ZDH-20kV型耐電弧試驗儀

使 用 說 明 書

一 概述

ZDH-20kV型觸摸屏控制耐電弧測試儀是根據(jù)GB/T 1411-2002《固體絕緣材料耐高壓低電流電弧放電的試驗》（等同IEC  61621-1997）及ASTM D495等標準的要求設(shè)計制造的,，并符合IEC 149、UL 746A等試驗方法,。本儀器由絕緣標準制定單位全國絕緣材料標準化技術(shù)委員會監(jiān)制,。

觸摸屏控制耐電弧測試儀主要用于電機、電器及家電等行業(yè)的電工用塑料,、樹脂膠,、絕緣漆、以及層壓板,、覆銅箔板等絕緣材料的耐電弧性能及其分級評定,。

二 功能特點

1 本機為上下一體結(jié)構(gòu),，下部為操作系統(tǒng)，上部為試驗箱,。

2 本產(chǎn)品采用PLC控制,，提高抗干擾性能、電壓,、電流測量精度,。

3 10寸觸控屏操作界面，方便快捷,，可通過選擇程序（IEC或ASTM）自動進行試驗,，并數(shù)顯各試驗過程和結(jié)果。

4 計量方便,?？蛇x擇任意時段程序進行計量，快捷高效,。

5,、試驗過程中有步進控制穩(wěn)壓功能，不受電網(wǎng)電壓波動影響,。

6,、控制界面上有合閘、零位,、升壓,、降壓、程序段等監(jiān)控功能,；

7,、電流和電壓的實時曲線描述功能；

8,、電壓和電流的實時監(jiān)控功能,；

9、軟件電流保護和電壓保護功能,，硬件電流保護和電壓保護功能,；

10、在觸控屏界面有電壓和電流的線性校正功能,，可以任意修正,，方便、快捷,、高效,。

三 主要技術(shù)參數(shù)

1 電弧通斷時間誤差：1/8段程序小于±5ms，其余小于1ms

2 調(diào)壓器容量：1kVA

3 額定試驗電壓：12.5kV

  最高試驗電壓：15kV

4 試驗電壓精度：±1.0%

5 電流控制精度：±10%  電流測量精度：1.5%

6 電極對試樣壓力：（0.5±0.05）N

7 電極材料：鎢棒

8 電極距離：（6.35±0.1）mm（IEC/ASTM）    9 使用環(huán)境溫度：（23±2）℃

10 使用環(huán)境濕度：（50±5）%

11 電源：220V±5%  50Hz  10A

12 試驗程序如下：

四 結(jié)構(gòu)與組成

本儀器分上下兩層,。上層為試驗箱,，內(nèi)置試驗電極系統(tǒng),、高壓輸出插孔、試驗電流表等,；用有機玻璃門封閉,，便于觀察并確保安全，上有通風孔,。

儀器下層為電氣箱,。右后部裝有高壓試驗變壓器、保護電阻及高頻抑制電感等,，左后前部為調(diào)壓器,，中部和前部為主電路控制電路及觸控屏控制界面。

五 工作原理簡介

本測試儀是在相距 (6.35±0.1)mm的兩電極上,，按試驗方法規(guī)定的規(guī)律（見試驗程序表）,，由間歇到連續(xù)地施加12.5kV工作電壓和(10～40)mA的電弧電流，直至試樣失效,。記下從試驗開始到試樣失效的總時間（s）,，即為該試樣的耐電弧,。其電氣原理圖見圖1,。試驗電壓的產(chǎn)生是由220V交流電壓經(jīng)調(diào)壓器T5，再由高壓試驗變壓器T4而產(chǎn)生,。試驗電壓12.5kV由調(diào)壓器T5調(diào)節(jié)獲得,。試驗電流的大小和通斷時間，由PLC控制接在調(diào)壓器T5和高壓試驗變壓器T4之間的四路固體開關(guān)和串聯(lián)電阻而獲得,。

六 面板控制功能介紹

1 斜面板上裝有下列部件,，其功能如下：

（1）觸控屏。用于設(shè)置試驗參數(shù),，顯示測量值,、描繪曲線、顯示狀態(tài)監(jiān)控和按鈕操作等功能,。

（2）急停按鈕,。在緊急情況下按下此按鈕將切斷主回路電壓，此按鈕帶有自鎖功能,，按下順時針旋轉(zhuǎn)可以解鎖,。

（3）高壓指示燈。此燈亮時表示已啟動,，主回路接通,，指示試驗變壓器已有電壓,。

（4）電源開關(guān)。控制提供給控制部分和高壓試驗部分的電源。

2 后面板上裝有下列部件,，其功能如下：

（1）220V電源針座（四芯航空針座）,。連接電源線,，提供控制部分和高壓試驗部分的電源,。

（2）接地柱,。使控制柜機殼,、電源地線,、濾波系統(tǒng)與接地系統(tǒng)（大地）相連,。

3 試驗箱內(nèi)面板

其布置示意圖見下圖,。

        試驗狀態(tài)                                    校準狀態(tài)

（1）右側(cè)為電流試驗/校準插孔,。當試驗過程中不需要外接電流表指示時，可將短接片插入孔中,，將電流表短路（如左圖所示）,；當需要校準電流時，將電流表兩端分別接入左側(cè)兩孔,，串聯(lián)校準試驗的電流值（如右圖所示）,。

（2）通斷信號測試插孔。位于面板左側(cè),，校準時可以用示波器信號筆插入兩孔中,，測試通斷信號（DC0～24V）。

4 觸控屏主界面

（1）試驗電壓,。試驗過程中試驗電壓窗口顯示實時電壓值，紅色字體,。

（2）試驗電流,。顯示的是系統(tǒng)運行的試驗電流值,，白色字體,。

（3）試驗時間,。指在啟動后總的試驗時間,。

（4）通斷指示,。指示對應(yīng)程序段的通斷時間，比如試驗運行到IEC標準程序段1時將顯示1/8通，7/8斷,。

（5）程序段指示。用于顯示系統(tǒng)運行的程序段,。

（6）分段時間指示,。用于指示每一段程序運行的時間,。

（7）狀態(tài)監(jiān)控燈,。

合閘：紅色表示合閘，綠色表示分閘,；

零位：紅色表示調(diào)壓器在下限位,，綠色表示不在下限位；

上限：紅色表示調(diào)壓器到上限位,，綠色表示不在上限位,；

門鎖：紅色表示門是關(guān)閉的，綠色表示門是打開的,；

升壓：紅色表示步進電機正轉(zhuǎn)升壓,，綠色表示電機不在升壓狀態(tài)；

降壓：紅色表示步進電機反轉(zhuǎn)降壓回零,，綠色表示電機不在降壓狀態(tài),；

暫停：紅色表示步進電機處在暫停狀態(tài)，一般電機在電壓達到設(shè)定值或回到零位后會暫停,，綠色表示電機在運轉(zhuǎn)狀態(tài),；

急停：紅色表示急停按鈕處在按下去的狀態(tài),，此時系統(tǒng)無法啟動，綠色表示在解鎖狀態(tài),；

（8）狀態(tài)指示燈,。PWR表示觸控屏的電源指示燈，亮表示電源正常,；CPU表示觸控屏運轉(zhuǎn)的狀態(tài),，CPU的閃爍頻率表示觸控屏運行程序的多少；COM表示通訊,，常亮表示正在和PLC高速通訊,。

（9）啟動按鈕。在設(shè)置好試驗參數(shù)后,，按清零按鈕后再按此按鈕可以啟動升壓,。

（10）停止按鈕。按此按鈕后PLC將發(fā)指令切斷主回路,。

（11）清零按鈕,。按此按鈕可將試驗電壓值、試驗電流值,、試驗時間清除,。

（12）曲線圖。用以顯示實時電壓和電流的曲線圖,，顯示的是當前時刻往10秒的電壓和電流曲線圖,。

（13）運行狀態(tài)顯示。用于顯示系統(tǒng)是在試驗過程中還是在校準過程中,。

5 觸控屏系統(tǒng)參數(shù)界面

在設(shè)置界面中點擊系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置按鈕后進入系統(tǒng)參數(shù)界面,。

（1）系統(tǒng)時間。輸入可修正當前時間,。

（2）星期,。輸入可修正當前表示星期幾。

（3）電壓K,。用于調(diào)整修正交流試驗下的試驗電壓值,，具體修正舉例如下：標準分壓器顯示1.25kV，觸控屏顯示1.00kV,，顯示值偏小,，1.25÷1.00=1.25，現(xiàn)有的倍率系數(shù)（例如是1.000）×1.25=1.25,，將倍率系數(shù)1.000修改為1.25即可,；再比如標準分壓器顯示1.96kV，觸控屏顯示2.000kV,，顯示值偏大,，1.96÷2.000=0.98,，現(xiàn)有的倍率系數(shù)K（例如是1.000）×0.980=0.980，將倍率系數(shù)K1.000修改為0.980即可,。

（4）電流K,。設(shè)置方式同AC電壓K，可同時同步修正10mA,、20mA,、30mA、40mA的值,。

（5）10mAK,。設(shè)置方式同AC電壓K，可修正10mA的顯示值,。

（6）20mAK。設(shè)置方式同AC電壓K,，可修正20mA的顯示值,。

（7）30mAK。設(shè)置方式同AC電壓K,，可修正30mA的顯示值,。

（8）40mAK。設(shè)置方式同AC電壓K,，可修正40mA的顯示值,。

6  PLC功能介紹

（1） 圖示中上排端子表示PLC的輸出端Q0.0～0.7和Q1.0～1.1，其中：

Q0.0——步進電機脈沖發(fā)生輸出端,；

Q0.1——拉弧時輸出通斷信號,； 

Q1.0——電機正反轉(zhuǎn)方向，高電平反轉(zhuǎn),； 

Q1.1——是啟動和停止指令發(fā)出端,。

（2） 圖中下排端子表示PLC輸出端I0.0～0.7，和I1.0～I1.5,，其中：

I0.3——是AC電壓值的輸入端,，為脈沖信號；

I0.4——是試驗電流值的輸入端,，為脈沖信號,；

I1.0——表示門聯(lián)鎖開關(guān)狀態(tài)輸入端；

I1.1——表示下限位狀態(tài)輸入端,；

I1.2——表示上限位狀態(tài)輸入端,；

I1.3——表示主接觸器的合閘狀態(tài)輸入端；

I1.4——表示急停按鈕狀態(tài)輸入端,。

（3） M和L+表示PLC的CPU工作電源輸入端,；

1M和2M表示PLC的I/O口電源接地端,；

1L+和2L+表示PLC的I/O口電源正端。

注意：如果I/O口處于運行狀態(tài),，相應(yīng)的指示燈會亮,。

七 線路聯(lián)接

7.1 地線聯(lián)接

1 警告！所有測試儀器必須可靠地連接地線以后方可通電運行,。否則將危及安全,。

2 用2.5平方毫米以上的多股銅線（最好是裸銅線）將控制柜后面板上的接線柱放電棒、隔離鐵絲網(wǎng)及其安全門等可靠地連接到實驗室的地排上（與大地相連）,。

7.2電源電纜聯(lián)接

1 將隨機帶的電源電纜的航空插孔座插在控制柜后的電源針座上,，擰緊。

2 使前面板的主電源開關(guān)處于斷開位置,。 電源電纜的插頭應(yīng)插到電網(wǎng)的插座上,。插頭及插座均為10A三爪扁孔，該插座的地線應(yīng)可靠地連接到實驗室的地線上,。電源的容量不小于220V,，10A。應(yīng)有相應(yīng)的短路和過載保護措施,。

7.3 試驗電極的聯(lián)接

1 配置的電極系統(tǒng)按照試驗箱內(nèi)部圖將電極的兩插頭插入試驗箱內(nèi)部板最下面的兩孔中,。

八 使用步驟

警告！所有試驗的電壓值均不允許超過本儀器的最高試驗電壓值15kV,。

1 檢查地線是否牢固可靠,。

2 按條款7（線路聯(lián)接）將所有線路連接好，檢查無誤后,，裝好試樣,，注意電極的角度和間隔要符合標準要求，撤去放電棒,，關(guān)好玻璃安全門,。

3合上控制柜電源開關(guān)，若此時調(diào)壓器不在零位,，它將自動回零,，系統(tǒng)進入主控制界面。

4 實驗前最好開機預(yù)熱10分鐘左右,。

8.1 IEC標準試驗

1 在操作界面下點擊設(shè)置進入設(shè)置界面,，設(shè)置保護電流值為50mA。

2 在主操作界面將電壓設(shè)置成12.5kV,。 

3 在試驗“標準"菜單中選擇“IEC標準",。

4 在“方式"菜單中選擇“試驗中"。

5 檢查確認無誤后，按啟動按鈕,，控制柜內(nèi)繼電器合上,，高壓指示燈微亮。調(diào)壓器自動旋轉(zhuǎn),，試驗電壓按一定速度上升,，試驗電壓顯示框顯示實時試驗電壓值，曲線圖描繪升壓全過程,，高壓指示燈隨電壓的升壓逐漸增亮,。

6 到達設(shè)置電壓12.5kV后，試驗按照IEC標準的程序段1,、2,、3、4,、5,、6、7依次1/8s通 7/8s斷持續(xù)60s,，1/4s通 3/4s斷持續(xù)60s,，1/4s通 1/4s斷持續(xù)60s，10mA連續(xù)導(dǎo)通持續(xù)60s……,，直到試樣形成導(dǎo)電通道*破壞，此時應(yīng)迅速手動按下觸控屏停止按鈕或者急停按鈕,，按下停止按鈕后繼電器跳開切斷主回路高壓部分,，高壓指示燈滅，同時調(diào)壓器迅速回零位,，停止計時,，記錄此時的試驗時間。

7 若試驗持續(xù)進行,，按照IEC既定的程序走完420s后,，系統(tǒng)自動切斷高壓回到零位。

8 試驗破壞后,，打開前有機玻璃門,，用放電棒進行放電操作，換取試樣后,，關(guān)好玻璃門,，重復(fù)以上步驟。

8.2 ASTM標準試驗

試驗方法同8.1,，不同的是第3條中選擇“ASTM標準",，試驗過程中第一段程序是1/4s通 7/4s斷持續(xù)60s，其余程序段都相同。 

8.3 電壓電流校準方法

試驗電壓校正

1 在操作界面下點擊設(shè)置進入設(shè)置界面,，將保護電流值設(shè)為50mA,。。

2 在主界面將電壓設(shè)置成12.5kV,。

3 在試驗“標準"菜單中選擇“IEC標準",。

4 在試驗“方式"菜單中選擇“校準中"。

5在試驗“方法"菜單中選擇“電壓"

6 將有機玻璃門打開,，將試驗電極朝外反轉(zhuǎn),，電極間距加大不閃弧，用高壓引線并接到試驗箱左邊電極,，高壓線的另一端接分壓器高壓端,，分壓器可靠接地?？紤]到部分分壓器測試不方便,，兩電極間保持足夠的安全距離，可以打開設(shè)備后蓋板,，將分壓器的高壓端接試驗試驗變壓器的一個高壓端進行單邊校準,，然后校準另一邊。

7 檢查確認無誤后,，關(guān)好玻璃門,，按啟動按鈕，控制柜內(nèi)繼電器合上,，高壓指示燈微亮,。調(diào)壓器自動旋轉(zhuǎn)，試驗電壓按一定速度上升,，試驗電壓顯示框顯示實時試驗電壓值,，曲線圖描繪升壓全過程，高壓指示燈隨電壓的升壓逐漸增亮,。

8 到達設(shè)置電壓12.5kV后,，穩(wěn)定5s鐘讀取分壓器的電壓值做好記錄，手動按下觸控屏停止按鈕,，待調(diào)壓器回零位后,，打開有機玻璃門，用放電棒進行放電操作,，用高壓引線并接到試驗箱右邊電極,，試驗方法同上。

9 記錄兩次的試驗電壓值相加得出的值即為實際的試驗電壓值,，若試驗值不正確,，請按照以下方法校準,，具體修正舉例如下：標準分壓器顯示1.25kV，觸控屏顯示1.00kV,，顯示值偏小,，1.25÷1.00=1.25，現(xiàn)有的倍率系數(shù)（例如是1.000）×1.25=1.25,，將倍率系數(shù)1.000修改為1.25即可,；再比如標準分壓器顯示1.96kV，觸控屏顯示2.000kV,，顯示值偏大,，1.96÷2.000=0.98，現(xiàn)有的倍率系數(shù)K（例如是1.000）×0.980=0.980,，將倍率系數(shù)K1.000修改為0.980即可（k值的修正窗口位于系統(tǒng)設(shè)置界面）,。

試驗電流校正

1 在操作界面下點擊設(shè)置進入設(shè)置界面，將保護電流值設(shè)為50mA,。,。

2 在主界面將電壓設(shè)置成12.5kV。

3 在試驗“標準"菜單中選擇“IEC標準",。

4 在試驗“方式"菜單中選擇“校準中",。

5在試驗“方法"菜單中選擇“10mA"

6 將有機玻璃門打開，短接試驗電極,，在試驗箱內(nèi)部右邊兩孔中間串接一個電流表,。

7 檢查確認無誤后，關(guān)好玻璃門,，按啟動按鈕,，控制柜內(nèi)繼電器合上，高壓指示燈微亮,。調(diào)壓器自動旋轉(zhuǎn)，試驗電壓按一定速度上升,，試驗電壓顯示框顯示實時試驗電壓值,，曲線圖描繪升壓全過程，高壓指示燈隨電壓的升壓逐漸增亮,，到達設(shè)置電壓12.5kV后,，穩(wěn)定2s鐘讀取電流表的示值做好記錄。

8 若試驗電流值不在10mA的誤差范圍內(nèi),，打開設(shè)備左側(cè)板,，調(diào)節(jié)標有“10"的可調(diào)電阻，按照上述方法重新計量,，直到電流值在10mA誤差范圍內(nèi),，按照修正電壓值的方法修正觸控屏的顯示電流值10mA。

20mA、30mA,、40mA電流值的校正方法同10mA的校正方法,。

通斷時間校正

1 在操作界面下點擊設(shè)置進入設(shè)置界面，將保護電流值設(shè)為50mA,。,。

2 在主界面將電壓設(shè)置成0kV。

3 在試驗“標準"菜單中選擇“IEC標準",。

4 在試驗“方式"菜單中選擇“校準中",。

5在試驗“方法"菜單中選擇“IEC間歇程序段1"

6 將有機玻璃門打開，按照測試狀態(tài)接好線,，無需啟動升壓,。

7將示波器探頭接地夾子接右側(cè)兩孔的靠右孔（或直接接PLC1M端），探頭接靠左孔（或直接接PLCQ0.1端）,，示波器幅值調(diào)至500mV,，衰減比10:1，時基500ms,。

8 檢查確認無誤后,，關(guān)好玻璃門，穩(wěn)定5s鐘觀察示波器上是否有完整的波形,，按下示波器停止按鈕,，選擇一個完整的周波，放大時基,，用光標讀取脈沖寬度值,。

ASTM間歇程序1、間歇程序段2,、間歇程序段3的校正同上,。

九 操作注意事項

1本儀器必須在可靠地接好地線后，方可通電運行,，以確保安全,。

2有機玻璃門開關(guān)不能以其他方式短路，以保證只有在關(guān)好玻璃門后方可接通高壓,。

3每次更換試驗點或試樣時,，均應(yīng)確定調(diào)壓器退到零位，觀察試驗電壓值指示確為零,，再用放電棒接觸電極,，釋放殘余電荷。

4試驗結(jié)束后,，調(diào)壓器退到零位,，切斷電源開關(guān),。

5當試驗進行到420秒時，無論試樣有無破壞,，均應(yīng)按停止按鈕,，使試驗停止。如超過420秒而未按停止,，計算機可能死機,。此時只需將電源關(guān)機重開即可。

6 進行電壓校準時一定要保證兩電極有足夠的安全距離不閃絡(luò),，不拉弧,，不放電。

7 試品破壞形成導(dǎo)電通道時應(yīng)快速切斷高壓停止試驗,，提升測試時間的準確性,，另一方減少電極的損傷。

十 標準配置

（1）電弧測試儀主機       1臺    

（2）電極系統(tǒng)         1套

（3）電源電纜         1根    

（4）接地放電棒        1根     

（5）試樣架         1套

（6）電極距離標準塊（6.35mm）    1塊

（7）角度標準塊        1塊

（8）使用說明書        1本

（9）校驗合格證書       1本

（10）出廠測試報告       1份

（11）送貨單         1份

附錄一：故障排查

附錄二：維護保養(yǎng)要求

為加強儀器設(shè)備的維護保養(yǎng)工作,，使儀器設(shè)備處于最佳工作狀態(tài),，并延長儀器設(shè)備的使用壽命，確保儀器設(shè)備的正常進行,，同時確保檢測數(shù)據(jù)的可靠性和準確性,，特制定本維護保養(yǎng)要求,。

——維護人員。經(jīng)過本培訓(xùn)且考核合格的設(shè)備操作人員,。

——基本要求,。按期保養(yǎng)，并填寫相應(yīng)的記錄,。

維護保養(yǎng)內(nèi)容