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耐电压测量

耐压测量技术要点解析

一、核心测试原理

‌基本方法‌

通过施加高于工作电压的交流/直流高压（通常为2倍工作电压+1000V）持续规定时间，监测漏电流是否超过预设阈值来判断绝缘性能

。测试电压范围覆盖0-100kV，漏电流检测精度达0-200mA。

‌仪器构成‌

耐压测试仪由程控电源模块、信号采集调理模块和计算机控制系统组成，支持手动/定时/远程三种测试模式

。关键组件包括高压发生器、TVS瞬间抑制防护电路及多级循环电压采集系统。

二、测试流程规范

‌参数设置‌

测试类型电压波形典型升压速率判定标准

交流耐压工频50Hz0.1-5kV/s漏电流≤5mA

直流耐压平滑直流2000V/s电流波动≤1μA

操作步骤

预处理：清洁并干燥被测品，测量初始绝缘电阻

空升试验：不接负载升压至目标值校准仪表

正式测试：匀速升压至规定值，保持1分钟后阶梯降压

三、安全防护措施

‌设备要求‌：必须配备门联锁断电功能，放电时间≤50ms，测试间隔≥3分钟

‌人员防护‌：操作时需穿戴绝缘装备，设置漏电流双重报警（声光+自动断电）

四、应用场景差异

‌电力设备‌

变压器绕组测试采用交流耐压（AC 30kV/1min），需配合油浸环境模拟实际工况

。

‌电子元件‌

电容器介质层验证使用直流耐压（DC 10kV），采用半球形电极（R=1mm）减少边缘效应

一、耐电压测试

电气强度测试通常称为耐电压测试，就是在被测设备的带电部件和外壳之间施加数倍于额定电压的高压，以验证被测设备的带电部件有无接地或击穿。在测试期间，被测设备的绝缘部分承受非正常的应力。如果由于加工过程、元件或材料引发的任何部位绝缘失效，都会发生击穿现象。另外，如果被测设备中由于某种原因存在隐含的过小电气间隙，比如小于（3~4）mm的间隙，在正常工作电压下，这样小的电气间隙可能不会发生故障。但在使用一段时间后，可能会由于灰尘聚焦和湿度增大使过小的电气间隙被击穿而引发触电危险。耐压测试就可以预先发现。

二、耐电压测试的方式

（一）冲击耐电压测量

试验时施加非周期性瞬态电压，它通常迅速上升至峰值然后较缓慢地降到零。冲击耐压测试通常用于绕组匝间绝缘测试。

（二）直流耐电压测量

直流耐压测试同绝缘电阻测试相类似，只不过测试时所施加的电压值可能要更高，并以漏电流的形式表示测试结果。大多被测设备因具有较大的绝缘电阻，故其绝缘部分含有杂散的分布电容。在直流测试时，当被测设备上的杂散分布电容被充电后，只剩下流过被测件的实际漏电流，故直流耐压测试能够准确地测试实际漏电流。

直流测试只是单一极性的测试，若被测设备工作于交流电源环境，则直流测试就不能较真实的模拟实际使用情况。又因交流测试的波峰值是表头示值的1.414倍，是直流测试无法达到的，故一般进行的直流耐压测试数值较高。

（三）交流耐电压测量

由于大多数电气产品采用交流电源供电，为了更真实地模拟被测设备在实际使用中的情况，对于电气产品普遍采用交流耐压测试。

根据被测设备的工作状态，交流耐压测试又分为冷耐压测试和热耐压（工作温度下的电气强度）测试。

1.冷耐电压测试

冷耐压测试时的接线方法与绝缘电阻测试相同-被测设备处于非工作状态，其电源开关置于接通位置，在电源进线与可触及的金属外壳之间施加测试电压，所施加电压的数值，依据绝缘的类型和产品标准确定。

例如，GB4706.1-2005中规定，一般对于基本绝缘，所施加的测试电压（1250~1500）V AC，双重绝缘（基本绝缘+附加绝缘）所施加的测试电压为2500V AC，加强绝缘所施加的测试电压为3750V AC。

2. 热耐电压（工作温度下的电气强度）测试

所谓热耐压测试，就是对处于工作状态下的被测设备进行耐压测试，标准要求隔离变压器次级绕组（具有中心抽头），对于电热器具，应能提供1.15倍的额定输入功率，对于电动器具，应能提供1.06倍的额定电压。由于内部电路具有过零启动、电源变换等功能，可以将电源的干扰、负载的变化等影响降低到最低限度。而传统的采用自耦调压方式的耐压测试仪，因其内部电路无电源变换功能，故应注意消除由于电源或负载变化而引起的测量误差。

3. 热耐电压测试中应注意的问题

应使隔离变压器的电压调整率尽量小，以消除对被测设备供电电压变化而造成的测量误差。最好的隔离变压器初级接入可调电源，以保证对被测设备提供准确的输入电压。

第二节 绝缘电阻测量

一、绝缘电阻测试

绝缘电阻是反应绝缘材料性能的一项重要电气参数，绝缘电阻测试的基本理论与耐压测试非常类似，耐压测试的判定是以漏电流量为基准，而绝缘电阻测试则以电阻值的形态作为判定依据，通常其测试值必须为MΩ以上，一般测试要求绝缘电阻值越高表示产品的绝缘越好，绝缘电阻测试有时被指定为追加测试，用以确保耐压测试中绝缘体不被损坏。绝缘电阻测试仪工作原理简图见图4-2-1。

绝缘电阻的测试与耐压测试其接线方式大致相同，主要是测量两个端点之间及其外围连接在一起的各项关联网络所形成的等效电阻值，绝缘电阻是指用绝缘材料隔开两部分导体之间的电阻称绝缘电阻，为确保电气设备运行的安全，对其不同极性（不同相）的导电体之间，或导电体与外壳之间的绝缘电阻提出一个最低要求。

二、实施绝缘电阻测试的目的

影响绝缘电阻测量值的因素有：温度、湿度、测量电压及作用时间、绕组中残存电荷和绝缘的表面状况等，通过测量电气设备的绝缘电阻，可以达到如下目的：

（1）了解绝缘结构的绝缘性能；从由优质绝缘材料组成合理的绝缘结构或绝缘系统，应该具有良好的绝缘性能和较高的绝缘电阻值。

（2）了解电器产品绝缘性能状况；电器产品绝缘处理不佳，其绝缘性能将明显下降。

（3）了解绝缘受潮及受污染情况；当电气设备的绝缘受潮及受污染后，其绝缘电阻通常会明显下降。

（4）检验绝缘是否承受耐电压试验；若在电气设备的绝缘电阻低于某一限值时进行耐电压测试，将会产生较大的试验电流，造成热击穿而损坏电气设备的绝缘。因此，通常各式各样试验标准均规定在耐电压试验前，先测量绝缘电阻。

新一代的一些安规分析仪主要强调的是整合性测试，所谓整合性测试主要是在一次的设定完成后按下测试键（Test Key）即可完成基本的安规测试；且测试大都将绝缘电阻测试功能涵盖在内；交直流耐压/绝缘测试仪，安规测试设备内所涵盖的绝缘电阻测试功能，是一项独立的测试功能，不会与耐压测试的功能互相重叠，使用上更为便利。这些整合耐压，绝缘测试功能在单机上可以让产品的会要求的规定，TUV和VDE等安规执行单位在某些特定的产品会要求先做绝缘电阻的测试，然后才执行耐压测试，这项规定目前大都被引用在产品设计所执行的安规试验上。

三、绝缘电阻测试的重要性

（一）绝缘电阻测试对电机设备的重要性

电机的制造者、安装者、使用者与修理人员都发现，在确定电机绝缘质量中绝缘电阻测试是非常有用的。对一位知道怎样解释读数的有经验人士而言，一次绝缘电阻测量就可表明某电机是否适于使用。

在新电机上进行测量或启用后至少每年进行一次测量，可获得具有真实值的信息。为测试一台无过往记录的电机，有时采用一种称极化指数的计算方法。该指数是用10分钟内的绝缘电阻读数除以1分钟的绝缘电阻读数得出的。一般对于大型电机而言的极化指数至少为2。

（二）绝缘电阻测试对产品组件的重要性

绝缘电阻测试的另一个应用实例是在组件安装于产品之前对其进行测试。导线与电缆、连接器、开关、变压器、电阻器、电容器、印刷电路板及其他组件都有相应的最小规定绝缘电阻，往往需要验证这些组件是否符合规格。

任何组件都有使用电压的限制，或对某一特定电压规定其绝缘电阻的大小。这些限制条件主要是避免损坏组件或做出错误的测试，所以测试电压应谨慎选择且不超过某组件上测量点两端所允许测试的最大电压值。

四、绝缘电阻安规标准要求

一般安规要求绝缘电阻的测试为型式测试（Type Test），其在测试上为施加约500V直流电压1分钟后进行绝缘电阻值测量。例如：IEC60065《音频、视频及类似电子设备安全要求》、IEC60598-1《灯具一般安全要求与实验》、IEC60950-1《信息类产品的安全通用标准要求》等安规标准规范。一般要求绝缘电阻在基本绝缘（Basic）或附加绝缘（Supplementary）至少要2MΩ以上；双重绝缘（Double）或加强绝缘（Reinforced）至少要求到4MΩ以上。

五、绝缘电阻的定义

绝缘电阻是指被测设备导电部件与外壳或外露的非导电部件之间的总电阻，它是评价电器产品绝缘性能最简单常用的方法。绝缘电阻的基本测量原理就是欧姆定律——对被测电器产品的导电部件和非导电部件之间施加规定的直流电压，在所施加电压的绝缘介质之间形成一定数值的泄漏电流，通过测量、计算，将该电流值变换为电阻值。

一般常用的绝缘电阻测试直流电压为250V、500V、1000V、2500V等。对采用交流220V供电的电器产品，一般选用500V/1000V直流测试电压。

在电力设备中和电力传输线上，要把不同电位的导体隔离开，就要靠绝缘体。绝缘体的基本功能，就是阻止电流流通，使得电能按设计的途径传输，保证玉峰轻盈正常工作。但绝缘体也不是绝对不导电的，只是它的泄漏电流很小而已。绝缘电阻是表征绝缘体阻止电流流通能力的参数，是绝缘特性的基本参数之一。绝缘电阻太低，泄漏电流很大，不但造成电能的浪费，而且还会引起发热等其他问题，也是人员触电的主要原因之一，可能导致严重后果，因此必须进行检定。