計(jì)算機(jī)控制電壓擊穿試驗(yàn)儀工作原理

一、計(jì)算機(jī)控制電壓擊穿試驗(yàn)儀工作原理

市電→隔離調(diào)壓器→升壓變壓器（50 kV/1 kVA）→保護(hù)電阻→高壓電極

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試樣擊穿/閃絡(luò)→電流采樣電阻→信號(hào)調(diào)理→A/D→MCU/工控機(jī)

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比較器動(dòng)作→固態(tài)繼電器切斷調(diào)壓器→高壓回零→放電棒接通→聲光報(bào)警

關(guān)鍵點(diǎn)  

1. 升壓速率由 MCU 控制步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)調(diào)壓器滑臂，實(shí)現(xiàn) 0.1–5 kV/s 線性可調(diào)。  

2. 擊穿判別：電流瞬時(shí)值≥設(shè)定門(mén)限（通常 5–20 mA 可設(shè)）或電壓跌落率≥20 %/20 ms。  

3. 放電回路：高壓繼電器+水電阻/功率電阻（5 kΩ/100 W）+放電棒，保證 5 s 內(nèi)殘余電壓<50 V。  

4. 所有操作按鈕均為 24 V 邏輯，與高壓側(cè)光電隔離，保證計(jì)算機(jī)/人身安全。

二、面板 12 個(gè)按鍵/指示的常見(jiàn)故障與快速排除

1. 電壓顯示  

故障現(xiàn)象：上電無(wú)顯示或示值跳變  

原因：①表頭 24 V 電源保險(xiǎn)絲斷；②高壓分壓器 100 MΩ 電阻鏈?zhǔn)艹睌嗦罚虎坌盘?hào)線屏蔽層斷，空間干擾。  

解決：換 0.5 A 玻璃管保險(xiǎn)；用 2500 V 兆歐表測(cè)分壓器對(duì)地≥500 MΩ，否則烘干+硅油重灌；檢查 BNC 屏蔽網(wǎng)并重新壓接。

2. 開(kāi)關(guān)鎖  

故障現(xiàn)象：鑰匙旋到“開(kāi)"仍無(wú)法啟動(dòng)高壓  

原因：①鎖內(nèi)微動(dòng)開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)氧化；②鑰匙磨損未壓到位。  

解決：噴 WD-40 后反復(fù)旋轉(zhuǎn) 10 次；仍無(wú)效則更換鎖芯（型號(hào)：D4F-102）。

3. 電流顯示  

故障現(xiàn)象：無(wú)試樣仍顯示 0.05 mA 且調(diào)零無(wú)效  

原因：①采樣電阻 50 Ω/5 W 溫漂；②運(yùn)放零漂>2 mV。  

解決：短接高壓電極，軟件執(zhí)行“零漂校準(zhǔn)"；硬件上更換 0.1 % 精密電阻并重新標(biāo)定。

4. 放電報(bào)警  

故障現(xiàn)象：擊穿后不報(bào)警  

原因：①蜂鳴器 24 V 線脫落；②MCU 輸出口光耦擊穿。  

解決：測(cè)蜂鳴器兩端應(yīng)有 24 V，若無(wú)則查線；有電壓仍不響→換蜂鳴器；若 MCU 口無(wú)輸出→更換光耦 PC817。

5. 手動(dòng)放電  

故障現(xiàn)象：按下后電壓表不下降  

原因：①放電繼電器觸點(diǎn)燒蝕；②放電電阻開(kāi)路。  

解決：斷電后測(cè)繼電器觸點(diǎn)電阻>1 Ω 即更換（JQX-38F 30 A）；測(cè)放電電阻 5 kΩ±5 %，開(kāi)路則換同規(guī)格線繞電阻。

6. 風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)  

故障現(xiàn)象：風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)，無(wú) 220 V 輸出  

原因：①船型開(kāi)關(guān)內(nèi)部彈片疲勞；②風(fēng)機(jī)電容 1.5 µF 失效。  

解決：短接開(kāi)關(guān)看風(fēng)機(jī)是否轉(zhuǎn)，能轉(zhuǎn)則換開(kāi)關(guān)；仍不轉(zhuǎn)→換電容并測(cè)繞組電阻（主繞組≈180 Ω，副≈220 Ω）。

7. 控制區(qū)域（觸摸屏）  

故障現(xiàn)象：點(diǎn)擊無(wú)反應(yīng)或花屏  

原因：①24 V 電源紋波>200 mV；②觸摸屏 USB 線松。  

解決：示波器測(cè) 24 V 加 470 µF/50 V 電解濾波；重插 USB 方口，仍無(wú)效→更換 7 寸工業(yè)觸控屏（eGalax 驅(qū)動(dòng)）。

8. 照明開(kāi)關(guān)  

故障現(xiàn)象：LED 燈條頻閃  

原因：①開(kāi)關(guān)電源 12 V 輸出缺濾波；②燈條接地與高壓地共地引入脈沖。  

解決：在 12 V 輸出并 220 µF/25 V+0.1 µF 陶瓷；照明地單獨(dú)拉線到機(jī)殼“干凈地"樁。

9. 門(mén)位指示  

故障現(xiàn)象：門(mén)已關(guān)仍顯紅色  

原因：①歐姆龍 D4C-1202 行程開(kāi)關(guān)滾輪磨損；②門(mén)密封條老化壓縮量不足。  

解決：調(diào)整開(kāi)關(guān)支架使?jié)L輪被壓下 1.5 mm；更換 10 mm 厚硅橡膠密封條。

10. 零點(diǎn)指示  

故障現(xiàn)象：高壓已回零，燈仍不亮  

原因：①分壓器低壓臂 10 kΩ 電阻虛焊；②比較器 LM393 壞。  

解決：測(cè)分壓器輸出應(yīng)<40 mV（對(duì)應(yīng) 0.2 kV），若無(wú)則補(bǔ)焊；有電壓仍不翻轉(zhuǎn)→換 LM393 并在同相端加 20 mV 遲滯。

11. 高壓?jiǎn)?dòng)  

故障現(xiàn)象：按下后立刻彈回報(bào)“門(mén)未關(guān)"  

原因：①PLC 輸入口 X2 內(nèi)部 24 V 光耦短路，導(dǎo)致常閉信號(hào)丟失；②門(mén)鉤螺絲松，行程開(kāi)關(guān)瞬間斷開(kāi)。  

解決：監(jiān)控 PLC 指示燈 X2 應(yīng)常亮，若閃則緊固門(mén)鉤；PLC 口壞則改線到空余 X6 并在梯形圖內(nèi)替換地址。

12. 高壓停止（急停）  

故障現(xiàn)象：拍下后無(wú)法復(fù)位，高壓始終禁止  

原因：①蘑菇頭自帶自鎖未旋拔；②急停回路中的安全繼電器 PNOZ 需手動(dòng)復(fù)位。  

解決：順時(shí)針旋拔蘑菇頭；按 PNOZ 上藍(lán)色“Reset"鍵，若仍不吸合→查急停串聯(lián)回路是否斷線（門(mén)聯(lián)鎖、過(guò)流、零壓）。

三、維護(hù)速查表（建議每 3 個(gè)月執(zhí)行一次）

1. 用 2500 V 兆歐表測(cè)高壓變壓器、分壓器、保護(hù)電阻對(duì)地絕緣≥500 MΩ。  

2. 手動(dòng)放電 10 次，測(cè)殘余電壓<50 V，時(shí)間<3 s。  

3. 校準(zhǔn)電壓、電流：用 0.1 級(jí) 50 kV 分壓器及 0.05 級(jí)毫安表對(duì)比，誤差>±1 % 即調(diào)軟件系數(shù)。  

4. 檢查所有 24 V 邏輯保險(xiǎn)絲、急停回路、門(mén)聯(lián)鎖功能。  

5. 清潔升壓變壓器瓷瓶及艙內(nèi)油污，防止爬電。