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防雷元件測試儀測試原理？

防雷元件測試儀是用于檢測防雷保護元件（如氧化鋅避雷器、壓敏電阻、放電間隙、防雷器 SPD 等）性能參數的專用儀器，其核心功能是通過模擬雷電沖擊或特定電壓條件，測量元件的關鍵參數（如壓敏電壓、漏電流、通流容量殘留電壓等），判斷元件是否失效或性能退化。以下是其測試原理、核心參數及典型測試流程：

一、核心測試原理

防雷元件的核心作用是 “正常工況下絕緣（高阻），過電壓時導通（低阻泄流）"，測試儀通過施加可控電壓 / 電流，監測元件的 “導通閾值" 和 “導通后的狀態"，原理基于以下兩種核心機制：

1. 壓敏電壓（U????/U?.???）測試原理

針對氧化鋅避雷器、壓敏電阻（MOV）等元件，其伏安特性為 “非線性"：當電壓低于某一閾值時，元件漏電流極小（μA 級）；當電壓超過閾值（壓敏電壓），電流急劇增大（非線性導通）。

測試時，儀器向元件施加緩慢升壓的直流電壓（通常從 0 開始線性上升），同時監測流過元件的電流，當電流達到設定值（如 1mA）時，對應的電壓值即為 “壓敏電壓 U???"（或 U?.???，即電流 0.1mA 時的電壓）。

原理公式：通過高精度電壓源產生可調電壓，串聯微安表 / 毫安表，當電流達到閾值時，記錄此時的電壓值，此值反映元件的 “導通啟動閾值"，若壓敏電壓偏離標稱值 ±10% 以上，說明元件性能退化。

2. 漏電流測試原理

元件在正常工作電壓（如額定電壓 Uc）下的漏電流是衡量絕緣性能的關鍵指標（漏電流過大意味著元件老化，可能在正常電壓下發熱失效）。

測試時，向元件施加標稱直流工作電壓（Uc），防雷元件測試儀測量此時的電流值（通常要求≤50μA 或≤100μA，依型號而定）。

原理：利用高精度恒壓源輸出 Uc，串聯微安級電流表，直接讀取電流值，若漏電流超過標準，說明元件內部老化（如氧化鋅避雷器的晶界層擊穿）。

3. 沖擊通流與殘留電壓測試原理（針對 SPD / 避雷器）

對于需要驗證通流能力的元件（如 SPD），測試儀通過施加 8/20μs 或 10/350μs 模擬雷電流波（前者模擬感應雷，后者模擬直擊雷），測量元件導通后的殘留電壓（殘壓）。

原理：沖擊電流發生器產生規定波形的大電流（如 10kA、20kA），通過分流器測量電流，同時用高壓探頭測量元件兩端的電壓，殘壓值需≤元件標稱的 “殘壓等級"（如 10kA 沖擊下殘壓≤1.5kV），殘壓過高說明元件泄流能力下降。

儀器結構與測試流程（以壓敏電阻測試為例）

1. 防雷元件測試儀儀器核心結構：

可調高壓源：輸出 0~10kV 直流電壓（用于壓敏電壓測試）或沖擊電流（用于殘壓測試）。

高精度測量回路：包含微安表（測漏電流）、毫安表（測導通電流）、電壓采樣模塊（測壓敏電壓 / 殘壓）。

控制與顯示系統：設定測試參數（如目標電流 1mA），自動升壓并記錄閾值，顯示測試結果。

2. 典型測試流程（壓敏電阻）

接線：將壓敏電阻兩端接入儀器測試端（注意正負極性，部分元件有極性）。

參數設置：選擇 “壓敏電壓測試" 模式，設定目標電流（如 1mA）。

自動測試：儀器緩慢升壓（如 0~10kV 線性上升），同時監測流過元件的電流：

當電流未達 1mA 時，元件呈高阻狀態，電壓隨升壓逐漸升高；

當電流達到 1mA 瞬間，儀器停止升壓，記錄此時的電壓值（即 U???）。

漏電流測試：自動切換至施加 Uc（如元件標稱工作電壓 500V），測量此時的電流（漏電流），若≤50μA 則合格。

結果判斷：若 U???在標稱值 ±10% 范圍內，且漏電流≤50μA，則元件合格；否則判定為失效。