[发明专利]漆包线耐电晕测试装置及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及漆包线耐电晕测试技术，具体涉及漆包线耐电晕测试的装置以及相应的测试方法。

背景技术

漆包线在通入高频变化电压工作时，其表面和导线内部会产生不均匀电场，在不均匀的强电场作用下，曲率半径小的导体电极对周围气体放电，会导致气体局部游离，这种现象称为电晕。

游离后的离子、电子又冲击高分子链，加上放电而产生的臭氧的作用和局部发热现象，将使漆层表面高分子材料产生裂解而导致变脆以至龟裂，最终导致绝缘漆层击穿。漆包线漆层抵抗电晕作用而保持使用特性的能力，称为耐电晕性。

对于应用于高频电场作用下的绝缘材料，耐电晕性的高低比介电强度的大小更有意义，因为许多绝缘材料的介电强度可能差别不大，而耐电晕性却有成千上万倍的差别。

绝大多数电机由于采用有电力电子器件组成的变频电源后，其输出电压波形参数受到输出端到电动机输入端“连接长度”等因素的影响。特别是绝缘栅双极晶体管（IGBT）变频器的应用，在电动机输入端会产生附加的脉冲电压和“上冲”。据有关资料报道，电压“上冲”峰值通常为电动机额定输入电压的2~3倍或更高。脉冲附加电压和“上冲”实际施加到电动机定子绕组上，造成相邻绕组漆包线间隙间的局部放电和绝缘介质加热。在这些综合因素的作用下，最终造成漆包线绝缘介质的过早老化损坏，因此应该对作为电动机主要构件的漆包线进行研究，以期改进对上述有害因素的耐受能力；其中，耐电晕性可以检测漆包线漆在高压高频的作用下的耐老化性能和寿命，是考察漆包线性能的重要参数。

目前中国市场上的耐电晕测试仪基本依靠进口，而且基于实际使用情况和常用电源频率，基本是正弦波加压，即使使用方波，其上升沿也比较长，测试环境对样品的考验不够严苛，需要较长时间测试，造成效率低下，而且测试精度较低，数据重复性较差，这样对于漆包线耐疲劳寿命验证非常不准确，容易对产品的使用期限造成误判，形成浪费或失效风险。

发明内容

本发明针对现有漆包线耐电晕测试技术基于实际使用情况和常用电源频率，所存在的测试效率和测试精度都较低的问题，而提供一种漆包线耐电晕测试装置。该装置通过模拟变频电源输出脉冲电压条件，以期快速试验已有漆包线产品的耐高频脉冲性能，并可确定在绝缘材料、结构、工艺等方面经过改进的漆包线产品的耐高频脉冲性能是否符合有关标准的要求。

基于上述测试装置，本发明还提供一种漆包线耐电晕测试方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

漆包线耐电晕测试装置，所述测试装置包括：

恒温烘箱，所述恒温烘箱内设置有若干待测试样品插座；

IGBT系统，所述IGBT系统产生高频高压电压，并通过高压引线连接到恒温烘箱内的样品插座；

通信系统，所述通信系统实现恒温烘箱、IGBT系统与控制系统之间的数据通信；

控制系统，所述控制系统通过通信系统控制恒温烘箱和IGBT系统，通过实时获取恒温烘箱和IGBT系统的工作状态信息来进行漆包线耐电晕的测试；

电源，所述电源为恒温烘箱、IGBT系统以及控制系统提供稳定的工作电源。

在本实用新型的优选实例中，所述IGBT系统包括IGBT管以及驱动连接IGBT管的驱动模块，所述IGBT管的栅极连接有保护栅极的二极管和限流电阻，IGBT管的源级和漏级连接有4个用于保护IGBT的TVS二极管和两个散热器。

进一步的，IGBT系统中保护栅极的二极管和限流电阻分别为两个。

进一步的，所述IGBT系统产生的高频高压电压为双极性对称方波脉冲电压，其频率为从2kHZ到20kHZ连续可调，电压范围为-1500kV-+1500kV。

进一步的，所述控制系统由单片机和相应的外围电路组成。

进一步的，所述测试装置还包括一上位机，所述上位机与控制系统之间通信相接。

作为本发明的第二目的，漆包线耐电晕测试方法，基于上述的测试装置实施，其包括如下步骤：

（1）将两根漆包线加工形成测试用的线对，并将该线对的两脚插在恒温烘箱中的样品插座上；

（2）控制系统控制恒温烘箱开设工作，并实时检测恒温烘箱的工作温度，当检测到的温度达到设定值时，控制系统控制IGBT系统工作；

（3）IGBT系统根据控制系统的控制要求产生高频高压电压，并将该高频高压电压施加到恒温烘箱内待测的两根漆包线线对上，进行测试；