專利名稱：耐電壓測試裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種耐電壓測試裝置，更具體地說，涉及一種優選地用于測量高壓部件的耐受電壓情況的耐電壓測試裝置，這種部件例如可以是接到內燃發動機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電阻，如果其中產生了漏電流時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量一個工件的耐受電壓，這個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判定測試裝置。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所示的放電型自動判定測試裝置中，用作工件的高壓電纜1的內芯導體2由一層絕緣材料3所覆蓋，而絕緣材料3則由接地導體4所包圍。由正電極5a、負電極5b和浮動電極5c所組成的三針放電設備5被用作為判定設備。正電極5a接到內芯導體2，負電極5b則接到接地導體4。由高壓發生電路6a和振蕩電路(OSC)6b所組成的高壓脈沖發生器6被用來向放電設備5的內芯導體2和正電極5a施加一個高壓脈沖。
為了根據在三電極針尖間隙中所產生的放電亮光來判定是否有電流從高壓電纜1泄漏，這個裝置有一個由用于接收放電亮光的光接收部分8和判定部分9所組成的光學漏電流檢測裝置。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的亮光時就產生一個反向電壓。判定部分9包括一個OSC同步比較器9a，它對加到放電裝置5的正電極5a和內芯導體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)進行相互比較，以便檢查這兩個脈沖是否互相同步；判定部分9還包括一個判定回路9b，它在從OSC同步比較器9a接收到表明該兩個脈沖是相互同步的或是相互不同步的信號時，用來確定高壓電纜1是有缺陷的或是無缺陷。
如果在測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因為在其上有針孔或類似的毛病而有電流泄漏，則在放電設備5中不發生放電或產生不穩定的放電。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之間會產生漏電亮光，而如工件1上面沒有針孔P因而沒有電流從工件泄漏，則它們之間就不會產生漏電亮光。
第一種測試方法，即通過使用放電型的自動判定裝置而實施的方法，因為使用了三極針尖作為放電設備5而有下列問題
(1)為了適應加到工件1上的電壓的變化而必須改變放電設備的電壓。為此，必須通過改變各有關位置以調整三極針尖的正電極5a、負電極5b和浮動電極5c之間的間隙長度。因此，進行測試時費時又費工。此外，這種裝置難以精確地測量工件1的耐受電壓。
(2)當高壓加到工件1時，在放電設備5中必須提供一個長間隙P。在這種情況下，在間隙P中會產生不穩定的放電亮光。其結果是，雖然放電亮光是連續產生的，但是可能不會產生具有正常脈沖的放電亮光。在這種情況下就會判定工件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28千伏時就不能使用由三極針尖組成的放電設備來進行耐受電壓檢查測試。
(3)由于使用由三極針尖所組成的放電設備時的放電是在大氣中進行的，放電電壓可有±5千伏的變化，因而是不穩定的。因此，估算所得的結果不是高度可靠的。
(4)由于放電是在大氣中進行的，因而會產生臭氧和強聲音，所以在進行測試的周圍會產生一個不利的環境。
在第二種方法中，工件1是否有缺陷是由觀察決定的。因此，測試結果取決于操作人員的專業技能和經驗。所以測試結果不是高度可靠的，存在這樣的可能，即一個有缺陷的工件被判定為無缺陷的工件。
本發明是從下列觀點出發的，即要從實質上去解決上述的缺點，因而本發明的主要目的是提供一種改進的測試裝置，它能檢測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裝置或使用操作人員的視覺檢查，從而自動判定該工件是有缺陷的或無缺陷的。
為了實現上述目的，本發明提供了一種耐電壓測試裝置，它包括一個高壓發生裝置，用于向一個需要測定耐受電壓的工件施加高電壓；一個接地導體，它與絕緣材料一起覆蓋著工件；一個電流變換器，其中以一根使接地導體和地線相互連接起來的導線圍繞著該電流變換器纏繞N圈；連接在電流變換器兩個輸出端上的一個電阻；用于檢測在該電阻上所產生的電壓的檢測器；以及一個報警裝置，用于當該檢測器檢測到的電壓高于預定的上限值或低于預定的下限值時顯示該工件是有缺陷的。
當從工件上有泄漏電流時，電流變換器產生出與該漏電流對應的電流，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換成電壓。由轉換而產生的電壓被檢測器所檢測，從而判定該工件是否有缺陷。
這個電阻最好是用一個可變電阻。最好是增加環繞著電流變換器纏繞的導線的圈數。電流變換器可靠地“捕捉”住微弱電流，從而產生相應于該微弱電流的電流。
檢測器由直流數字面板表和接到數字面板表的順序器組成。如果輸入到直流數字面板表的電壓高于預定的上限值，則直流數字面板表從它的高輸出端輸出一個信號到順序器，而當電壓低于下限值時，它從它的低輸出端輸出一個信號。在接收到信號時，連接到順序器的報警裝置中的燈被接通，從而顯示該工件是有缺陷的。
如果由電阻產生的電壓處于上限值和下限值之間，則可以判定所產生的電壓不是來自漏電流而是來自噪聲。
按照上述結構，在從施加高壓的裝置把高電壓加到工件上時，如果有電流從工件泄漏，則漏電流從接地導體經過導線流向地線。由于導線是圍繞著電流變壓器而纏繞的，電流變換器就產生與漏電相對應的電流。由電流變換器產生的電流經過它的輸出端而流到電阻上，從而把微弱的電流轉變成電壓。這個電壓和漏電流成正比并被輸入到檢測器的數字面板表中。從數字面板表的高輸出端或它的低輸出端輸出一個信號到順序器。當從高輸出端把信號輸入到順序器時，就可判定工件是“有缺陷”的，并且報警燈就被接通。
如上所述，按照本發明的測試裝置直接并自動地測檢從工件泄漏的電流，從而提供可靠的測試結果。
另外，由于使用了直流數字面板表作為檢測器，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備所構成的常規耐電壓測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。
本發明的這些及另外一些目的和特點通過下面的說明并結合它的優選實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字指明，這些圖中
圖1是表示根據本發明的一個實施例的耐電壓測試裝置的方塊圖；圖2是按照本發明組成耐電壓試驗裝置的數字面板表的工作情況的波形圖；圖3是表示傳統的耐電壓測試裝置的方塊圖；及圖4是表明測量耐電壓的傳統方法的示意圖。
按照本發明的一個實施例的耐電壓測試裝置在參考附圖的情況下說明如下。
圖1是表示按照本發明的耐電壓測試裝置的方塊圖。和圖3所示的傳統耐壓測試裝置相類似，在需要測量耐電壓的工件11中，工件11的導體11a用絕緣材料11b加以覆蓋，絕緣材料11b則被接地導體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，因而使得在導體11a上加上電流后發生漏電時，漏電流會流到接地導體12上。
高壓發生裝置13向工件11的導體11a施加一個高電壓。
將接地導體12聯接到地線G上去的導線14圍繞著電流變換器15按需要的圈數纏繞N圈。
位于電流變換器15的次級端的輸出端16A和16B分別經過導線18A和18B而與直流數字面板表17相連接，位于導線18A和18B之間的一個可變電阻19則和該二輸出端連接。在這種情況下，電流變換器15所產生的微弱電流由可變電阻19轉換成為電壓，此電壓則被輸入到直流數字面板表17。
在數字面板表17中，由可變電阻19所產生的電壓和預定的閾值電壓相比較，如圖2所示。如果電壓超過上限值，則數字面板表17從它的高輸出端17a輸出一個信號供到和數字面板表17相連接的順序器20去，而當電壓低于下限值時，它從其低輸出端17b輸出一個預定的信號供到順序器20去。數字面板表17和順序器20組成一個檢測器。在這個實施例中，上限值規定為+0.04毫伏，而下限值規定為-0.04毫伏。
當從高輸出端17a或低輸出端17b輸出的信號輸入到順序器20中時，和順序器20相連接的報警燈21就被接通，以顯示工件1是有缺陷的。
在測試期間，由高壓發生裝置13所產生的高電壓被加到工件11上。當由于在絕緣材料11b上具有針孔或類似物，因而從絕緣材料11b有電流泄漏時，漏電流經過導線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上的導線14的圈數而產生出二次電流。
通過增加導線14所繞的圈數，這個微弱的電流可以被電流變換器可靠地檢測到。導線14所繞的圈數是根據漏電流的強度和電流變換器的額定值而規定的。
從位于電流變換器15的次級端的輸出端16A和16B所輸出的電流流經可變電阻19。在可變電阻19上所產生的電壓則輸入到檢測器的數字面板表17中。
輸入到數字面板表17的電壓和預定的上限值和下限值相比較。如果電壓高于上限值，數字面板表17就從它的高輸出端17a輸出一個信號到順序器20，而如果電壓低于下限值，就從它的低輸出端17b輸出一個信號到順序器20。
當順序器20收到信號時，報警燈就接通，這就向操作員報告工件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接地導體12，則電流變換器15的次級端就不會產生電流，但是由于存在噪聲而產生的電壓則會顯示在數字面板表17上。由于存在噪聲而產生的電壓低于上限值而高于下限值，報警燈20不會接通。
從上面的說明可知，在按照本發明的耐電壓測試裝置中，電流變換器檢測從工件泄漏的電流。泄漏電流是作為正比于通過電阻的漏電流強度的電壓而輸入數字面板表的。工件是否有缺陷是由數字面板表根據對輸入電壓和預定的閾值相比較而判定的。因此，這種耐電壓測試裝置提供準確可靠的測試結果。
特別是，泄漏電流是用電流變換器轉換成非直流的電流，而噪聲是一個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，使用了直流的數字面板表作為數字面板表。因此，這一裝置可以防止因噪聲而引起的誤操作。
進一步說，這個裝置克服了由三針放電設備組成的傳統耐電壓測試裝置的各種問題。這就是說，加到工件的導體上的電壓在傳統耐電壓測試裝置中為25-28千伏，而按照本發明的裝置可以可靠地測量30千伏或更高的高壓的工件耐受電壓。此外，可以由高壓發生裝置調節要加到工件上的電壓從而對測試電壓加以改變。另外，不像傳統的測量耐電壓方法是通過在大氣中放電而進行的，按照本發明的裝置并不產生臭氧和發生巨大聲響，因而不會使進行耐電壓測試的周圍環境惡化。
雖然本發明已結合其優選實施例并參考附圖作了完整的說明，但還必須指出，對熟悉本技術領域的人們來說，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該理解成也是包含在如所附的權利要求中所規定的本發明的范圍之內的。
權利要求
1.一種耐電壓測試裝置，其特征在于包括一個高壓發生裝置，用于對需要測量耐電壓的工件施加高電壓；一個接地導體，它與絕緣材料一起覆蓋著該工件；一個電流變換器，其中以一根使接地導體和地線相互連接起來的導線圍繞著該電流變換器纏繞N圈；一個連接在電流變換器輸出端上的電阻；一個用于檢測該電阻上產生的電壓的檢測器；以及一個報警裝置，用于當由檢測器所檢測到的電壓高于一預定的上限值及低于一預定的下限值時顯示該工件是有缺陷的。
2.按照權利要求1的耐電壓測試裝置，其特征在于，其中使用一個可變電阻作為該電阻。
3.按照權利要求1的耐電壓測試裝置，其特征在于，其中的檢測器是由一個直流數字面板表和一個與數字面板表相連接的順序器所組成；該直流數字面板表對輸入到表上的電壓和預定的上限和下限值相互比較，如果電壓高于上限值時就從它的高輸出端輸出一個信號到順序器，而當電壓低于下限值時就從它的低輸出端輸出一個信號到順序器；當信號從高輸出端輸入到順序器時，連接到該順序器的報警裝置上的燈就被接通。
4.按照權利要求2的耐電壓測試裝置，其特征在于其中的檢測器是由一個直流數字面板表和接到數字面板表的順序器所組成的；該直流數字面板表對它的輸入電壓和預定的上限和下限值進行相互比較，如果該電壓高于上限值時就從它的高輸出端輸出一個信號到順序器，如果該電壓低于下限值時就從它的低輸出端輸出一個信號到順序器；當信號從高輸出端輸入到順序器時，連接到該順序器的報警裝置上的燈就被接通。
全文摘要
耐電壓測試裝置包括高壓發生裝置(13)用于把高壓加到待測定耐電壓的工件(11)上；接地導體(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體(12)和地(G)相互連接的導線(14)；接在電流變換器(15)的輸出端(16A)和(16B)上的可變電阻(19)；數字面板表(17)，它組成用于檢測由可變電阻(19)產生的電壓的檢測器；以及報警裝置(21)用于在檢測器檢測到的電壓高于預定值時顯示工件(1)有缺陷。
文檔編號G01R31/14GK1135607SQ9510547
公開日1996年11月13日 申請日期1995年5月9日 優先權日1995年5月9日
發明者立切寬人, 服部佳辛, 鈴木康治, 杉野忠 申請人:住友電裝株式會社