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绝缘电阻测试仪的高压电源设计0 引言绝缘电阻测试仪的前身是兆欧表，它是一种专门用来测量变压器、电动机、电缆等电气设备绝缘电阻的专用仪表。
通过绝缘电阻的测量可以判断内部绝缘材料是否受潮，或外绝缘表面是否有缺陷。
这种绝缘电阻的测量原理就是在绝缘系统上加直流高压，来测量产生的泄漏电流，从而计算出绝缘电阻值。
本文用产生固定频率的方波，而后经变压器升压，再倍压整流成高压直流，最后经过带过流保护的高压稳压器稳压后，将这两路电源串联起来实现2500V 的高压稳压源设计，从而降低了变压器的制作难度。
1 绝缘电阻测试系统硬件结构绝缘电阻测试系统主要由高压电源、AD 变换电路、微处理器电路、显示器电路等组成。
图l 所示是系统的结构框图。
文中主要讲述高压电源部分的设计。
2 直流高压产生电路设计2.1 开关电源工作原理系统开关电源的供电电压为12 V，采用推挽电路，其开关管的栅极在激励方波信号控制下交替导通与截止，12 V 直流电压变换成高频方波后，交替加在升压变压器的两个原边，相当于一个半峰值12 V 的交变方波加在变压器的原边上，之后在次边按匝数比变换为高压方波。
2.2 高压产生电路设计本系统的高压产生电路如图2 所示。
各芯片电源电压统一为12 V。
系统采用CD4060 和石英晶体来产生3.6864 MHz 的方波，再经过32 分频后将115.2 kHz 信号输入到CD4013 的D 触发器。
然后通过两分频产生相位相差180°的57.6 kHz 信号，来确保驱动波形的对称性，且不会有直流分量。
最后再输出给并联连接的CD4049。
由于场效应管的栅源电容一般较大，因此需要大的驱动电流减小充放电时间来提高驱动场效应管栅极能力。
CD4060 和CD4049 的输出端波形如图3 所示。
系统设计中需要产生2500 V 的直流高压，而通常的场效应管最大耐压在1500 V，因此本设计先产生1400 V 的电压，再经高压稳压器稳压后得到稳定的1250 V 电压，最后将两。
绝缘电阻测试仪原理
绝缘电阻测试仪是用来测量电气设备或线路的绝缘电阻的仪器。
它的工作原理基于电压分压和电流测量的原理。
在进行绝缘电阻测试时，测试仪首先会施加一个稳定的直流高压电源到被测设备或线路上。
这个电压通常是几百伏到数千伏之间。
然后，测试仪会通过内部电路将这个高电压分压下来，然后测量电流。
在测量电流时，测试仪是通过连接到被测设备或线路的两个绝缘引线上的电流传感器来实现的。
这个电流传感器可以是用于直流电流或交流电流测量的不同类型，如霍尔效应传感器或电阻型传感器等。
测量得到的电流数值将与测试仪内部的电气参数进行计算，得到被测设备或线路的绝缘电阻数值。
这个数值通常以欧姆（Ω）为单位。
绝缘电阻测试仪的原理是基于带电的绝缘材料（如绝缘电缆）的电阻特性。
当电压施加到绝缘材料上时，电流会通过绝缘材料流向地，形成一个电流回路。
这个电流的大小和绝缘材料的电阻成反比。
绝缘电阻测试仪通过测量这个电流来评估绝缘材料的质量和可靠性。
绝缘电阻测试仪的操作方法通常很简单，只需要将测试仪连接到被测设备或线路上，然后按下开始测试的按钮。
测试仪会自动施加电压并测量电流，然后计算出绝缘电阻的数值。
测试结
束后，测试仪通常会显示测试结果，并且可以保存结果或输出到计算机进行进一步分析。
绝缘电阻测试仪VC60B绝缘电阻测试仪VC60B是一款广泛用于检测电器和电子设备绝缘电阻的工具。
它适用于家庭用电器、通信设备、电动工具、汽车、发电机等领域。
本文将介绍VC60B的特点、原理、使用方法、注意事项等内容。
特点•微处理器控制，数字采样，高精度•显示值直观、操作简便•大屏幕液晶显示，背光灯亮度可调•自动、手动范围转换•可使用外接电源•自动关机功能•蜂鸣器提示原理测量绝缘电阻的原理是通过施加高压电源在被测电器的导体表面上形成一个电场，利用电导率极低的材料——绝缘材料防止电流泄漏，从而测量出合格的绝缘电阻大小。
VC60B测试仪的原理是利用内部高精度直流电源输出一定电压，在高阻抗状态下测量绝缘电阻值、接地电阻值和直流电阻值，并将其显示在屏幕上。
使用方法1.将被测物与测试仪接线，如图所示：测试仪端被测物端L ILN COMPE PE2.打开测试仪电源，按下开/关机键。
3.根据被测物的特性选择合适的测量模式。
手动模式下，可通过选择不同量程进行测量。
自动模式下，测试仪会自动选择最佳量程。
4.按下测试键，测试仪开始进行测量。
测试完成后，测试仪会发出蜂鸣器提示。
5.将测试结果读取并记录，同时将测试仪端口回收。
6.关闭测试仪电源。
注意事项1.测试前需确定被测物已经断电，并确认与被测物相连的其他电缆已经拔出。
2.测试过程中禁止触摸被测物。
3.测试结束后，需反复检查测试仪的电缆是否被拔出，以避免电击危险。
4.测试仪应放置在干燥、通风良好且不易受到振动的地方。
5.长时间不使用时，应将测试仪保存在干燥、无尘、无腐蚀性气体的环境中，避免高温、潮湿等情况。
同时应经常充电以维持电池寿命。
6.测试仪应经常进行定期校准。
定期校准可保证测试结果的准确度。
绝缘电阻测试仪VC60B是一款非常实用的工具，主要用于检测绝缘电阻的大小，广泛应用于家庭用电器、通信设备、电动工具、汽车、发电机等领域。
使用测试仪操作简便，但在使用时需要注意安全事项。
绝缘电阻试验直流电压耐压法绝缘电阻试验直流电压耐压法是一种常用的检测电气设备绝缘性能的方法，它通过施加一定电压检测设备的绝缘电阻是否合格。
电气设备的绝缘状况直接关系到设备的安全可靠性，因此绝缘电阻试验直流电压耐压法在电气设备生产、维护以及运行阶段都具有重要意义。
在进行绝缘电阻试验直流电压耐压法时，首先需要确定合适的电压值。
一般来说，根据被测试设备的额定电压大小和具体要求来设定试验的电压值。
在设定好电压值后，需要在设备的绝缘部分施加直流电压，持续一段时间后进行测试。
通过测试得到设备的绝缘电阻值，从而评估设备的绝缘性能。
绝缘电阻试验直流电压耐压法在实际应用中有着广泛的应用。
在电气设备生产过程中，此方法可以用来对生产出的设备进行绝缘性能的检测，确保产品的质量稳定可靠；在设备维护和运行中，可以定期进行绝缘电阻试验，及时发现故障，提高设备的可靠性和安全性。
除了绝缘电阻试验直流电压耐压法外，还有其他检测电气设备绝缘性能的方法。
例如交流电压绝缘试验、介电强度测试等。
这些方法各自有着特点和适用范围，选择合适的检测方法需要根据具体情况来确定。
在实际工程中，可以根据需要选择不同的检测方法，综合评估设备的电气性能。
在进行绝缘电阻试验直流电压耐压法时，需要注意一些细节。
首先是测试仪器的选择，必须选择具有稳定可靠性的测试仪器；其次是测试环境的保持，需要保证测试环境的干燥清洁，避免因为环境因素影响测试结果；最后是测试人员的技术水平，需要经过专业培训才能进行测试，确保测试的准确性和可靠性。
绝缘电阻试验直流电压耐压法在电气设备领域具有不可替代的作用。
通过此方法可以及时发现设备的绝缘故障，保证设备的安全稳定运行。
随着科技的不断进步，相信绝缘电阻试验直流电压耐压法会在未来得到更广泛的应用，为电气设备的发展提供更可靠的保障。
YCSM-1智能绝缘电阻测试仪使用说明书保定市源创电力设备制造有限公司目录一、主要特点 (3)二、主要技术性能 (3)三、操作部件功能 (3)四、注意事项及其它 (4)五、售后服务 (8)影响电阻或电阻率测试的主要因素 (9)智能绝缘电阻测试仪专用于试验室或现场做绝缘测试试验。
内含高精度微电流测量系统、数字升压系统。
只需要用一条高压线和一条信号线连接试品即可测量。
测量自动进行，结果由大屏幕液晶显示，并将结果进行存储。
一、主要特点1．采用32位微控制器控制，全中文操作界面，操作方便。
2．自动计算吸收比和极化指数，并自动储存15秒、1分钟、2分钟、10分钟的每分钟数据便于分析。
3．输出电流大，短路电流大于5mA。
4．抗干扰能力强，能满足超高压变电站现场操作。
5．测试完毕自动放电，并实时监控放电过程。
6．内附可充电电池和充电器，当不使用背光灯时，充满电可连续使用6～12小时。
二、主要技术性能准确度：±(10%+5字)测量范围：0.1M～200GΩ试验电压：设定范围：0.5KV～5KV（500V、1000V、 2500V、5000V共4（档）准确度： 5%±10V升降压方式：连续平滑调节短路电流：>5mA测量时间：1分钟～10分钟（与测量方式有关）充电电源： 180～270VAC ,50Hz/60Hz±1% (市电或发电机供电)工作环境：温度-10～40℃，相对湿度20～80％。
三、操作部件功能1.L接线端“L”为高压输出端，称为线路端，由高压电缆引至被测线端，例如接至电机绕组、电缆线芯。
2.G接线端“G”称为屏蔽端，用于三电极法测量绝缘材料或电缆的体积电阻，它接至三电极的保护环端。
3.E接线端“E”称为地端，接至被测物的地、零端。
例如电机外壳金属、变压器铁芯、电缆屏蔽层。
四、注意事项及其它请注意安全，L为高压端！E为地端,必需接大地！1T=1000G 1G=1000M操作方法测量操作进入初始设置画面（图一）初始设置画面（图一）1．初始测量图标处于选中状态，下面显示5000v表示测量电压。
绝缘电阻测试仪原理
绝缘电阻测试仪是一种用于测量电气设备或电线电缆绝缘性能的工具。
其原理是通过施加高压电源，将电流引入被测设备或电缆的绝缘层中，然后测量在给定时间内电流的衰减程度，从而得到绝缘电阻值。
具体而言，绝缘电阻测试仪通常采用直流电源，通过接地连接将高压施加在被测对象上。
在施加高电压的同时，测试仪通过内置的电压计测量电压值。
接下来，测试仪通过内置的电流计测量在给定电压下通过被测对象的电流。
这个电流的大小取决于被测对象的绝缘性能，较好的绝缘性能会导致电流极小。
最后，测试仪会根据测得的电流值自动计算出绝缘电阻值。
为了确保测量结果的准确性，绝缘电阻测试仪通常会提供自动或手动的电流调节功能，以便在不同绝缘电阻范围内进行精确测量。
此外，测试仪还通常提供运行时间设定功能，以便用户可以根据需要调整测试时间。
总之，绝缘电阻测试仪通过施加高压电源，测量电流衰减来评估被测对象的绝缘性能。
其原理简单但有效，可广泛应用于各种需要检测绝缘性能的电气设备和线缆。
BY2550系列绝缘电阻测试仪使用手册武汉市合众电气设备制造有限公司尊敬的顾客感谢您使用本公司的产品。
在您初次使用设备前，请您详细地阅读本使用说明书，将可帮助您熟练地使用我公司设备。
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由于试验设备均有可能带电压，您在插拔测试线、电源插座时，会产生电火花，小心电击，避免触电危险，注意人身安全！◆慎重保证本公司生产的产品，在发货之日起三个月内，如产品出现缺陷，实行包换。
三年内如产品出现缺陷，实行免费维修。
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◆安全要求请阅读下列安全注意事项，以免人身伤害，并防止本产品或与其相连接的任何其它产品受到损坏。
为了避免可能发生的危险，本产品只可在规定的范围内使用。
只有合格的技术人员才可执行维修。
—防止火灾或人身伤害使用适当的电源线。
只可使用本产品专用、并且符合本产品规格的电源线。
正确地连接和断开。
当设备连线处联机状态时，请勿随意连接或断开测试导线。
产品接地。
本产品除通过电源线接地导线接地外，产品外壳的接地柱必须接地。
为了防止电击，接地导体必须与地面相连。
在与本产品做联机试验前，应确保本产品已正确接地。
注意所有终端的额定值。
为了防止火灾或电击危险，请注意本产品的所有额定值和标记。
在对本产品进行连接之前，请阅读本产品使用说明书，以便进一步了解有关额定值的信息。
请勿在无产品盖板时操作。
如盖板或面板已卸下，请勿操作本产品。
使用适当的保险丝。
只可使用符合本产品规定类型和额定值的保险丝。
避免接触裸露电路和带电金属。
产品有电时，请勿触摸裸露的接点和部位。
在有可疑的故障时，请勿操作。
如怀疑本产品有损坏，请本公司维修人员进行检查，切勿继续操作。
请勿在潮湿环境下操作。
请勿在易爆环境中操作。
绝缘电阻测试仪工作原理
绝缘电阻测试仪是一种用于测量电路或设备的绝缘电阻的仪器。
其工作原理基于一种称为直流高压法的测量方法。
在测试时，测试仪会施加一定的直流高压电源电压到待测试的电路或设备上。
这个高压通常是几百伏至几千伏的范围。
当电源施加的电压较高时，绝缘材料内部的绝缘电阻就可以被测量出来。
在绝缘电阻测试仪中，有两个重要的元件：高压发生器和测量电路。
高压发生器产生和提供所需的直流高压，而测量电路通过测量电流来计算绝缘电阻。
当高压施加到电路或设备上时，由于绝缘材料对电流的抵抗，只有极小的漏电流流过。
这个漏电流由测量电路测量，并由微处理器或电子元件进行处理和计算。
最后，绝缘电阻值将显示在仪器的显示屏上。
通过对绝缘材料的电阻进行测试，可以评估电路或设备的绝缘性能，以及对安全性和可靠性的影响。
绝缘电阻测试仪广泛应用于发电厂、变电站、电力设备、电力电子装置和电气设备等领域。
总的来说，绝缘电阻测试仪的工作原理是利用直流高压法来测量电路或设备的绝缘电阻。
它通过施加高压并测量漏电流来评估绝缘材料的性能。
这种测试方法可以帮助确保电路和设备的安全运行，并预防电气故障的发生。
便携式绝缘电阻测试仪用高压直流电源设计
杨鹏，郭世明
(西南交通大学电气工程学院，四川成都 610031）
1 引言
当直流电压作用于绝缘物上时，所产生的电流是由充电电流、吸收电流和泄漏电流三部分组成的，其中充电电流及吸收电流随时间而由大变小，只有泄漏电流与时间无关。
绝缘电阻测试就是通过仪表测量电气设备的泄漏电流值，通常仪表将这一电流值显示为绝缘电阻值（MΩ）。
为了减小测试初始充电电流的影响，一般取加压1min后的绝缘电阻值为测量值R60；如果同时读出加压15s时的数值R15，则可求出吸收比K=R60/R15，吸收比对反映大型电力变压器局部缺陷较为灵敏，如变压器油内含有水分，套管及线圈局部弱点或脏污等。
绝缘电阻和吸收比均是判断绝缘物是否受潮的灵敏指标。
绝缘电阻试验使用的仪器主要是兆欧表，俗称摇表。
传统兆欧表通过手摇发电机发出的直流电压有500V，1000V，2500V等几种，绝缘电阻的测量范围也因兆欧表型号而异，试验时应根据需要选用不同型号或者不同电压等级的兆欧表。
在使用手摇式兆欧表时，使用者还应尽量保持手摇速度在额定转速120r/min 左右，因此，使用时多有不便。
本文提到的便携式绝缘电阻测试仪用12V蓄电池供电，经单端反激式开关电源可产生稳定的500V，1000V，1500V，2000V和2500V系列电压，另由单片机系统进行测量采样，数据处理和显示控制。
具有体积小，重量轻，响应快等特点。
下面主要介绍其电源部分的电路原理和制作方法。
2 电源电路的组成和工作原理
图1所示为数字绝缘电阻测试仪用高压直流电源的电路原理。
电源为12V蓄电池，要求在10V以上时仍能保证系统正常工作，开关器件选用了TWH8751型开关集成电路。
针对电路输出功率小，输出电压高，体积小等特点，采用了单端反激式的变换器拓扑，高频开关变压器的次级绕组有对应直流500V，1000V，1500V，2000V和2500V的5组抽头，可由用户根据需要选择联动多投旋钮开关的档位，以对次级绕组抽头和相对应的输出电压采样电阻进行同时切换。
根据对输出电压和电流的采样，控制电路将及时改变开关器件的导通宽度，从而稳定地输出期望电压，并提供了过压过流保护。
图1 绝缘电阻特性测试仪用高压直流电源原理图
2．1 TWH8751开关集成电路
TWH8751功率开关集成电路采用TOP-220封装形式，内电路由输入级，缓冲放大器和达林顿功率输出级组成，并设有反馈环路和减流型输出保护电路，通用性强。
共有5个引出脚，如图1中相应部分的标识所示，管脚功能分别为：输入端（IN），选通端（ST），地端（GND），输出端（OUT）和电源正端（VCC）。
当脚2选通端电平≥1.6V时，脚1输入端对输出端（脚4）无控制作用，即末级达林顿管截止，电路无输出；只有脚2为低电平（<1.2V）时，加在脚1上的信号才能有效地控制脚4输出端的电平。
TWH8751的输入端和选通端所需输入控制电流很小，仅100～200μA,而输出端允许通过的最大电流为2A。
内部另设有减流型保护电路，当输出电流超过3A时，保护电路能自动使输出电流减至1A左右，在使输出截止后，集成开关电路将重新恢复至2A的输出负载能力。
本例中，将脚2接地，使得脚4的输出受脚1直接控制。
脚5和电源之间的电阻R6起限流作用，是必须使用的，约50Ω左右。
TL494的开关控制信号也经过了限流电阻R7，起到减小芯片工作功率，以利于散热的作用。
由于系统本身功率较小，只要求开关器件能够承受两倍于电源电压的反向电压，因此，开关管的选择范围很大，也可以选用MOS管或IGBT，但由于它们栅漏极间都存在较大结电容，对开关速度造成了较大影响，而且还需要保持较高的驱动电压，并必须考虑栅漏极间的静电保护。
实验对比也表明TWH8751在本系统条件下具有良好的开关特性和宽阔的输入电压适应范围，电路也相当简洁。
因此，选用TWH8751开关集成电路是适宜的。
2．2 脉宽调制控制电路部分
TL494是一成熟的定频脉冲宽度调制集成电路，芯片内部结构及其具体功能不再赘述。
结合图1对本系统中相应部分做一简单介绍。
系统脉冲频率可由C1和R1根据式(1)近似确定，
f osc= (Hz) （1）
合理搭配计时电阻和电容的值可提高基准电压的精度和系统带负载的能力。
本例中C1取0.01μF，f osc 调整为30kHz左右。
芯片脚13输出控制端接地，使其内部两个输出晶体管以同步方式双端输出，保证了输出电流。
若开关管选用IGBT，则驱动信号无需放大而由其直接驱动；脚4的死区控制电压则用于限制开关器件的最大导通时间，当t on=T/2时，开关管端电压最大为2倍电源电压，当导通时间增大时，就需要选用更高耐压的开关管了。
图1中R19为一精密小电阻，用于采样负载电流，与TL494片内误差放大器之一组成一个比较器，进行输出过流保护。
R9，R10和C4则构成一个模拟PI调节器，用于输出电压负反馈的稳定调节，R11为PI调节器的平衡电阻。
R13～R17上的反馈电压期望值应为5V，据此可计算出R13～R17的电阻值，例如在图1所标示的选择开关模式下，就应满足
R14/(R14＋R18)=5V/1000V （2）
其中，R18应该选择的足够大，以减小其对负载的分流，从而提高整个系统的效率。
电路中稳压管D2用于对控制部分的过压保护，以防止在开关切换时高电压的串入。
2．3 变换器部分
变换器采用单端反激方式，因为该拓扑可以方便地升压或降压，特别适宜小功率场合。
图1中，当开关管导通时，蓄电池电压便加到变压器T1的初级绕组上，于是在次级绕组上感应出下正上负的电压来，整流二极管D1呈截止状态，电能只能以磁能的形式储存在变压器中；而当开关管截止时，次级绕组电压方向变为上正下负，整流二极管D1导通，磁场储能便通过二极管向负载释放。
在整个工作过程中，变压器既起到升压的作用，也起到储能电感的作用。
电路参数应保证电路工作在磁化电流连续模式下，即在开关管截止时间t off结束时，次边电流仍大于零，理论上这意味着需要相对提高变压器初级电感L1或增加开关管的导通时间t on，以利于增大储能。
另一方面为了保证变压器的磁通复位，防止铁心磁饱和造成开关管的损坏，又需要为开关管截止时间留有裕量。
实际系统则需多方兼顾，优化匹配各个参数，可利用式（3）做定性的参考，只要满足
t off<（3）
系统就进入磁化电流连续状态，输出电压与负载大小无关。
只要满足
V o=V i （4）
那么就满足伏秒平衡条件，磁通便能复位。
式中：N1为变压器初级绕组匝数；
N2为变压器次级绕组匝数；
L1为变压器初级绕组的等效电感；
R L为输出端等效负载的电阻；
V o为输出直流电压；
V i为变压器输入电压，即蓄电池电压。
对变压器初级绕组电感L1的计算，应按照输出电压最小值即500V设计，因为，此时对应的电感量最大，确定初级绕组匝数后，再根据式(4)计算出次级相对应的各绕组匝数。
根据实验，本电源初级匝数N1为4匝，次级则是按照每200匝一个抽头，合计N2为1000匝。
铁氧体磁芯选择PQ2020型，磁芯材料与日本H7C4磁芯材料相当。
3 工艺结构设计
高压电源中对于高压部分的处理，低电位部分的布线，电路元器件的选择和布置，控制板的布局等都必须有适当的绝缘考虑，同时开关电源特有的噪声问题等，使得高压电源系统的结构设计成为一个非常棘手的问题，需要一定的制作经验。
电路中的核心部件高压变压器由于电压高，匝数多，导线细，相邻导线间隔很窄，线间及层间都有很大的寄生电容，使每个周期中经此电容充
放电的能量很大，但这些能量并没有在次边被完全消耗掉，而是在初级开关管产生了很大的损耗，并产生较大噪声。
因此，初级绕组应采用蜂房式或分段式绕制方法，以减少寄生电容。
而且最好将初级绕组绕在次级外层，以减小漏感，并便于调试。
为了防止高压打火，在高电压周围的元器件切忌有尖角出现，并应保持适当的空间距离，变压器磁芯选用内芯为圆柱形的铁氧体磁芯，在空间允许的条件小，还应尽可能加大层间绝缘纸的厚度，抽头处经由绝缘套管引出。
制作好后的变压器还应多次浸漆并以硅橡胶灌封，以提高绝缘性能。
同时，凡经受高d i/d t，d v/d t的元器件（开关管，变压器和快速恢复二极管D1）回路中的连线应尽可能短，以减小电磁干扰源的有效区域和电路损耗。
最后整个电路板可以装在一个屏蔽盒里，以降低对邻近电子设备的干扰。
4 结语
通过仔细的设计与调试，此高压电源实测输出电压最大误差为2‰，启动时间小于1s，完全能够满足应用对象的需求，并具有体积小，重量轻，响应快等特点。
如进一步提高输出功率和系统效率，还可将高压电源应用于很多场合，如静电复印机、静电喷漆机、通信机等。
作者简介
杨鹏(1976－)，男，在读硕士研究生，研究方向为电力电子与电力传动。
郭世明(1954－)，男，教授，研究方向为电力电子与电力传动。
