專利名稱：耐電壓測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐電壓測(cè)試裝置，更具體地說，涉及一種優(yōu)選地用于測(cè)量高壓部件的耐受電壓情況的耐電壓測(cè)試裝置，這種部件例如可以是接到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的火花塞上的高壓電纜或其類似物。在這種裝置中，為了檢測(cè)高壓部件中是否有電流泄漏，使用了一種電流變換器及一個(gè)電阻，如果其中產(chǎn)生了漏電流時(shí)就把漏電流變成了一種電壓。
下面的第一種和第二種方法被用于測(cè)量一個(gè)工件的耐受電壓，這個(gè)工件可以是接到汽車的火花塞上的高壓電纜。
在第一種方法中，使用了如圖3所示的放電型的自動(dòng)判定測(cè)試裝置。在第二種方法中，操作員使用一根接地棒檢查是否有電流從工件泄漏，如圖4所示。
在圖3所示的放電型自動(dòng)判定測(cè)試裝置中，用作工件的高壓電纜1的內(nèi)芯導(dǎo)體2由一層絕緣材料3所覆蓋，而絕緣材料3則由接地導(dǎo)體4所包圍。由正電極5a、負(fù)電極5b和浮動(dòng)電極5c所組成的三針放電設(shè)備5被用作為判定設(shè)備。正電極5a接到內(nèi)芯導(dǎo)體2，負(fù)電極5b則接到接地導(dǎo)體4。由高壓發(fā)生電路6a和振蕩電路(OSC)6b所組成的高壓脈沖發(fā)生器6被用來向放電設(shè)備5的內(nèi)芯導(dǎo)體2和正電極5a施加一個(gè)高壓脈沖。
為了根據(jù)在三電極針尖間隙中所產(chǎn)生的放電亮光來判定是否有電流從高壓電纜1泄漏，這個(gè)裝置有一個(gè)由用于接收放電亮光的光接收部分8和判定部分9所組成的光學(xué)漏電流檢測(cè)裝置。光接收部分8包括一段光纖8a和高速光電二極管8b，這個(gè)光電二極管8b在接收到通過光纖8a引入到光接收部分8的亮光時(shí)就產(chǎn)生一個(gè)反向電壓。判定部分9包括一個(gè)OSC同步比較器9a，它對(duì)加到放電裝置5的正電極5a和內(nèi)芯導(dǎo)體2上的高壓脈沖(b)和由光接收部分8加到它上面的放電亮光的脈沖(a)進(jìn)行相互比較，以便檢查這兩個(gè)脈沖是否互相同步；判定部分9還包括一個(gè)判定回路9b，它在從OSC同步比較器9a接收到表明該兩個(gè)脈沖是相互同步的或是相互不同步的信號(hào)時(shí)，用來確定高壓電纜1是有缺陷的或是無缺陷。
如果在測(cè)試中從高壓電纜中沒有電流泄漏，則可以判定高壓脈沖(b)和放電亮光的脈沖(a)是相互同步的，因而高電壓纜1是“無缺陷”的。如果高壓電纜1因?yàn)樵谄渖嫌嗅樋谆蝾愃频拿《须娏餍孤?，則在放電設(shè)備5中不發(fā)生放電或產(chǎn)生不穩(wěn)定的放電。因此，從光電二極管8b輸出的脈沖(a)和脈沖(b)不會(huì)同步。也就是說，可以判定高壓電纜1是“有缺陷”的。
在圖4所示的第二種方法中，操作員通過將一根接地棒10加到工件1(高壓電纜)上，從而使高壓電加到工件1上面以便用視覺檢查是否有漏電流從工件1泄漏。這就是說，如果工件1上有針孔P，則在接地棒10和工件1之間會(huì)產(chǎn)生漏電亮光，而如工件1上面沒有針孔P因而沒有電流從工件泄漏，則它們之間就不會(huì)產(chǎn)生漏電亮光。
第一種測(cè)試方法，即通過使用放電型的自動(dòng)判定裝置而實(shí)施的方法，因?yàn)槭褂昧巳龢O針尖作為放電設(shè)備5而有下列問題
(1)為了適應(yīng)加到工件1上的電壓的變化而必須改變放電設(shè)備的電壓。為此，必須通過改變各有關(guān)位置以調(diào)整三極針尖的正電極5a、負(fù)電極5b和浮動(dòng)電極5c之間的間隙長(zhǎng)度。因此，進(jìn)行測(cè)試時(shí)費(fèi)時(shí)又費(fèi)工。此外，這種裝置難以精確地測(cè)量工件1的耐受電壓。
(2)當(dāng)高壓加到工件1時(shí)，在放電設(shè)備5中必須提供一個(gè)長(zhǎng)間隙P。在這種情況下，在間隙P中會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的放電亮光。其結(jié)果是，雖然放電亮光是連續(xù)產(chǎn)生的，但是可能不會(huì)產(chǎn)生具有正常脈沖的放電亮光。在這種情況下就會(huì)判定工件1的絕緣有缺陷。
因此，加到工件1上的電壓的上限為25～28千伏。在電壓高于28千伏時(shí)就不能使用由三極針尖組成的放電設(shè)備來進(jìn)行耐受電壓檢查測(cè)試。
(3)由于使用由三極針尖所組成的放電設(shè)備時(shí)的放電是在大氣中進(jìn)行的，放電電壓可有±5千伏的變化，因而是不穩(wěn)定的。因此，估算所得的結(jié)果不是高度可靠的。
(4)由于放電是在大氣中進(jìn)行的，因而會(huì)產(chǎn)生臭氧和強(qiáng)聲音，所以在進(jìn)行測(cè)試的周圍會(huì)產(chǎn)生一個(gè)不利的環(huán)境。
在第二種方法中，工件1是否有缺陷是由觀察決定的。因此，測(cè)試結(jié)果取決于操作人員的專業(yè)技能和經(jīng)驗(yàn)。所以測(cè)試結(jié)果不是高度可靠的，存在這樣的可能，即一個(gè)有缺陷的工件被判定為無缺陷的工件。
本發(fā)明是從下列觀點(diǎn)出發(fā)的，即要從實(shí)質(zhì)上去解決上述的缺點(diǎn)，因而本發(fā)明的主要目的是提供一種改進(jìn)的測(cè)試裝置，它能檢測(cè)諸如高壓電纜一類的工件所泄漏的電流而不使用放電類型的檢測(cè)裝置或使用操作人員的視覺檢查，從而自動(dòng)判定該工件是有缺陷的或無缺陷的。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種耐電壓測(cè)試裝置，它包括一個(gè)高壓發(fā)生裝置，用于向一個(gè)需要測(cè)定耐受電壓的工件施加高電壓；一個(gè)接地導(dǎo)體，它與絕緣材料一起覆蓋著工件；一個(gè)電流變換器，其中以一根使接地導(dǎo)體和地線相互連接起來的導(dǎo)線圍繞著該電流變換器纏繞N圈；連接在電流變換器兩個(gè)輸出端上的一個(gè)電阻；用于檢測(cè)在該電阻上所產(chǎn)生的電壓的檢測(cè)器；以及一個(gè)報(bào)警裝置，用于當(dāng)該檢測(cè)器檢測(cè)到的電壓高于預(yù)定的上限值或低于預(yù)定的下限值時(shí)顯示該工件是有缺陷的。
當(dāng)從工件上有泄漏電流時(shí)，電流變換器產(chǎn)生出與該漏電流對(duì)應(yīng)的電流，從電流變換器輸出端輸出的電流流過電阻以便把微弱的電流轉(zhuǎn)換成電壓。由轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的電壓被檢測(cè)器所檢測(cè)，從而判定該工件是否有缺陷。
這個(gè)電阻最好是用一個(gè)可變電阻。最好是增加環(huán)繞著電流變換器纏繞的導(dǎo)線的圈數(shù)。電流變換器可靠地“捕捉”住微弱電流，從而產(chǎn)生相應(yīng)于該微弱電流的電流。
檢測(cè)器由直流數(shù)字面板表和接到數(shù)字面板表的順序器組成。如果輸入到直流數(shù)字面板表的電壓高于預(yù)定的上限值，則直流數(shù)字面板表從它的高輸出端輸出一個(gè)信號(hào)到順序器，而當(dāng)電壓低于下限值時(shí)，它從它的低輸出端輸出一個(gè)信號(hào)。在接收到信號(hào)時(shí)，連接到順序器的報(bào)警裝置中的燈被接通，從而顯示該工件是有缺陷的。
如果由電阻產(chǎn)生的電壓處于上限值和下限值之間，則可以判定所產(chǎn)生的電壓不是來自漏電流而是來自噪聲。
按照上述結(jié)構(gòu)，在從施加高壓的裝置把高電壓加到工件上時(shí)，如果有電流從工件泄漏，則漏電流從接地導(dǎo)體經(jīng)過導(dǎo)線流向地線。由于導(dǎo)線是圍繞著電流變壓器而纏繞的，電流變換器就產(chǎn)生與漏電相對(duì)應(yīng)的電流。由電流變換器產(chǎn)生的電流經(jīng)過它的輸出端而流到電阻上，從而把微弱的電流轉(zhuǎn)變成電壓。這個(gè)電壓和漏電流成正比并被輸入到檢測(cè)器的數(shù)字面板表中。從數(shù)字面板表的高輸出端或它的低輸出端輸出一個(gè)信號(hào)到順序器。當(dāng)從高輸出端把信號(hào)輸入到順序器時(shí)，就可判定工件是“有缺陷”的，并且報(bào)警燈就被接通。
如上所述，按照本發(fā)明的測(cè)試裝置直接并自動(dòng)地測(cè)檢從工件泄漏的電流，從而提供可靠的測(cè)試結(jié)果。
另外，由于使用了直流數(shù)字面板表作為檢測(cè)器，該裝置可以防止因噪聲而引起的誤操作。
此外，這種裝置可以克服由三針放電設(shè)備所構(gòu)成的常規(guī)耐電壓測(cè)試裝置所存在的各種問題。并且，這種裝置可以可靠地用在30千伏或更高的高電壓。
本發(fā)明的這些及另外一些目的和特點(diǎn)通過下面的說明并結(jié)合它的優(yōu)選實(shí)施例和參考附圖將變得更加清楚，在圖中相同的部件都用相同的參考數(shù)字指明，這些圖中

圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的耐電壓測(cè)試裝置的方塊圖；圖2是按照本發(fā)明組成耐電壓試驗(yàn)裝置的數(shù)字面板表的工作情況的波形圖；圖3是表示傳統(tǒng)的耐電壓測(cè)試裝置的方塊圖；及圖4是表明測(cè)量耐電壓的傳統(tǒng)方法的示意圖。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的耐電壓測(cè)試裝置在參考附圖的情況下說明如下。
圖1是表示按照本發(fā)明的耐電壓測(cè)試裝置的方塊圖。和圖3所示的傳統(tǒng)耐壓測(cè)試裝置相類似，在需要測(cè)量耐電壓的工件11中，工件11的導(dǎo)體11a用絕緣材料11b加以覆蓋，絕緣材料11b則被接地導(dǎo)體12所包圍。這樣，如果在絕緣材料11b上形成了針孔或類似的東西，因而使得在導(dǎo)體11a上加上電流后發(fā)生漏電時(shí)，漏電流會(huì)流到接地導(dǎo)體12上。
高壓發(fā)生裝置13向工件11的導(dǎo)體11a施加一個(gè)高電壓。
將接地導(dǎo)體12聯(lián)接到地線G上去的導(dǎo)線14圍繞著電流變換器15按需要的圈數(shù)纏繞N圈。
位于電流變換器15的次級(jí)端的輸出端16A和16B分別經(jīng)過導(dǎo)線18A和18B而與直流數(shù)字面板表17相連接，位于導(dǎo)線18A和18B之間的一個(gè)可變電阻19則和該二輸出端連接。在這種情況下，電流變換器15所產(chǎn)生的微弱電流由可變電阻19轉(zhuǎn)換成為電壓，此電壓則被輸入到直流數(shù)字面板表17。
在數(shù)字面板表17中，由可變電阻19所產(chǎn)生的電壓和預(yù)定的閾值電壓相比較，如圖2所示。如果電壓超過上限值，則數(shù)字面板表17從它的高輸出端17a輸出一個(gè)信號(hào)供到和數(shù)字面板表17相連接的順序器20去，而當(dāng)電壓低于下限值時(shí)，它從其低輸出端17b輸出一個(gè)預(yù)定的信號(hào)供到順序器20去。數(shù)字面板表17和順序器20組成一個(gè)檢測(cè)器。在這個(gè)實(shí)施例中，上限值規(guī)定為+0.04毫伏，而下限值規(guī)定為-0.04毫伏。
當(dāng)從高輸出端17a或低輸出端17b輸出的信號(hào)輸入到順序器20中時(shí)，和順序器20相連接的報(bào)警燈21就被接通，以顯示工件1是有缺陷的。
在測(cè)試期間，由高壓發(fā)生裝置13所產(chǎn)生的高電壓被加到工件11上。當(dāng)由于在絕緣材料11b上具有針孔或類似物，因而從絕緣材料11b有電流泄漏時(shí)，漏電流經(jīng)過導(dǎo)線14而流到電流變換器15，然后再流到地G。隨著漏電流流過電流變換器15，在電流變換器15中按照纏繞在電流變換器15上的導(dǎo)線14的圈數(shù)而產(chǎn)生出二次電流。
通過增加導(dǎo)線14所繞的圈數(shù)，這個(gè)微弱的電流可以被電流變換器可靠地檢測(cè)到。導(dǎo)線14所繞的圈數(shù)是根據(jù)漏電流的強(qiáng)度和電流變換器的額定值而規(guī)定的。
從位于電流變換器15的次級(jí)端的輸出端16A和16B所輸出的電流流經(jīng)可變電阻19。在可變電阻19上所產(chǎn)生的電壓則輸入到檢測(cè)器的數(shù)字面板表17中。
輸入到數(shù)字面板表17的電壓和預(yù)定的上限值和下限值相比較。如果電壓高于上限值，數(shù)字面板表17就從它的高輸出端17a輸出一個(gè)信號(hào)到順序器20，而如果電壓低于下限值，就從它的低輸出端17b輸出一個(gè)信號(hào)到順序器20。
當(dāng)順序器20收到信號(hào)時(shí)，報(bào)警燈就接通，這就向操作員報(bào)告工件11是有缺陷的。
如果在絕緣材料11b中不具有針孔從而沒有泄漏電流流經(jīng)接地導(dǎo)體12，則電流變換器15的次級(jí)端就不會(huì)產(chǎn)生電流，但是由于存在噪聲而產(chǎn)生的電壓則會(huì)顯示在數(shù)字面板表17上。由于存在噪聲而產(chǎn)生的電壓低于上限值而高于下限值，報(bào)警燈20不會(huì)接通。
從上面的說明可知，在按照本發(fā)明的耐電壓測(cè)試裝置中，電流變換器檢測(cè)從工件泄漏的電流。泄漏電流是作為正比于通過電阻的漏電流強(qiáng)度的電壓而輸入數(shù)字面板表的。工件是否有缺陷是由數(shù)字面板表根據(jù)對(duì)輸入電壓和預(yù)定的閾值相比較而判定的。因此，這種耐電壓測(cè)試裝置提供準(zhǔn)確可靠的測(cè)試結(jié)果。
特別是，泄漏電流是用電流變換器轉(zhuǎn)換成非直流的電流，而噪聲是一個(gè)包含在泄漏電流中的直流成分，它被電流變換器所消除。此外，使用了直流的數(shù)字面板表作為數(shù)字面板表。因此，這一裝置可以防止因噪聲而引起的誤操作。
進(jìn)一步說，這個(gè)裝置克服了由三針放電設(shè)備組成的傳統(tǒng)耐電壓測(cè)試裝置的各種問題。這就是說，加到工件的導(dǎo)體上的電壓在傳統(tǒng)耐電壓測(cè)試裝置中為25-28千伏，而按照本發(fā)明的裝置可以可靠地測(cè)量30千伏或更高的高壓的工件耐受電壓。此外，可以由高壓發(fā)生裝置調(diào)節(jié)要加到工件上的電壓從而對(duì)測(cè)試電壓加以改變。另外，不像傳統(tǒng)的測(cè)量耐電壓方法是通過在大氣中放電而進(jìn)行的，按照本發(fā)明的裝置并不產(chǎn)生臭氧和發(fā)生巨大聲響，因而不會(huì)使進(jìn)行耐電壓測(cè)試的周圍環(huán)境惡化。
雖然本發(fā)明已結(jié)合其優(yōu)選實(shí)施例并參考附圖作了完整的說明，但還必須指出，對(duì)熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們來說，各種改變和修改是明顯的。除非有顯著差異，這樣的改變和修改應(yīng)該理解成也是包含在如所附的權(quán)利要求中所規(guī)定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.一種耐電壓測(cè)試裝置，其特征在于包括一個(gè)高壓發(fā)生裝置，用于對(duì)需要測(cè)量耐電壓的工件施加高電壓；一個(gè)接地導(dǎo)體，它與絕緣材料一起覆蓋著該工件；一個(gè)電流變換器，其中以一根使接地導(dǎo)體和地線相互連接起來的導(dǎo)線圍繞著該電流變換器纏繞N圈；一個(gè)連接在電流變換器輸出端上的電阻；一個(gè)用于檢測(cè)該電阻上產(chǎn)生的電壓的檢測(cè)器；以及一個(gè)報(bào)警裝置，用于當(dāng)由檢測(cè)器所檢測(cè)到的電壓高于一預(yù)定的上限值及低于一預(yù)定的下限值時(shí)顯示該工件是有缺陷的。
2.按照權(quán)利要求1的耐電壓測(cè)試裝置，其特征在于，其中使用一個(gè)可變電阻作為該電阻。
3.按照權(quán)利要求1的耐電壓測(cè)試裝置，其特征在于，其中的檢測(cè)器是由一個(gè)直流數(shù)字面板表和一個(gè)與數(shù)字面板表相連接的順序器所組成；該直流數(shù)字面板表對(duì)輸入到表上的電壓和預(yù)定的上限和下限值相互比較，如果電壓高于上限值時(shí)就從它的高輸出端輸出一個(gè)信號(hào)到順序器，而當(dāng)電壓低于下限值時(shí)就從它的低輸出端輸出一個(gè)信號(hào)到順序器；當(dāng)信號(hào)從高輸出端輸入到順序器時(shí)，連接到該順序器的報(bào)警裝置上的燈就被接通。
4.按照權(quán)利要求2的耐電壓測(cè)試裝置，其特征在于其中的檢測(cè)器是由一個(gè)直流數(shù)字面板表和接到數(shù)字面板表的順序器所組成的；該直流數(shù)字面板表對(duì)它的輸入電壓和預(yù)定的上限和下限值進(jìn)行相互比較，如果該電壓高于上限值時(shí)就從它的高輸出端輸出一個(gè)信號(hào)到順序器，如果該電壓低于下限值時(shí)就從它的低輸出端輸出一個(gè)信號(hào)到順序器；當(dāng)信號(hào)從高輸出端輸入到順序器時(shí)，連接到該順序器的報(bào)警裝置上的燈就被接通。
全文摘要
耐電壓測(cè)試裝置包括高壓發(fā)生裝置(13)用于把高壓加到待測(cè)定耐電壓的工件(11)上；接地導(dǎo)體(12)和絕緣材料一起覆蓋在工件(1)上；電流變換器，圍繞著它繞有使接地導(dǎo)體(12)和地(G)相互連接的導(dǎo)線(14)；接在電流變換器(15)的輸出端(16A)和(16B)上的可變電阻(19)；數(shù)字面板表(17)，它組成用于檢測(cè)由可變電阻(19)產(chǎn)生的電壓的檢測(cè)器；以及報(bào)警裝置(21)用于在檢測(cè)器檢測(cè)到的電壓高于預(yù)定值時(shí)顯示工件(1)有缺陷。
文檔編號(hào)G01R31/14GK1135607SQ9510547
公開日1996年11月13日 申請(qǐng)日期1995年5月9日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月9日
發(fā)明者立切寬人, 服部佳辛, 鈴木康治, 杉野忠 申請(qǐng)人:住友電裝株式會(huì)社