绝缘薄膜材料自动检测器系统的开发及应用

　　0　引言

　　目前在国内,绝缘材料的介电强度(介电强度是一种材料作为绝缘体时的电强度的量度。它定义为试样被击穿时,单位厚度承受的最大电压,表示为伏特每单位厚度。物质的介电强度越大,它作为绝缘体的质量越好)、耐压时间等检测所使用的专业仪器较少,尤其是用于检测薄膜材料耐电晕强度的测试设备未见有专业厂家生产。大多数耐压测试仪检测点较少,无法满足检测需要。而更多是用人工实时监测并记录时间、电压,操作繁琐而且精度较低。本文中绝缘薄膜材料检测器系统主要工作原理是通过变压器变压提供0~2kV连续可调电压,由27个电极对通道产生静电电晕,击打绝缘材料试样,自动检测绝缘材料在一定电压下的耐受时间。检测器系统选用可编程逻辑控制器PLC作控制核心,亚控组态王作为上位监控软件,使整个检测系统运行时安全稳定。

　　1　系统的工作原理及功能

　　绝缘薄膜材料自动检测器系统工作原理简图如图1所示。本检测系统用于检测绝缘薄膜材料在恒定持续高压下,耐电晕击穿时间。通过步进电机驱动器调节步进电机,确定高压电极对之间的距离,然后调节高压变压器输出,给绝缘薄膜材料施加恒定电压,在电极对与检测材料间产生电晕,击打试验材料,并通过可编程控制器记录开始电晕时间以及材料击穿时间,从而获得试验材料在固定高压下,耐受电晕的时间。由于检测设备共有27个电极对,因此可对同一材料的27个不同位置同时进行测试,以获得该材料整体的耐电晕性能。由于采用了可编程控制器进行时间检测,因此检测时间精度可达到正负5ms。这里强调电极对之间的距离范围,取决于不同试验电压下,电极对与试验材料间能产生静电电晕所需的最小距离,一般电极对间距离范围为0~1mm。在一定的试验电压下,距离太宽则电极产生静电电晕对绝缘材料打击小,距离太窄则有可能使两电极之间接触,所以电极对之间的距离应根据试验电压大小,恰当选择。电极对间距离信号与试验电压信号同时输入可编程控制器,通过上位机读出。

　　绝缘薄膜材料自动检测器系统分为以下几部分:数据检测部分、数据传输部分、数据显示和数据处理部分、查询部分及数据打印等部分。

　　1.1　数据检测部分

　　绝缘材料放入电极对通道之间,通过PLC调节与步进电机相连的丝杆转动圈数,可以精确调整电极对之间距离(范围0~1mm),关闭安全门后,先按“时间复位”按钮,把以前做的试验数据复零,再按“时间置位”按钮,系统启动运行。此时各电极对两端施加一定电压对绝缘材料产生静电电晕打击(该电压连续可调,范围0~2kV),各个通道旁有指示灯指示该通道是否击穿,旁边还有强行关闭各个通道的电压按钮,同时下位机开始计各个通道时间。当电极对通道击穿绝缘试样时,检测继电器检测到击穿信号传输给下位处理器PLC进行处理,进而关闭该通道电压,同时计时结束。