计算机控制电压击穿试验仪工作原理

一、计算机控制电压击穿试验仪工作原理

市电→隔离调压器→升压变压器（50 kV/1 kVA）→保护电阻→高压电极

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试样击穿/闪络→电流采样电阻→信号调理→A/D→MCU/工控机

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比较器动作→固态继电器切断调压器→高压回零→放电棒接通→声光报警

关键点  

1. 升压速率由 MCU 控制步进电机带动调压器滑臂，实现 0.1–5 kV/s 线性可调。  

2. 击穿判别：电流瞬时值≥设定门限（通常 5–20 mA 可设）或电压跌落率≥20 %/20 ms。  

3. 放电回路：高压继电器+水电阻/功率电阻（5 kΩ/100 W）+放电棒，保证 5 s 内残余电压<50 V。  

4. 所有操作按钮均为 24 V 逻辑，与高压侧光电隔离，保证计算机/人身安全。

二、面板 12 个按键/指示的常见故障与快速排除

1. 电压显示  

故障现象：上电无显示或示值跳变  

原因：①表头 24 V 电源保险丝断；②高压分压器 100 MΩ 电阻链受潮断路；③信号线屏蔽层断，空间干扰。  

解决：换 0.5 A 玻璃管保险；用 2500 V 兆欧表测分压器对地≥500 MΩ，否则烘干+硅油重灌；检查 BNC 屏蔽网并重新压接。

2. 开关锁  

故障现象：钥匙旋到“开"仍无法启动高压  

原因：①锁内微动开关触点氧化；②钥匙磨损未压到位。  

解决：喷 WD-40 后反复旋转 10 次；仍无效则更换锁芯（型号：D4F-102）。

3. 电流显示  

故障现象：无试样仍显示 0.05 mA 且调零无效  

原因：①采样电阻 50 Ω/5 W 温漂；②运放零漂>2 mV。  

解决：短接高压电极，软件执行“零漂校准"；硬件上更换 0.1 % 精密电阻并重新标定。

4. 放电报警  

故障现象：击穿后不报警  

原因：①蜂鸣器 24 V 线脱落；②MCU 输出口光耦击穿。  

解决：测蜂鸣器两端应有 24 V，若无则查线；有电压仍不响→换蜂鸣器；若 MCU 口无输出→更换光耦 PC817。

5. 手动放电  

故障现象：按下后电压表不下降  

原因：①放电继电器触点烧蚀；②放电电阻开路。  

解决：断电后测继电器触点电阻>1 Ω 即更换（JQX-38F 30 A）；测放电电阻 5 kΩ±5 %，开路则换同规格线绕电阻。

6. 风机开关  

故障现象：风机不转，无 220 V 输出  

原因：①船型开关内部弹片疲劳；②风机电容 1.5 µF 失效。  

解决：短接开关看风机是否转，能转则换开关；仍不转→换电容并测绕组电阻（主绕组≈180 Ω，副≈220 Ω）。

7. 控制区域（触摸屏）  

故障现象：点击无反应或花屏  

原因：①24 V 电源纹波>200 mV；②触摸屏 USB 线松。  

解决：示波器测 24 V 加 470 µF/50 V 电解滤波；重插 USB 方口，仍无效→更换 7 寸工业触控屏（eGalax 驱动）。

8. 照明开关  

故障现象：LED 灯条频闪  

原因：①开关电源 12 V 输出缺滤波；②灯条接地与高压地共地引入脉冲。  

解决：在 12 V 输出并 220 µF/25 V+0.1 µF 陶瓷；照明地单独拉线到机壳“干净地"桩。

9. 门位指示  

故障现象：门已关仍显红色  

原因：①欧姆龙 D4C-1202 行程开关滚轮磨损；②门密封条老化压缩量不足。  

解决：调整开关支架使滚轮被压下 1.5 mm；更换 10 mm 厚硅橡胶密封条。

10. 零点指示  

故障现象：高压已回零，灯仍不亮  

原因：①分压器低压臂 10 kΩ 电阻虚焊；②比较器 LM393 坏。  

解决：测分压器输出应<40 mV（对应 0.2 kV），若无则补焊；有电压仍不翻转→换 LM393 并在同相端加 20 mV 迟滞。

11. 高压启动  

故障现象：按下后立刻弹回报“门未关"  

原因：①PLC 输入口 X2 内部 24 V 光耦短路，导致常闭信号丢失；②门钩螺丝松，行程开关瞬间断开。  

解决：监控 PLC 指示灯 X2 应常亮，若闪则紧固门钩；PLC 口坏则改线到空余 X6 并在梯形图内替换地址。

12. 高压停止（急停）  

故障现象：拍下后无法复位，高压始终禁止  

原因：①蘑菇头自带自锁未旋拔；②急停回路中的安全继电器 PNOZ 需手动复位。  

解决：顺时针旋拔蘑菇头；按 PNOZ 上蓝色“Reset"键，若仍不吸合→查急停串联回路是否断线（门联锁、过流、零压）。

三、维护速查表（建议每 3 个月执行一次）

1. 用 2500 V 兆欧表测高压变压器、分压器、保护电阻对地绝缘≥500 MΩ。  

2. 手动放电 10 次，测残余电压<50 V，时间<3 s。  

3. 校准电压、电流：用 0.1 级 50 kV 分压器及 0.05 级毫安表对比，误差>±1 % 即调软件系数。  

4. 检查所有 24 V 逻辑保险丝、急停回路、门联锁功能。  

5. 清洁升压变压器瓷瓶及舱内油污，防止爬电。