专利名称：耐电压测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种耐电压测试装置，更具体地说，涉及一种优选地用于测量高压部件的耐受电压情况的耐电压测试装置，这种部件例如可以是接到内燃发动机的火花塞上的高压电缆或其类似物。在这种装置中，为了检测高压部件中是否有电流泄漏，使用了一种电流变换器及一个电阻，如果其中产生了漏电流时就把漏电流变成了一种电压。
下面的第一种和第二种方法被用于测量一个工件的耐受电压，这个工件可以是接到汽车的火花塞上的高压电缆。
在第一种方法中，使用了如图3所示的放电型的自动判定测试装置。在第二种方法中，操作员使用一根接地棒检查是否有电流从工件泄漏，如图4所示。
在图3所示的放电型自动判定测试装置中，用作工件的高压电缆1的内芯导体2由一层绝缘材料3所覆盖，而绝缘材料3则由接地导体4所包围。由正电极5a、负电极5b和浮动电极5c所组成的三针放电设备5被用作为判定设备。正电极5a接到内芯导体2，负电极5b则接到接地导体4。由高压发生电路6a和振荡电路(OSC)6b所组成的高压脉冲发生器6被用来向放电设备5的内芯导体2和正电极5a施加一个高压脉冲。
为了根据在三电极针尖间隙中所产生的放电亮光来判定是否有电流从高压电缆1泄漏，这个装置有一个由用于接收放电亮光的光接收部分8和判定部分9所组成的光学漏电流检测装置。光接收部分8包括一段光纤8a和高速光电二极管8b，这个光电二极管8b在接收到通过光纤8a引入到光接收部分8的亮光时就产生一个反向电压。判定部分9包括一个OSC同步比较器9a，它对加到放电装置5的正电极5a和内芯导体2上的高压脉冲(b)和由光接收部分8加到它上面的放电亮光的脉冲(a)进行相互比较，以便检查这两个脉冲是否互相同步；判定部分9还包括一个判定回路9b，它在从OSC同步比较器9a接收到表明该两个脉冲是相互同步的或是相互不同步的信号时，用来确定高压电缆1是有缺陷的或是无缺陷。
如果在测试中从高压电缆中没有电流泄漏，则可以判定高压脉冲(b)和放电亮光的脉冲(a)是相互同步的，因而高电压缆1是“无缺陷”的。如果高压电缆1因为在其上有针孔或类似的毛病而有电流泄漏，则在放电设备5中不发生放电或产生不稳定的放电。因此，从光电二极管8b输出的脉冲(a)和脉冲(b)不会同步。也就是说，可以判定高压电缆1是“有缺陷”的。
在图4所示的第二种方法中，操作员通过将一根接地棒10加到工件1(高压电缆)上，从而使高压电加到工件1上面以便用视觉检查是否有漏电流从工件1泄漏。这就是说，如果工件1上有针孔P，则在接地棒10和工件1之间会产生漏电亮光，而如工件1上面没有针孔P因而没有电流从工件泄漏，则它们之间就不会产生漏电亮光。
第一种测试方法，即通过使用放电型的自动判定装置而实施的方法，因为使用了三极针尖作为放电设备5而有下列问题
(1)为了适应加到工件1上的电压的变化而必须改变放电设备的电压。为此，必须通过改变各有关位置以调整三极针尖的正电极5a、负电极5b和浮动电极5c之间的间隙长度。因此，进行测试时费时又费工。此外，这种装置难以精确地测量工件1的耐受电压。
(2)当高压加到工件1时，在放电设备5中必须提供一个长间隙P。在这种情况下，在间隙P中会产生不稳定的放电亮光。其结果是，虽然放电亮光是连续产生的，但是可能不会产生具有正常脉冲的放电亮光。在这种情况下就会判定工件1的绝缘有缺陷。
因此，加到工件1上的电压的上限为25～28千伏。在电压高于28千伏时就不能使用由三极针尖组成的放电设备来进行耐受电压检查测试。
(3)由于使用由三极针尖所组成的放电设备时的放电是在大气中进行的，放电电压可有±5千伏的变化，因而是不稳定的。因此，估算所得的结果不是高度可靠的。
(4)由于放电是在大气中进行的，因而会产生臭氧和强声音，所以在进行测试的周围会产生一个不利的环境。
在第二种方法中，工件1是否有缺陷是由观察决定的。因此，测试结果取决于操作人员的专业技能和经验。所以测试结果不是高度可靠的，存在这样的可能，即一个有缺陷的工件被判定为无缺陷的工件。
本发明是从下列观点出发的，即要从实质上去解决上述的缺点，因而本发明的主要目的是提供一种改进的测试装置，它能检测诸如高压电缆一类的工件所泄漏的电流而不使用放电类型的检测装置或使用操作人员的视觉检查，从而自动判定该工件是有缺陷的或无缺陷的。
为了实现上述目的，本发明提供了一种耐电压测试装置，它包括一个高压发生装置，用于向一个需要测定耐受电压的工件施加高电压；一个接地导体，它与绝缘材料一起覆盖着工件；一个电流变换器，其中以一根使接地导体和地线相互连接起来的导线围绕着该电流变换器缠绕N圈；连接在电流变换器两个输出端上的一个电阻；用于检测在该电阻上所产生的电压的检测器；以及一个报警装置，用于当该检测器检测到的电压高于预定的上限值或低于预定的下限值时显示该工件是有缺陷的。
当从工件上有泄漏电流时，电流变换器产生出与该漏电流对应的电流，从电流变换器输出端输出的电流流过电阻以便把微弱的电流转换成电压。由转换而产生的电压被检测器所检测，从而判定该工件是否有缺陷。
这个电阻最好是用一个可变电阻。最好是增加环绕着电流变换器缠绕的导线的圈数。电流变换器可靠地“捕捉”住微弱电流，从而产生相应于该微弱电流的电流。
检测器由直流数字面板表和接到数字面板表的顺序器组成。如果输入到直流数字面板表的电压高于预定的上限值，则直流数字面板表从它的高输出端输出一个信号到顺序器，而当电压低于下限值时，它从它的低输出端输出一个信号。在接收到信号时，连接到顺序器的报警装置中的灯被接通，从而显示该工件是有缺陷的。
如果由电阻产生的电压处于上限值和下限值之间，则可以判定所产生的电压不是来自漏电流而是来自噪声。
按照上述结构，在从施加高压的装置把高电压加到工件上时，如果有电流从工件泄漏，则漏电流从接地导体经过导线流向地线。由于导线是围绕着电流变压器而缠绕的，电流变换器就产生与漏电相对应的电流。由电流变换器产生的电流经过它的输出端而流到电阻上，从而把微弱的电流转变成电压。这个电压和漏电流成正比并被输入到检测器的数字面板表中。从数字面板表的高输出端或它的低输出端输出一个信号到顺序器。当从高输出端把信号输入到顺序器时，就可判定工件是“有缺陷”的，并且报警灯就被接通。
如上所述，按照本发明的测试装置直接并自动地测检从工件泄漏的电流，从而提供可靠的测试结果。
另外，由于使用了直流数字面板表作为检测器，该装置可以防止因噪声而引起的误操作。
此外，这种装置可以克服由三针放电设备所构成的常规耐电压测试装置所存在的各种问题。并且，这种装置可以可靠地用在30千伏或更高的高电压。
本发明的这些及另外一些目的和特点通过下面的说明并结合它的优选实施例和参考附图将变得更加清楚，在图中相同的部件都用相同的参考数字指明，这些图中
图1是表示根据本发明的一个实施例的耐电压测试装置的方块图；图2是按照本发明组成耐电压试验装置的数字面板表的工作情况的波形图；图3是表示传统的耐电压测试装置的方块图；及图4是表明测量耐电压的传统方法的示意图。
按照本发明的一个实施例的耐电压测试装置在参考附图的情况下说明如下。
图1是表示按照本发明的耐电压测试装置的方块图。和图3所示的传统耐压测试装置相类似，在需要测量耐电压的工件11中，工件11的导体11a用绝缘材料11b加以覆盖，绝缘材料11b则被接地导体12所包围。这样，如果在绝缘材料11b上形成了针孔或类似的东西，因而使得在导体11a上加上电流后发生漏电时，漏电流会流到接地导体12上。
高压发生装置13向工件11的导体11a施加一个高电压。
将接地导体12联接到地线G上去的导线14围绕着电流变换器15按需要的圈数缠绕N圈。
位于电流变换器15的次级端的输出端16A和16B分别经过导线18A和18B而与直流数字面板表17相连接，位于导线18A和18B之间的一个可变电阻19则和该二输出端连接。在这种情况下，电流变换器15所产生的微弱电流由可变电阻19转换成为电压，此电压则被输入到直流数字面板表17。
在数字面板表17中，由可变电阻19所产生的电压和预定的阈值电压相比较，如图2所示。如果电压超过上限值，则数字面板表17从它的高输出端17a输出一个信号供到和数字面板表17相连接的顺序器20去，而当电压低于下限值时，它从其低输出端17b输出一个预定的信号供到顺序器20去。数字面板表17和顺序器20组成一个检测器。在这个实施例中，上限值规定为+0.04毫伏，而下限值规定为-0.04毫伏。
当从高输出端17a或低输出端17b输出的信号输入到顺序器20中时，和顺序器20相连接的报警灯21就被接通，以显示工件1是有缺陷的。
在测试期间，由高压发生装置13所产生的高电压被加到工件11上。当由于在绝缘材料11b上具有针孔或类似物，因而从绝缘材料11b有电流泄漏时，漏电流经过导线14而流到电流变换器15，然后再流到地G。随着漏电流流过电流变换器15，在电流变换器15中按照缠绕在电流变换器15上的导线14的圈数而产生出二次电流。
通过增加导线14所绕的圈数，这个微弱的电流可以被电流变换器可靠地检测到。导线14所绕的圈数是根据漏电流的强度和电流变换器的额定值而规定的。
从位于电流变换器15的次级端的输出端16A和16B所输出的电流流经可变电阻19。在可变电阻19上所产生的电压则输入到检测器的数字面板表17中。
输入到数字面板表17的电压和预定的上限值和下限值相比较。如果电压高于上限值，数字面板表17就从它的高输出端17a输出一个信号到顺序器20，而如果电压低于下限值，就从它的低输出端17b输出一个信号到顺序器20。
当顺序器20收到信号时，报警灯就接通，这就向操作员报告工件11是有缺陷的。
如果在绝缘材料11b中不具有针孔从而没有泄漏电流流经接地导体12，则电流变换器15的次级端就不会产生电流，但是由于存在噪声而产生的电压则会显示在数字面板表17上。由于存在噪声而产生的电压低于上限值而高于下限值，报警灯20不会接通。
从上面的说明可知，在按照本发明的耐电压测试装置中，电流变换器检测从工件泄漏的电流。泄漏电流是作为正比于通过电阻的漏电流强度的电压而输入数字面板表的。工件是否有缺陷是由数字面板表根据对输入电压和预定的阈值相比较而判定的。因此，这种耐电压测试装置提供准确可靠的测试结果。
特别是，泄漏电流是用电流变换器转换成非直流的电流，而噪声是一个包含在泄漏电流中的直流成分，它被电流变换器所消除。此外，使用了直流的数字面板表作为数字面板表。因此，这一装置可以防止因噪声而引起的误操作。
进一步说，这个装置克服了由三针放电设备组成的传统耐电压测试装置的各种问题。这就是说，加到工件的导体上的电压在传统耐电压测试装置中为25-28千伏，而按照本发明的装置可以可靠地测量30千伏或更高的高压的工件耐受电压。此外，可以由高压发生装置调节要加到工件上的电压从而对测试电压加以改变。另外，不像传统的测量耐电压方法是通过在大气中放电而进行的，按照本发明的装置并不产生臭氧和发生巨大声响，因而不会使进行耐电压测试的周围环境恶化。
虽然本发明已结合其优选实施例并参考附图作了完整的说明，但还必须指出，对熟悉本技术领域的人们来说，各种改变和修改是明显的。除非有显著差异，这样的改变和修改应该理解成也是包含在如所附的权利要求中所规定的本发明的范围之内的。
权利要求
1.一种耐电压测试装置，其特征在于包括一个高压发生装置，用于对需要测量耐电压的工件施加高电压；一个接地导体，它与绝缘材料一起覆盖着该工件；一个电流变换器，其中以一根使接地导体和地线相互连接起来的导线围绕着该电流变换器缠绕N圈；一个连接在电流变换器输出端上的电阻；一个用于检测该电阻上产生的电压的检测器；以及一个报警装置，用于当由检测器所检测到的电压高于一预定的上限值及低于一预定的下限值时显示该工件是有缺陷的。
2.按照权利要求1的耐电压测试装置，其特征在于，其中使用一个可变电阻作为该电阻。
3.按照权利要求1的耐电压测试装置，其特征在于，其中的检测器是由一个直流数字面板表和一个与数字面板表相连接的顺序器所组成；该直流数字面板表对输入到表上的电压和预定的上限和下限值相互比较，如果电压高于上限值时就从它的高输出端输出一个信号到顺序器，而当电压低于下限值时就从它的低输出端输出一个信号到顺序器；当信号从高输出端输入到顺序器时，连接到该顺序器的报警装置上的灯就被接通。
4.按照权利要求2的耐电压测试装置，其特征在于其中的检测器是由一个直流数字面板表和接到数字面板表的顺序器所组成的；该直流数字面板表对它的输入电压和预定的上限和下限值进行相互比较，如果该电压高于上限值时就从它的高输出端输出一个信号到顺序器，如果该电压低于下限值时就从它的低输出端输出一个信号到顺序器；当信号从高输出端输入到顺序器时，连接到该顺序器的报警装置上的灯就被接通。
全文摘要
耐电压测试装置包括高压发生装置(13)用于把高压加到待测定耐电压的工件(11)上；接地导体(12)和绝缘材料一起覆盖在工件(1)上；电流变换器，围绕着它绕有使接地导体(12)和地(G)相互连接的导线(14)；接在电流变换器(15)的输出端(16A)和(16B)上的可变电阻(19)；数字面板表(17)，它组成用于检测由可变电阻(19)产生的电压的检测器；以及报警装置(21)用于在检测器检测到的电压高于预定值时显示工件(1)有缺陷。
文档编号G01R31/14GK1135607SQ9510547
公开日1996年11月13日 申请日期1995年5月9日 优先权日1995年5月9日
发明者立切宽人, 服部佳辛, 铃木康治, 杉野忠 申请人:住友电装株式会社