LDH-20KVPLC控制耐電弧試驗儀詳細介紹

一、概述：

       LDH-20kV型耐電弧試驗儀是根據(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絕緣材料標準化技術(shù)委員會監(jiān)制。

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)：

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(fēng)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?xí)r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)?？刂铺峁┙o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、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*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。

4、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。

5、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（hao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，wei一不同的是第3條中選擇“ASTM標準”，試驗過程中di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。考慮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：