調壓器對擊穿電壓試驗儀測量精度影響分析
電氣強度、絕緣電阻、介質損耗因數和相對電容率是絕緣材料電氣性能測試的四大重要參數，而電氣強度是最基本也是最重要的參數。評價絕緣材料、絕緣制件和結構件電氣強度的方法依據主要是GB/T 1408.1—2016《絕緣材料電氣強度試驗方法 第1部分 工頻下試驗》，在評價方法中最主要的測量參數就是擊穿電壓，只要準確的測定試樣在擊穿瞬間的電壓值，結合試樣的厚度等參數就可以得出試樣的電氣強度性能指標。但在擊穿過程中，調壓器等關鍵器件將影響電壓的測試結果。為提高測試過程中電壓性能的準確度，本文以機械工業電工材料產品質量監督 檢測中心（下簡稱CEMT）自主研發的IBV-50擊穿電壓測試儀作為研究對象，系統分析了調壓器對電壓測量準確度的影響。
01
擊穿設備的試驗高壓電源是如何產生的呢？
首先是由220V交流電源通過調壓器調壓輸出0V～250V的電壓，輸出的電壓值再通過變壓器升壓就產生了試驗所需的高電壓。在產生高壓的過程中有一個非常重要的環節就是調壓器，調壓器，顧名思義就是調節電壓的變壓器，它的原邊和副邊的比接近1:1，常用的3kVA容量的自耦調壓器匝數通常是1V/匝，一個調壓器大約250匝，本系統中只用到調壓器的0V～200V，高壓變壓器的匝數比為200:50000，即1:250，也就是調壓器的1匝對應高壓端的250V，多一匝或少一匝，測試電壓就相差250V。即調壓器對測試電壓分辨率的影響為0.25kV。
02
調壓器的匝數對產生高壓有多大的影響，提升調壓器的匝數是否可以提高測試電壓的分辨率？
假設我們采用前面提到大約250匝的調壓器，試驗過程中擊穿的某一電壓值是Ub，從理論分析（其它影響因素暫不考慮，只考慮調壓器分辨率的影響），Ub正好落在0.25kV的整數倍，由匝數分辨率不夠引起的電壓誤差為0，若不在0.25kV的整數倍上，25%滿量程（即50kV的25%）時引起的誤差為0.25/12.5=2.0%；99%量程時引起誤差為0.50%。
極慢速升壓條件下250匝調壓器升壓曲線圖
我們采用ＣＥＭＴ現有的一臺380V的柱式調壓器，兩個柱是并聯，總匝數420匝，輸入端實際用到匝數380匝，我們同樣給調壓器的輸入端輸入一個220V的電壓，按照前面的理論分析，25%量程時誤差為1.0%，滿量程時為0.25%。
極慢速升壓條件下３８0匝調壓器升壓曲線圖
0３
結論
通過比較可以看出，調壓器的分辨率（匝數）對擊穿電壓的準確性在低量程時會產生比較大的影響。很多擊穿儀在產品性能描述時寫成“測試電壓范圍0～50kV，精度1.0%"是不正確的。同等容量的調壓器，匝數越多，調壓器的體積也越大，價格也越貴。從性價比考慮，綜合GB/T 1408.1-2016中8.1條“如用一個自耦調節器，所產生的遞增的增量不應超過預期擊穿電壓的2%"的要求，建議設備使用的有效測量范圍在滿量程的25%～99%比較合適。
為滿足絕緣材料生產行業、應用行業及相關檢驗機構的需求，充分發揮在檢測、標準化和儀器設備研制方面的綜合技術優勢，現已先后開發出擊穿電壓測試儀、漏電起痕試驗儀、高壓斜板漏電起痕儀、耐電弧儀、介質損耗儀、高絕緣電阻測試儀、燃燒儀等檢測儀器設備。研制的檢測儀器設備不僅全符合IEC和GB的各項技術要求，同時具有技術、功能齊全、測量準確、安全可靠、操作簡單、外觀造型優美等特點，現已廣泛用于電工材料制造、電機、變壓器、電纜、電器、電子等行業和國防工業領域及相關檢驗機構，并已替代進口，已成為大型企業、研究院所、高等院校及檢驗機構選儀器。
