98系列交流变频测试电源介绍

一、概 述
变压器由于绝缘结构和绝缘材料不同，以及在绕线、嵌线、刮线接头、端部整型、绝缘漆、装配等工序工艺的不当引起不同程度的绝缘损伤，使绕组间存在着各种形式的匝间绝缘故障，这些都是变压器绝缘中的薄弱环节，如若不能及时发现，将使电子设备存在着故障隐患。为提高我国变压器产品的可靠性和绝缘检测水平，必须对变压器进行匝间绝缘试验。
98BF系列变压器测试电源是我公司面向变压器行业推出的一种专用测试电源。它集智能输出调节技术、先进的数字波形合成技术、优质的功率器件和单片机测量技术于一体，具有输出电压稳定、波形失真小、可连续调节、功率强劲、测试迅速准确等特点，可广泛用于变压器、马达、电磁铁等线圈类产品的质量检验，同时亦对线圈局部短路、线圈断路等故障有良好的鉴别性能，是变压器行业理想的测试设备。该产品具有以下特点:
（1）提供0~300V输出电压，以作变压器正常测试;
（2）提供300V~1200V输出电压和47~600Hz的输出频率，用户可设定所需的2倍频/2倍压、3倍频/3倍压、4倍频/4倍压，以对变压器的匝间进行耐压测试;
（3）具有0.5级的测量精度，可同时测量并显示输出电压、电流、功率、功率因数及工作频率五项参数;
（4）输出电流和功率可设置报警范围;
（5）可设置试验时间和工作频率;
（6）系统具有过流、过载、短路等保护功能，运行安全可靠。
二、测试基本原理
研究表明，当线圈发生直接固体短路故障时会形成短路匝，将明显改变线圈的电感L和电阻R;反映在变压器的整体性能上，则是其空载电流和空载损耗较正常值明显增大。因此，测试变压器空载电流和空载功耗的大小便可作为检测和判断变压器匝间绝缘性能好坏的直接依据。然而，对尚有一定绝缘程度的匝间绝缘薄弱点，在未被击穿而暴露之前，其绕组的电感L值和电阻R值基本上无明显变化，因而无法测试其故障隐患。只有当试验电压超过匝间绝缘薄弱点的耐压值时，才会造成此处匝间绝缘击穿，产生短路匝，同时明显改变L和R值。
98BF变压器测试电源就是以上述原理为依据，采用感应耐压试验，即“倍频倍压法”来检验绕组的阻抗对称、平衡情况，即在被试变压器规定绕组施加规定的试验电压，此电压不小于两倍的额定电压，其频率不小于两倍的额定频率。通过施加远大于绝缘弱点耐压值的工作电压，将潜在的绝缘薄弱点击穿。同时根据98BF本身的测量电路测出此时变压器的空载电流的大小来判断是否存在匝间的绝缘故障。之所以要倍频，是因为变压器铁芯的伏安特性曲线一般设计在额定频率和额定电压下接近弯曲饱和部分。若只用两倍额定电压施加于被测变压器相应绕组上，而频率维持不变，铁芯会严重饱和，必然使空载电流急剧增加，致使烧坏绕组。为了使在两倍额定电压下铁芯仍不饱和，于是可采用提高频率的办法。关于这一点，可用变压器感应电势的原理来说明，即

式中E——感应电势，单位V
F——电源频率，单位Hz
W——线圈匝数，
S——铁芯截面，单位
B——磁能密度，单位T
K——比例系数，

由上式可知，保持B不变，因K值为常数，当需要电压增加一倍时，则频率F必须增加一倍。
三、整机规格

四、主要技术性能

五、面板说明
(1) 电源开关;
(2) 电压显示窗口:在预置电压状态下，显示预置电压值; 在预置频率状态下，显示当前所预置的频率项目（F、FP、F1、F2、F3、F4、F5、F6，请参阅6.2.4);在测试状态下，显示实测电压值;
(3) 电流显示窗口:在预置状态下，显示预置报警电流值上下限;在测试状态下，显示实测电流值;
(4) 功率显示窗口:在预置状态下，显示预置报警功率值上下限;在测试状态下，显示实测功率值;
(5) 功率因数显示窗口:在实测状态下显示电源功率因数的大小;
(6) 频率/时间显示窗口: 在预置状态下，显示预置频率/时间的值以及点频FP的状态(on或oFF，请参阅6.2.4);在非定时测试状态下，显示输出频率的大小;在定时测试状态下显示测试剩余的时间;定时测试结束后显示本次定时测试的输出频率。

图 1
(7) 频率指示灯Hz: 在设置频率的各有关参数、非定时测试输出以及定时测试输出结束时，频率/时间窗口相对应的频率指示灯Hz被点亮;
(8) 时间指示灯S:要设置测试时间和定时测试输出时，频率/时间窗口相对应的时间指示灯S被点亮。
(9) 感性负载指示灯L;
(10) 容性负载指示灯C;
(11) 电压预置指示灯U;
(12) 电流报警上限预置指示灯I↑;
(13) 电流报警下限预置指示灯I↓;
(14) 功率报警上限预置指示灯P↑;
(15) 功率报警下限预置指示灯P↓;
(16) 频率预置指示灯f;
(17) 时间预置指示灯T;
(18) 预置键: 与“增”、“减”键和“频率设置▲▼”键配合使用，用于设置电压、电流报警上下限、功率报警上下限、频率调节方式、输出频率大小和测试时间;
(19) “增”、“减”键;
(20) 频率设置▲▼键: 设置输出的频率调节方式、调节方式、调节输出频率大小;
(21) 启动键;
(22) 停止键;
(23) 源输出插座;
(24) 源输出接线柱;
(25) 源输出指示灯。
六、使用方法
6.1开 机
将电源线接好，按下测试电源的“电源开关”，此时各显示窗口均显示‘O’，然后预热三分钟。
6.2预置参数
6.2.1预置输出电压
按“预置”键，使预置电压指示灯U点亮，此时电压显示窗口显示上次预置的输出电压，其它窗口不显示。通过“增”、“减”键调节设置的参数，确认无误后，按“预置”键退出“预置输出电压”的状态。
6.2.2预置电流报警上下限
按“预置”键，使电流上限指示灯Ij或下限指示灯Il点亮，此时电流显示窗口显示预置的电流上限或下限，其它窗口不显示。通过”增“、减”键调节设置的参数，确认无误后，按“预置”键退出“预置电流报警上下限”的状态。若电流报警上限比电流报警下限小，电流报警功率将自动取消。
6.2.3预置功率报警上下限
按预置，使功率上限指示灯Pj或下限指示灯Pl点亮，此时功率显示窗口显示预置的功率上限或下限，其它窗口不显示。通过“增”、“减”键调节设置的参数，确认无误后，按“预置”键退出“预置功率报警上下限”的状态。若功率报警上限比功率报警下限小，功率报警功能将自动取消。
6.2.4 预置输出频率
按“预置”键，使预置频率指示灯F点亮，此时仪器进入频率预置状态，通过“频率设置▲▼”、“增”、“减”按键选择“输出频率的调节方式（请参阅6.2.4.1）”和“输出频率的初值（即按“启动”键后系统输出的初始频率）”。
6.2.4.1 输出频率的调节方式
仪器启动输出后，可有两种方式直接调节输出频率。一种是以1Hz为步长通过“频率设置▲▼”键调节输出频率大小的方式，以下称“连续调频方式”。一种是以用户设置的几个固定频率测试点，通过“频率设置▲▼”键选择的调节方式，以下称“点频方式”。
6.2.4.2 设置频率的调节方式
进入频率预置状态后，按“频率设置▲▼”键数次，使电压显示窗口显示“FP”，通过“增”，、“减”键使频率/时间显示窗口显示“on”或“oFF”。显示“on”表示仪器工作在点频方式，显示“oFF”表示仪器工作在连续调频方式。
6.2.4.3连续方式的频率设置
按6.2.4.2所述当频率/时间显示窗口显示“oFF”时，按“频率设置▲▼”键，使电压显示窗口显示“F”，此时频率/时间显示窗口显示上次预置的输出频率。通过“增”、“减”键调节设置的频率，确认无误后，可按“预置”键退出“预置输出频率”的状态。
6.2.4.4 点频方式的频率设置
点频工作方式下，用户最多可设置六个频率测试点。按照6.2.4.2 所述当频率/ 时间显示窗口显示“on”时，按“频率设置▲▼”
”，可使电压显示窗口显示“F1”到“F6”，此时频率/时间显示窗口显示上次预置的输出频率。可通过“增”、“减”键调节调协F1到F6的值，当频率/时间窗口显示“…”时，表示该测试点无效。设置参数确认无误后，可按预置键退出“预置输出频率”的状态。
6.2.5 测试时间设置
按“预置”键，使预置时间指示灯T点亮，此时仪器进入测试时间预置状态，频率/时间窗口显示上次设置的时间，通过“增”、“减”键调节设置测试时间参数，当频率/时间窗口显示“...”时，表示测试时间为无穷大。
6.2.6 预置状态的退出和参数的存储
当预置好某一项参数或某几项参数后，按预置键数次，直到预置参数的指示灯全部熄灭，蜂鸣发出“嘟”的一声响，表明仪器退出预置状态，同时仪器自动存储设置好的参数，用户在下次开机时不必重新设置。
6.3 信号输出及调节
6.3.1 启动输出
设置好输出参数（电压、频率和时间）后，按“启动”键，输出接线柱和输出插座上将同时得到输出信号，且“输出指示”灯点亮。
6.3.2 输出调节
启动输出后，用户可通过“增 ”、“减”键直接调节输出电压的幅值。在连续方式下，按频率设置键可以1Hz为步长调节输出信号的频率，在点频方式下，按频率设置键可按设置的频率测试点F1~F6的顺序调节输出信号的频率。
6.4 定时测试
用户先根据自身需要预置好测试电压、频率和测试时间。按“启动”键启动输出，频率/时间窗口显示倒计时时间，当计时时间为‘O’时，蜂鸣器发出“嘟—嘟”两声响、仪器自动停止输出，且频率/时间窗口显示定时测试的输出频率。
6.5 退出测试
在测试过程中，用户可随时按“停止”键退出测试。
6.6 典型应用
6.6.1 单相变压器测试:
操作步骤如下:
（1）用户可根据自己的要求参照6.1—6.2设置存储所需的输出电压、电流报警上下限、功率报警上下限、输出频率、输出频率的调节方式、测试时间等参数;
（2）如图2所示，将单相变压器的初级端线接至仪器输出接线柱或输出插座;

图 2
（3）按“启动”键，仪器依据用户设置的参数输出;
（4）依据本文“二、测试基本原理”，用户可直接从电流和功率显示窗口读取“倍频/倍压”时变压器的空载电流和空载功耗，判断这两项参数是否达到本单位的技术指标，从而测试变压器是否存在匝间绝缘故障;
若用户将本单位的技术指标设置为仪器的电流报警上下限和功率报警上下限，变压器存在匝间绝缘故障时，仪器则会因“倍频/倍压”时变压器的空载电流和空载功耗超标而蜂鸣报警;
若用户设置了测试时间，仪器则会从按下“启动”键开始倒计时，计时完毕，仪器停止输出，本次测试结束。
例如:要求:2倍频/2倍压（2×50Hz/2×150V）的源加在单相变压器的初级时，变压器的空载电流高于10mA，低于40mA，空载功耗高于3W，低于12W则该变压器到本单位的技术指标，测试时间限定在20S内。按以下步骤即可完成测试;
A.预置仪器的输出电压为300V，电流报警上下限分别为40mA和20mA;功率报警上下限分别为12W和3W，测试时间为20S;
B.按照图2接线;
C.按“启动”键，仪器从20S倒计时，此间仪器不报警则说明该变压器合格，报警则说明该变压器存在匝间绝缘故障;倒计时完毕，仪器自动停止输出，测试结束。
6.6.2 三相变压器的测试
三相变压器的测试方法与单相变压器的测试方法基本相同，有以下几点需补充说明:
（1）Y型变压器测试接线方法:
相线测试:取A—N，B—N，C—N接至仪器的输出插座或输出接线柱分别进行测试;
线间测试:取A—B，B—C，C—A接至仪器的输出插座或输出接线柱分别进行测试;
（2）A型变压器不存在右图中的N，只能取A—B，B—C，C—A接至仪器的输出插座或输出接线柱分别进行测试;

图 3
（3）对于同一变压器而言，所测A—N，B—N，C—N三组或A—B，B—C，C—A三组的空载电流和空载功耗的值应基本保持一致，若差距较大，则说明该变压器的三个绕组不对称，亦属于不合格的范畴。
七、信息提示

八、 注意事项
1、非专业人员切勿打开机壳;
2、通电后切勿触摸前面板输出插座和接线柱，以防触电;
3、工作过程中，出现非正常状况或持续峰鸣报警，请按“停止”键或关机，重新启动仪器;
4、打开电源无显示，请打开电源插座，查看保险丝是否熔断(内附有备用10A保险丝以供更换);
5、若仪器出现故障不能及时修复，请与厂方联系寻求技术支持。