HDGT-5kV便携式耐压测试仪工作原理

 

HDGT-5耐压测试仪适用于各种电机、电器、仪器仪表和家用电器，以及强电系统的安全耐压和漏电流的测试。该仪器操作方便，安全可靠，性能良好，维修方便。是符合GB4706.1《家用和类似用途电器安全通用要求》和GB9706.1《医用电气安全通用要求》及GB4943、GB4793等***标准中相关条款的试验要求所需的测试设备。

.规格和技术特性(可来参数定制到10KV1000MA)

2.1技术参数

容量：0.5kVA(可定制到10kVA)

输出电压：AC交流输出5kV/DC:直流输出6kV（可定制10kV）

漏电流：DC:10mA; AC:20mA(可定制0-1000mA）

报警电流：DC:10mA; AC:20mA(可定制0-1000mA）

1. ‌高压升压回路‌

• ‌拓扑结构‌
• 采用高频LLC谐振变换器（工作频率50kHz±5%）与工频变压器级联方案：
• ‌前级逆变‌：全桥IGBT模块（1200V/50A）实现DC-AC转换
• ‌谐振网络‌：CLLC拓扑（谐振电容2.2nF/3kV，电感3mH）
• ‌升压变压器‌：环氧树脂真空浇注工艺，变比1:150，次级耐压15kV
• ‌电压调节机制‌
• 闭环控制：电压环（PID参数：Kp=1.2, Ki=0.05, Kd=0.01）+电流前馈补偿
• 分辨率：0.05%FS（10kV量程对应5V步进）
• 纹波控制：≤1% @DC模式，THD≤3% @AC模式

2. ‌漏电流检测回路‌

• ‌采样电路设计‌
• 差分式霍尔传感器（CT4142B，带宽100kHz）与精密分流器（0.1Ω/0.1%）并联结构
• 四阶巴特沃斯滤波器（截止频率500Hz，阻带衰减-60dB/dec）
• ‌报警判定逻辑‌
• 双重比较器设计：
• ‌瞬时比较‌：LM319高速比较器（响应时间<200ns）
• ‌有效值比较‌：AD637真有效值转换后送MCU判定
• 阈值容差：±0.5%设定值（可调死区范围）

3. ‌示值指示系统‌

• ‌显示单元技术参数‌
• 指标电压表电流表计时器显示技术4.3寸LCD真彩屏3.5寸段码屏机械数码管刷新率50Hz10Hz1Hz精度等级±(0.5%+3字)±(1%+5字)±0.01%标定方式外部基准源校准软件自动归零晶振频率补偿

‌二、测试流程触发机制‌

1. ‌时间控制模块‌

• ‌数字计时器‌
• 采用STM32内置RTC（32.768kHz晶振，日误差±2ppm）
• 计时模式：
• ‌正向计时‌：0.1s~9999s可编程（步进0.1s）
• ‌倒计时‌：预设时间到达后触发MOSFET关断
• ‌中断响应‌
• 电压跌落时间：<10ms（符合IEC 61010-2-034要求）
• 继电器动作序列：先切断IGBT驱动信号，后断开机械触点

2. ‌击穿保护机制‌

• ‌多级判定条件‌
• c
• Copy Code
• if( (I_inst > I_set) || // 瞬时值超限
• (I_rms > 1.2*I_set && t>50ms) || // 有效值持续超限
• (dV/dt > 5kV/ms) ) // 电压突变（电弧特征）
• {
• Trigger_Alarm(); // 启动声光报警
• Execute_Shutdown(); // 执行紧急关断
• }
• ‌报警输出特性‌
• 报警类型声压级光信号持续时间击穿报警85dB红色LED频闪（5Hz）直至手动复位过载报警70dB黄色LED常亮自动保持30s

‌三、系统联动工作流程‌

1. ‌预设阶段‌

• 通过SPI总线同步配置三系统参数：
• python
• Copy Code
• # 配置示例（MODBUS协议）
• write_register(0x1000, voltage_set) # 电压设定值
• write_register(0x1001, current_limit) # 电流阈值
• write_register(0x1002, time_set*10) # 时间设定（0.1s单位）

1. ‌升压过程‌

• 软启动曲线：
• V(t)=Vset
• ⋅(1−e−t/τ
• )(τ=0.5s)
• 实时监控：
• 电压爬升速率限制：≤500V/ms
• 动态调整IGBT占空比（PWM分辨率12bit）

1. ‌稳态保持‌

• 电压波动补偿：
• 每周期采样128点进行FFT分析
• 自动修正谐振频率偏移（±2kHz容差）

1. ‌终止阶段‌

• 能量泄放路径：
• mermaid
• Copy Code
• graph LR
• A[高压输出端] --> B[50kΩ/100W泄放电阻]
• B --> C[接地端子]
• C --> D[大地网（≤4Ω）]
• 数据锁存：测试结果存入FRAM（10^12次擦写寿命）

‌四、符合性声明‌

本系统满足：

• ‌安全标准‌：IEC 61010-1:2010（测量类别CAT III 600V）
• ‌EMC规范‌：GB/T 18268-2010（辐射发射CLASS B）
• ‌计量认证‌：JJG 795-2016《耐电压测试仪检定规程》

（注：图1所示功能布局图应包含高压回路与控制回路的物理隔离设计、信号采样点的EMI屏蔽结构以及安全互锁继电器的位置标注）