數字示波器在匝間短路測試中的應用

引言

在工業生產和設備維護檢修中，人們經常會進行線圈繞組匝間短路故障的測試。例如，電力系統中電力變壓器匝間短路、電機轉子匝間短路、顯象管行輸出變壓器匝間短路等故障，都是以上產品最常見的故障之一，一旦出現這類故障，電力變壓器內部可能會被嚴重燒毀，電機很難負載運行甚至不能運行。

因此，高效、可靠的匝間短路測試方法對企業提高生產和檢測、維修的效率都有重要的意義。本文著重介紹由北京普源精電科技有限公司（RIGOL）提供的DS1000E數字示波器在匝間短路測試中的應用。

測試原理

目前市面上有不少專用的繞組匝間沖擊耐電壓測試儀，這類匝間沖擊耐電壓測試儀產品的基本原理都是以同型號繞組感抗相等為前提，采用波形比較法，以高壓脈沖對等效過電壓、無損模擬試驗。然后通過示波器這樣的裝置通過完全一致的取樣回路來測量這個脈沖在繞組線圈中的振蕩波形，如果兩個波形不一致，那么表明這兩組線圈中至少有一組存在匝間短路的故障。其測量原理圖如下：

圖1 測試原理

測試方法

現狀

目前大多數匝間儀顯示波形都還在采用取樣信號去激勵CRT偏轉線圈這樣的模擬示波器顯示方法，要判別兩組振蕩波形的異同，就利用繞組切換繼電器常開觸點與常閉觸點的高速切換，利用模擬示波器當前波形與前次波形的余暉相比較，用肉眼去判斷兩組波形是否一致，以此來判斷是否存在匝間故障。

但是像這樣的方法，僅僅在相關維修工作的時候還能適用，但是要是在相關產品生產測試的時候，或者在做相關參數的實驗測定的時候，這樣肉眼判斷的方法是不具有說服力的。這時需要將振蕩波形的一系列數據都量化比較，如果波形不一致，是什么參數不一致，相差多少，這樣量化的數據才是科學可靠的。因此，將振蕩波形的采樣、顯示部分采用數字示波器的方案是非常有必要的。

改進方法

上海某檢測設備廠的智能型繞組綜合測試系統正是這樣科學可靠的測試系統，它集成了RIGOL DS1000E系列數字示波器作為振蕩波形的采樣、顯示部分，集成了智能低電阻測試儀和絕緣電阻測試儀等一系列電機繞組及變壓器線圈相關測試儀器，并且由一臺工控機統一控制與數據獲取，形成功能強大的智能測試系統。