本實用新型涉及一種電壓測試裝置，特別涉及一種變頻電機匝間絕緣局部起始放電電壓的測試裝置。

背景技術(shù)：

變頻電機具有效率高、可控性強、環(huán)境友好和易起動等特點，正逐漸取代傳統(tǒng)正弦交流電機，廣泛應用于風力發(fā)電、船艦驅(qū)動、高速鐵路及電動汽車等領(lǐng)域。

研究表明，變頻電機端部過電壓引起的局部放電是造成電機絕緣損壞的主要原因。工頻正弦交流電壓經(jīng)逆變器的脈寬調(diào)制后輸出高頻、快速變化上升及下降沿的脈沖電壓。當脈沖電壓上升時間低于在連接電纜上傳輸時間的2倍時，在電纜與電機連接端處因阻抗不匹配而發(fā)生折射和反射形成過電壓，導致電機端電壓可達變頻器直流母線電壓的2倍以上。此外，電機繞組匝間電壓分布不均將引起繞組首匝和末匝處出現(xiàn)過電壓。當過電壓幅值超過變頻電機絕緣系統(tǒng)的局部放電起始放電電壓時，局部放電以較高概率出現(xiàn)，加速絕緣老化，導致電機絕緣過早失效。

為解決變頻電機匝間絕緣問題，國際電工委員會（IEC）針對I型（低壓散嵌繞組）變頻電機的絕緣系統(tǒng)提出了檢測標準—IEC 60034-18-41。標準規(guī)定，為確保電機運行時不發(fā)生局部放電，電機投運前需測試電機匝間絕緣的PDIV，作為判斷電機絕緣性能的參考。

現(xiàn)有方波下變頻電機PDIV 測試設(shè)備還停留在實驗室搭建環(huán)節(jié)，沒有一個完整的測試系統(tǒng)，測試手段粗略，測試精度和自動化程度不高，因而對于PDIV 測試來說，這不僅人力物力消耗大，而且同一變頻電機的PDIV 測試數(shù)據(jù)往往具有很大的分散性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種用于變頻電機匝間絕緣局部起始放電電壓的測試裝置，此裝置自動化程度高，測試效率高且測試質(zhì)量好。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：一種用于變頻電機匝間絕緣局部起始放電電壓的測試裝置，包括高壓重復方波電源、高壓差分探頭、溫度控制箱、超高頻天線，所述溫度控制箱內(nèi)設(shè)有用于固定變頻電機匝間絕緣試樣的試樣架，所述高壓重復方波電源的輸出端具有高壓測試電極和地測試電極，所述試樣架的兩端分別與高壓測試電極和地測試電極連接，所述匝間絕緣試樣的兩端分別與試樣架的兩端連接，并聯(lián)于所述高壓測試電極和地測試電極之間的高壓差分探頭的輸出端連接有數(shù)字示波器，所述超高頻天線放置于溫度控制箱外，所述超高頻天線耦合變頻電機匝間絕緣局部放電信號，匝間絕緣局部放電信號經(jīng)過高通濾波器處理后傳入數(shù)字示波器，所述數(shù)字示波器上同時顯示局部放電電壓信號和高壓重復方波電源輸出方波信號。

為了進一步提高測試的準確性，所述超高頻天線與匝間絕緣試樣的距離為15-20cm。

為了進一步提高本實用新型測試工作的可靠性，所述匝間絕緣試樣為變頻電機漆包線扭絞成的絞線對，兩漆包線間的夾角為60 o，并去除一端絕緣漆，去除絕緣漆段的漆包線兩端分別與高壓測試電極和地測試電極連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：

（1）本實用新型所采用高壓重復方波電源的輸出電壓升壓速率低，調(diào)節(jié)精度高，測試PDIV精度高，高壓重復方波電源的輸出參數(shù)可調(diào)，可模擬不同電壓條件下的測試，高壓重復方波電源的輸出電壓完全對稱、無電壓死區(qū)且正電壓持續(xù)時間長，可以準確模擬變頻絕緣實際運行情況；

（2）本實用新型采用超高頻天線采集匝間絕緣試樣的局部放電電壓信號，信號增益大，測試結(jié)果更為準確；

（3）本實用新型采用的數(shù)字示波器可實時顯示匝間絕緣試樣的放電信號，測試時采用局部放電通道觸發(fā)方式，設(shè)定示波器的采樣率為4 Gs/s，準確提取測試試樣的PDIV；

（4）本實用新型中采用高壓差分探頭測試加在匝間絕緣試樣兩端的電壓信號，提高測試的安全性和準確性；

（5）本實用新型通過以上元器件的結(jié)合使用，提高測試精度，保證測試時的安全性和可靠性，可應用于變頻電機PDIV的測試工作中。

附圖說明

圖1為本實用新型的連接框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。

如圖1所示的用于變頻電機匝間絕緣局部起始放電電壓的測試裝置，包括高壓重復方波電源、高壓差分探頭、溫度控制箱、超高頻天線，溫度控制箱內(nèi)設(shè)有用于固定變頻電機的匝間絕緣試樣的試樣架，高壓重復方波電源的輸出端具有高壓測試電極和地測試電極，試樣架的兩端分別與高壓測試電極和地測試電極連接，匝間絕緣試樣為變頻電機漆包線扭絞成的絞線對，兩漆包線間的夾角為60 o，并去除一端絕緣漆，去除絕緣漆段的漆包線兩端分別與高壓測試電極和地測試電極連接，并聯(lián)于高壓測試電極和地測試電極之間的高壓差分探頭的輸出端連接有數(shù)字示波器，超高頻天線放置于溫度控制箱外，超高頻天線與匝間絕緣試樣的距離為15 -20 cm，超高頻天線耦合變頻電機的匝間絕緣局部放電信號，放電信號經(jīng)過高通濾波器處理后傳入數(shù)字示波器，數(shù)字示波器上同時顯示重復方波電壓電源的輸出電壓信號和匝間絕緣試樣的局部放電電壓信號。

下面對本實用新型中所用的各個元器件進行介紹，具體如下，

高壓重復方波電源：輸入交流頻率50 Hz，電壓220V，輸出重復方波電壓參數(shù)為：幅值0～8 kV連續(xù)可調(diào)、頻率1～10 kHz連續(xù)可調(diào)、占空比1%～99%連續(xù)可調(diào)、上升/下降時間為20 ns、40 ns、60 ns和1 μs，方波電壓極性（正極性、負極性和雙極性）可調(diào)；

高壓差分探頭：衰減比為1000:1，可測最大差分電壓為 ±8 kV，將高壓測試端kV級電壓降低到V級，提高測試準確度；

溫度控制箱：從室溫至300℃連續(xù)精確可調(diào)，調(diào)節(jié)精度＜0.1℃，可以模擬不同溫度條件下變頻電機匝間絕緣的起始放電情況；

高通濾波器：帶寬為500 MHz；

超高頻電線：工作頻段為0.8 GHz-2 GHz，電壓駐波比小于2，最大增益為8.5 dB；

數(shù)字示波器：最高采樣率為16 Gs/s，帶寬2 GHz；PDIV測試時，根據(jù)局部放電產(chǎn)生電磁波的帶寬，設(shè)定示波器采樣率。

本實用新型中通過重復方波電源給變頻電機的匝間絕緣試樣提供電源，可模擬不同電壓條件下的測試，可準確模擬變頻絕緣實際運行情況，采用超高頻天線采集匝間絕緣試樣的局部放電電壓信號，信號增益大，測試結(jié)果更為準確，采用高壓差分探頭測試加在匝間絕緣試樣兩端的電壓信號，提高測試的安全性和準確性，本實用新型操作便捷，提高測試精度的同時保證測試工作的安全性和可靠性，可應用于變頻電機匝間絕緣局部起始放電電壓的測試工作中。

本實用新型并不局限于上述實施例，在本實用新型公開的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容，不需要創(chuàng)造性的勞動就可以對其中的一些技術(shù)特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本實用新型保護范圍內(nèi)。