作在信号采样阶段也可能工作在信号处理阶段，不一定采集到断电瞬间的电流值，很可能是断电之前某一时刻的随机电流值。如果断电之前电流变化的幅度较大，数表多次测量出来的结果就会相差较大，这就产生了较大的误差。

另一种测量方法是固定电阻调节电压。JJG795-2004《耐电压测试仪检定规程》中规定，允许使用固定电阻，平稳调节耐电压测试仪的输出电压，使电流逐渐增大至电流切断值的方法。采用这种方法会产生更大的变化电流，因为大多数耐电压测试仪是由市电通过调压器后，再经过升压装置输出高压，调压器在有限的旋转角度中很难控制角度，所以调节细度不足。有些数控的耐电压测试仪同样存在着调节细度不够的问题，比如有的是50V一调的。这样就容易产生阶跃的变化电流，从而产生较大的测量误差。从调节电流的方便程度和调节细度来说，固定电压调电阻要优于固定电阻调电压的测量方法。

总之，要减小电流测量的误差，一是要选择采样速率较快或工作周期较短的标准器，二是选择合适的测量方法，更重要的是，要熟练掌握电流调节的操作方法，当电流接近于设定的击穿报警电流值时，要保证调节时足够缓慢平稳。

四、 电压持续时间

耐电压测试仪检定规程明确规定，测试仪应能预置电压持续时间，在达到预置的电压持续时间时，耐电压测试仪应能自动切断输出电压。并且电压持续时间的设定值与实测值之差不超过实测值的5%。在这一项目的检定中，存在的主要问题是标准器的计时范围与被检测试仪的计时范围不一致，从而产生较大测量误差。

目前，许多程控式耐电压测试仪，可以按照相关标准要求，在进行交流或直流电压试验时，为避免瞬态跳变，电压可设置成在一定时间内逐渐上升到规定值，保持规定时间，然后再在一定时间内逐渐降低到零，即可以设置试验电压的缓升缓降时间。这时进行电压持续时间的检定时，就可以减去这部分上升和下降时间。

对于一般的耐电压测试仪来说，无法设置试验电压的缓升缓降时间，而输出电压从零上升到规定值和从规定值降到零，也不是瞬间完成的。假设进行一次电压持续时间的检定，试验电压随时间的变化关系如图1所示：

图中，t0 是测试仪输出电压启动的时刻（即测试仪计时开始），t2 是测试仪输出电压切断的时刻（即测试仪计时结束），t1、t3分别是标准器（耐电压测试仪校验仪）计时开始和结束的时刻。测试仪的计时范围是t0至 t2时间段，标准器的计时范围是t1至t3段，二者是不一致的，存在着测量误差，这个误差属于系统误差。因为常见的标准器计时开始和结束的时刻相应的比测试仪计时开始和结束的时刻都有一个延时，即t1-t0和t3-t2，理论上，可以通过设置适当的标准器计时开始和结束的电压值，使得这两个延时值相等， t1-t0= t3-t2，从而有t2-t0= t3-t1，即测试仪的计时值等于标准器的计时值，系统误差得到了消除。在实际工作中，从图1可以判断，设置标准器计时电压值为测试仪的输出电压设定值的一半较为合理，这样可以使两个延时值t1-t0和t3-t2近似相等，减小由于标准器和测试仪计时不一致造成的测量误差。

结语

在耐电压测试仪的检定中，输出电压、击穿报警电流、电压持续时间都是影响仪器计量性能的主要技术指标，应该妥善处理检定中出现的有关问题，确保检定结果准确可靠。

参考文献

[1]全国电磁计量技术委员会. JJG795-2004 耐电压测试仪检定规程[M]. 北京：中国计量出版社，2004.