电磁线耐压测试方法及测试装置、导电液与流程

本发明涉及绝缘层击穿电压测试设备领域，具体是涉及一种电磁线耐压测试方法及测试装置、导电液。

背景技术：

随着电子、电气技术领域的发展，要求各产品中使用的线圈绕组线当中的电磁线的标准及希望达到的质量也在不断地发生变化。为了适应其变化，对于生产完成后的电磁线的绝缘层涂覆连续性及绝缘层相应的耐电压性能的要求也越来要苛刻，为此在电磁线所有的电性能测试项目当中，能够准确地反馈其绝缘层的绝缘强度的测试显得尤为重要。

在现有的电磁线加工技术中，被绝缘层包覆的导体在拉制成型的过程，经常存在表面污染、尺寸波动以及金属毛刺等问题，以目前的常规加工技术都很难100％得以避免或去除，而这些问题直接影响后续的绝缘层涂覆连续性，使得绝缘层涂覆不均匀，从而导致绝缘层的耐压性能不良。

另一方面，为了提高线圈的容积率所带来的用量少、低电阻、低功率损耗以及改善相应的热辐射和热阻等效果，例如有扁平电磁线、矩形或方形电磁线、六边形电磁线等异形电磁线，但是受传统圆形截面电磁线绝缘层涂覆技术的影响，异形线材的涂覆技术还没有足够的能力来保证绝缘层涂覆的连续性和均匀性，例如矩形或方形线材在涂覆过程中四条边相连的角处就难以被涂覆或不被涂覆现象，或是六边形的六条边相连的角处更难保证其绝缘层的涂覆连续性和均匀性等，这些现象都会导致绝缘层不均匀，从而直接导致电磁线耐压不良现象。

现有的绝缘层击穿电压的测试方法包括金属丸法、金属圆柱法以及扭绞法等。但是，由于电磁线受其加工工艺和截面形状发生变化的影响时，现有的测试方法中存在缺陷的部位有被漏测或测试值不准问题。

参见图1，金属圆柱测试法为：将电磁线试样11缠绕在接通试验电压(测试电极)的金属圆柱14之上。电磁线试样11的电连接端去除绝缘层，露出导体，导体与接通有试验电压的夹具13连接，试样11的另一端加装负荷下拉，从而防止试样11松弛而无法测试。金属圆柱14及接通另一试验电压的夹具13水平固定在固定板12上面。在金属圆柱测试法测试过程中，若是试样11的截面为圆形，试样11与金属圆柱也只能存在一条线或一个面的接触，若是试样11的截面为异形线材，如扁平、方形或六边形等，也只能与金属圆柱之间存在一个面的接触范围，也无法全方位检测出线材全周围的绝缘层耐压性能或数值。进一步讲，一些电子、电气用电磁线绕制成线线圈后可能只关注某个部位的耐压性能，而受电磁线在生产收线及绕制时整个走线行程的影响，线材完全可以随之换向或换面，此时只测一条线或一个面的绝缘层耐压性能，同样存在漏测或数值失真的质量风险。

参见图2，金属丸法(不锈钢珠法)的测试方法为：采用的是以金属丸22与试验电压通电，将试样21的一端去除绝缘层接通另一试验电压弯成‘u’型，并填埋在金属丸22中通电进行测试。此测试方法虽然在绝缘层的接触面积上有所改进，参见图3，但金属丸截面为圆形，在接触试样的时候必然会产生一定的间距，这些间距就会导致与试样之间的接触面积减少而无法全方位覆盖试样。进一步地，金属丸一般采用是钢材质，在测试过程中会通电与试样接触，在击穿或使用过程中表面会积累一定的污垢而影响导电效果从而影响耐压测试数值的结果。再进一步，盛装金属丸22的装置一般采用的是塑胶杯体，方法中有规定试样21与杯体壁面保持一定的距离(≧5mm)，其目的也是为了保证试样21不与绝缘杯体接触而影响金属丸22与试样21的接触面从而影响测试结果或数值，然后试样21受金属丸22自身重量及压力的影响，本身又存在一定柔软度(比如导体退火后本身就有一定的软度)，难以保证不与杯体壁面接触而影响测试结果。

参见图4，扭铰法的测试方法为：就是将试样33对折挂在装置32上面，去除电磁线试样的两端的绝缘层。通过锥形装置31后面的导轮4向下垂直对试样33施加张力负荷，然后顺时针旋转装置32，将试样33扭绞成麻花状的线对，其中试样33会根据不同的规格所施加的张力负荷和扭绞转数都有不同规定，将按规定扭绞完成后的试样33对折端剪断，保证剪断后分开的距离和长短，防止测试时形成通电而造成结果的不准确性，然后试样33两端露出的导体分别接通试验电压(试验电极)来测得电磁线绝缘层的耐压性能及数值。此方法在电磁线扭绞时也是部分面或点性接触，无法全面性接触检测，而且也只针对于圆形截面的电磁线较为适用，而当截面发生变法时，例如扁平或方形截面则不适合适用此方法进行测试。

在电磁线生产过程中，为适应告诉绕线以及手工嵌入时对电磁线的绝缘层的损坏，在电磁线的绝缘层经固化后，在绝缘层外表面还涂覆一层润滑油，来保证线圈绕制完成后的绝缘性能及质量。另一方面，经过绝缘漆涂覆烘烤固化后的电磁线成品在卷绕到线轴上时，为了保证电磁线排列整齐平整，绝大部分电磁线生产厂商会在收绕前加装润滑油涂覆装置来保证其排线外观品质。润滑油本身属于绝缘性的油性物质，具有较强的防水性，在测试电磁线的击穿电压时，实际测试的击穿电压数值是一层润滑油和绝缘层的击穿电压数值，而不是仅仅绝缘层的击穿电压数值，因此不能准确地反馈电磁线的绝缘层耐压性能及效果。

技术实现要素：

本发明的第一目的是提供一种能够准确并全方位测试出电磁线绝缘层耐压数值的电磁线耐压测试方法。

本发明的第二目的是提供一种能够准确并全方位测试出电磁线绝缘层耐压数值的电磁线耐压测试装置。

本发明的第三目的是提供一种能够准确测试出电磁线绝缘层耐压数值的导电液。

为了实现上述的第一目的，本发明提供的电磁线耐压测试方法，测试方法包括放置步骤与测试步骤，所述电磁线包括导体与绝缘层，绝缘层包裹导体；

放置步骤包括：

将电磁线试样放置在导电液中，电磁线试样的电连接端与空载端分别在导电液外，导电液包括水和甜菜碱，水和甜菜碱的体积比为2:1～7:1；

测试步骤包括：

电压测试仪的电压输入端连接电磁线；

通过电压测试仪的电压输出端对导电液通电，

电压测试仪获取检测电压。

由此可见，将待测试的电磁线试样放置在导电液中，使得电磁线试样完全被导电液包覆，使得连接电压测试仪的导电液与电磁线试样之间没有间距，当对导电液通电时，可准确测试出电磁线每一处的绝缘层的击穿电压，实现全方位对电磁线试样的耐压测试；并且导电液包括水和甜菜碱，甜菜碱易溶于水，渗透性能好，并且甜菜碱属于两性表面活性剂，有较强的除油性能，当电磁线试样放置在导电液内时，导电液中的甜菜碱去除电磁线试样外表面的润滑油，使得在测试过程中，能够更准确测试到电磁线的绝缘层的耐压性能。

进一步的方案是，电磁线耐压测试方法在放置步骤和测试步骤之间还包括超声波除污步骤；

超声波除污步骤包括：

通过超声波在导电液中对电磁线试样进行除污。

可见，通过超声波在导电液中传播时的穿透性与空化冲击波可配合导电液对电磁线外表面的润滑油进行去除和清洗，能够更准确地对电磁线的绝缘层进行耐压测试。

进一步的方案是，水和所述甜菜碱的体积比反向关系于所述绝缘层在电磁线的宽度方向的截面的外边缘的周长。

进一步的方案是，获取基准周长值以及基准周长值对应的基准体积比，确认绝缘层在电磁线的宽度方向上的截面的外边缘的周长大于基准周长值时，调节水与甜菜碱的体积比小于基准体积比。

可见，水和甜菜碱的体积比越小，甜菜碱的浓度更高，除油能力越强，可针对宽度方向上的截面中绝缘层的外边缘周长更大的电磁线。

为实现上述的第二目的，本发明提供的电磁线耐压测试装置包括：绝缘容器、导电体、超声波清洗装置和电压测试仪，绝缘容器用于装载导电液，导电液包括水和甜菜碱，水和甜菜碱的体积比为2:1～7:1；导电体放置在绝缘容器内，导电体的电连接端位于导电液外；超声波清洗装置设置在绝缘容器内，导电液覆盖超声波清洗装置；电压测试仪的电压输出端连接导电体，电压测试仪的电压输入端用于连接电磁线试样。

由此可见，绝缘容器用于放置导电液，将待测试的电磁线放置在装有导电液的绝缘容器内，使得导电液完全包覆待测试的电磁线，导电体放置在绝缘容器内，而电压测试仪的电压输出端连接导电体，电压测试仪的电压输入端连接电磁线试样，导电体用于对导电液进行通电，使得电压测试仪、导电体和电磁线在导电液该介质中形成一个电回路，便于进行电磁线试样的耐压性能的测试。

进一步的方案是，导电体为筛网，导电体上设置有承载台，承载台与超声波清洗装置之间设置有间距，承载台与绝缘容器的内壁之间设置有间距。

可见，在将电磁线试样放置在绝缘容器内时，电磁线试样可放置在导电体的承载台上，而导电体为筛网，减少电磁线试样与承载台之间的接触面积，并且承载台分别与绝缘容器、超声波清洗装置之间存在间距，从而也减少电磁线与绝缘容器内壁、超声波清洗装置之间的接触面积，使得导电液更完全地接触到电磁线试样。

进一步的方案是，电磁线耐压测试装置包括固定组件，固定组件包括导电固定台和下压块，下压块朝向导电固定台移动，电压测试仪的电压输入端连接导电固定台。

可见，固定组件用于将电磁线的电连接端压紧，便于在测试时，由电压测试仪、导电体与电磁线试样形成的电回路更稳固，能够准确测试电磁线的击穿电压。

进一步的方案是，导电固定台上设置上设置有螺纹攻牙，螺纹攻牙配合连接金属螺丝。

可见，当金属螺丝朝向螺纹攻牙旋紧时，可将位于金属螺丝与螺纹攻牙之间的电磁线的电连接端压紧。

进一步的方案是，导电体包括底板、第一侧板、第二侧板和导电连接板，底板位于第一侧板与第二侧板之间，底板与绝缘容器的底部相对设置，第一侧板与第二侧板分别垂直连接底板远离绝缘容器的底部的一侧，第一侧板的伸出端伸出导电液外，导电连接板连接第一侧板的伸出端，导电连接板架设在绝缘容器上，电压测试仪的电压输入端连接导电连接板。

为实现上述的第三目的，本发明提供的导电液包括水和甜菜碱，水和甜菜碱的体积比为2:1～7:1。

附图说明

图1是背景技术中金属圆柱法的测试示意图。

图2是背景技术中金属丸法的测试示意图。

图3是图2a处的放大图。

图4是背景技术中扭绞法的测试示意图。

图5是背景技术中扭铰法另一角度的测试示意图。

图6是本发明电磁线耐压测试装置实施例的测试示意图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

现有的电磁线在生产过程中，受到生产工艺的影响，电磁线的绝缘层分布不均匀，而现有技术中的耐压性能测试方法也无法全方位测试电磁线的绝缘层的耐压性能，也无法测试得到该电磁线绝缘层的最准确的耐压数值。本发明的电磁线耐压测试方式适用于任何一种截面形状的电磁线，也可用于树脂、胶、云母及其制品、纤维制品、层压制品、塑料薄膜符合制品、陶瓷和玻璃等材料的击穿电压的测试。在本实施例中的电磁线包括导体与绝缘层，绝缘层包裹导体。

本发明的电磁线耐压测试方法，测试方法包括放置步骤、超声波除污步骤和测试步骤，在测试过程中依次进行放置步骤、超声波除污步骤和测试步骤。

放置步骤包括：

将电磁线试样放置在导电液中，电磁线试样的电连接端与空载端分别在导电液外，导电液包括水和甜菜碱，水和甜菜碱的体积比为2:1～7:1，其中优选地，水和甜菜碱的体积比2:1～5:1，水和甜菜碱的最优的体积比3:1。

在放置电磁线试样时，可将电磁线试样的电连接端去除约2.5cm绝缘层，露出导体便于导体与电压测试仪连接。电磁线的空载端可留约10cm的长度在导电液外，防止测试时电磁线的断头导体通过较短距离的空气作用产生漏电现象，保证测试结果的准确性，电磁线的剩余部分应全部置于导电液内。

电磁线耐压测试方法在放置步骤与测试步骤之间还包括超声波除污步骤。

超声波除污步骤包括：

通过超声波在导电液中对电磁线试样进行除污。

测试步骤包括：

电压测试仪的电压输入端连接电磁线；

通过电压测试仪的电压输出端对导电液通电；

电压测试仪获取检测电压，获取的检测电压即为击穿电压。

将待测试的电磁线试样放置在导电液中，使得电磁线完全被导电液包覆，使得导电液与电磁线试样之间没有间距，可准确测试出电磁线每一处的绝缘层的击穿电压，并且导电液包括水和甜菜碱，甜菜碱易溶于水，渗透性能好，并且甜菜碱属于两性表面活性剂，有较强的除油性能，当电磁线试样放置在导电液内时，导电液中的甜菜碱去除电磁线试样外表面的润滑油，使得在测试过程中，能够准确测试到电磁线的绝缘层的耐压性能。通过超声波在导电液中传播时的穿透性与空化冲击波可配合导电液对电磁线外表面的润滑油进行去除和清洗，能够更准确地对电磁线的绝缘层进行耐压测试。

水和甜菜碱的体积比反向关系于绝缘层在电磁线的宽度方向的截面的外边缘的周长，在本实施例中，获取基准周长值以及基准周长值对应的基准体积比，确认绝缘层在电磁线的宽度方向上的截面的外边缘的周长大于基准周长值时，调节水与甜菜碱的体积比小于基准体积比。取一段一定长度的第一电磁线，该第一电磁线沿宽度方向的截面中绝缘层的厚度为0.004mm，对应该第一电磁线的导电液中，水和甜菜碱的体积比可为3:1。当取另一种截面形状与第一电磁线的截面形状相同的第二电磁线进行测试时，在两种电磁线中的的导体的截面面积相同下，第二电磁线的绝缘层的厚度为0.0057mm，相对与第一电磁线，第二电磁线的绝缘层厚度增加，第二电磁线沿宽度方向的截面中绝缘层的外边缘周长相对第一电磁线的沿宽度方向的截面中绝缘层的外边缘周长有所增加，涂覆在绝缘层外表面的润滑油涂覆范围也增加，此时，第二电磁线对应的导电液中，水和甜菜碱的体积比应减小，使得甜菜碱的浓度增加，增加导电液的除油能力。

以下对不同的电磁线试样进行测试

对比实验组1

在该组对比实验组中，电磁线试样的截面为圆形截面，电磁线的导体直径为0.06mm±0.003mm，涂覆绝缘层后，电磁线试样的最大外径为0.081mm；最小绝缘层厚度0.004mm，涂覆绝缘层型号为180级聚氨酯(uew/180)。在测试的过程中，采用频率为50hz～60hz正弦波形交流电压，以20～100v/s的升压速度测试击穿电压，绝缘击穿的检测电流设定为2～5ma，试验在室温下进行。

对比例组1

对比例组1中包括四组对比例，其中分别为金属圆柱法、金属丸法、扭绞法以及以水作为导电液体进行测试的测试组，其中以水作为导电液体的对比例中，水为去离子水(即已去除水中的氯离子)。

实施例组1：

实施例组1包括7组实施例，1组实施例分别对应水和甜菜碱的体积比为1:1～7:1，对比例组与实施例组进行的测试环境相同，对比测试数据参见表一：

表一：

由上表可知，相对对比例组1中的测试结果，实施例组1更加能够准确测试得到电磁线试样的耐压性能，并且随着甜菜碱和水的体积比逐渐减少，甜菜碱的浓度降低，导电液除油能力也有所下降，测试得到的击穿电压数值出现偏差。

对比实验组2

电磁线试样采用宽度截面为扁平形状，电磁线的导体宽度为1.00mm±0.005mm，厚度为0.13mm±0.005mm；绝缘层涂覆完成后，电磁线的最大外径为宽度1.043mm，厚度0.168mm；最小绝缘层厚度宽0.027mm,厚度0.027mm；涂覆绝缘层类型为180级聚氨酯(uew/180)。

对比例组2

对比例组2包括2组对比例，分别为采用金属丸法和以水作为导电液体进行测试的测试组，其中以水作为导电液体的对比例中，水为去离子水(即已去除水中的氯离子)。

实施例组2

实施例组1包括7组实施例，1组实施例分别对应水和甜菜碱的体积比为1:1～7:1，对比例组与实施例组进行的测试环境相同，对比测试数据参见表二：

表二

由上表可知，在针对截面形状为扁平状的电磁线试样中，相对对比例组2中的测试结果，实施例组2更加能够准确测试得到电磁线试样的耐压性能，并且随着甜菜碱和水的体积比逐渐减少，甜菜碱的浓度降低，导电液除油能力也有所下降，测试得到的击穿电压数值出现偏差。

对比实施组3

电磁线试样采用宽度截面为正方形状，电磁线的导体宽度0.21mm±0.005mm，厚度0.21mm±0.005mm；绝缘层涂覆完成后，电磁线的最大外径宽度为0.260mm，厚度为0.260mm；最小绝缘层厚度宽0.045mm,厚度0.045mm；涂覆绝缘层类型为200级聚酰胺酰亚胺(aiw/200)。

对比例组3

对比例组3包括两组对比例，分别采用金属丸法以及以水作为导电液体进行测试的测试组，其中以水作为导电液体的对比例中，水为去离子水(即已去除水中的氯离子)。

实施例组3

实施例组3包括7组实施例，1组实施例分别对应水和甜菜碱的体积比为1:1～7:1，对比例组与实施例组进行的测试环境相同，对比测试数据参见表三：

表三

由上表可知，在针对截面形状为方形的电磁线试样中，相对对比例组3中的测试结果，实施例组3更加能够准确测试得到电磁线试样的耐压性能，并且随着甜菜碱和水的体积比逐渐减少，甜菜碱的浓度降低，导电液除油能力也有所下降，测试得到的击穿电压数值出现偏差。

本发明的导电液包括水和甜菜碱，水和甜菜碱的体积比为2:1～7:1，其中优选地，水和甜菜碱的体积比2:1～5:1，水和甜菜碱的最优的体积比3:1。

参见图6，本发明的电磁线耐压测试装置包括绝缘容器41、导电体42、超声波清洗装置43和电压测试仪，超声波清洗装置43设置在绝缘容器41的底部，绝缘容器41用于装载导电液46，导电体42放置在绝缘容器41内，导电体42用于对绝缘容器41内的导电液46通电。在本实施例中，导电体42的电连接端位于导电液46外，导电液46覆盖超声波清洗装置43。电压测试仪的电压输出端连接导电体42，电压测试仪的电压输入端用于连接电磁线试样45。将待测试的电磁线试样45放置在装有导电液46的绝缘容器41内，其中电磁线试样5的电连接端452与空载段451分别处于导电液46外，使得导电液46完成包覆待测试的电磁线试样45，导电体42放置在绝缘容器41内，而电压测试仪的电压输出端连接导电体42，电压测试仪的电压输入端连接电磁线试样45，导电体42用于对导电液46进行通电，使得电压测试仪、导电体42和电磁线试样45在导电液46该介质中形成一个电回路，便于进行电磁线试样45的耐压性能的测试。

在本实施例中，导电体42为筛网，导电体42上设置有承载台420，承载台420与超声波清洗装置43之间设置有间距，承载台420与绝缘容器41的内壁之间设置有间距。电磁线试样45放置在导电体42的承载台420上，在本实施例中，导电体42为筛网，减少电磁线试样45与承载台420之间的接触面积，并且承载台420分别与绝缘容器41、超声波清洗装置43之间存在间距，从而也减少电磁线试样45与绝缘容器41内壁、超声波清洗装置43之间的接触面积，使得导电液46更完全地接触到电磁线试样45。在本实施例中，导电体42包括底板421、第一侧板422、第二侧板423和导电连接板424，底板421位于第一侧板422与第二侧板423之间，底板421与绝缘容器41的底部相对设置，第一侧板422与第二侧板423分别垂直连接底板421远离绝缘容器41的底部的一侧。在本实施例中，底板421、第一侧板422和第二侧板423形成承载台420，超声波清洗装置43设置在绝缘容器41的底部，底板421与绝缘容器41的底部相对设置，底板421与超声波清洗装置43之间的间距可设置为5cm。第一侧板422、第二侧板423和绝缘容器41的内壁平行设置，第一侧板422、第二侧板423和绝缘容器41的内壁之间的间距也可设置为5cm。

超声波清洗装置43包括超声波发生器以及超声波换能器，超神波发生器发出高频振荡信号，通过超声波换能器转换成高频机械振荡二传播到导电液46中，超声波在清洗液中向前辐射。

第一侧板422的伸出端伸出导电液46外，导电连接板424连接第一侧板422的伸出端，导电连接板424架设在绝缘容器41上，电压测试仪的电压输入端连接导电连接板424，便于电压测试仪对导电体42进行通电。导电体42还包括绝缘连接板425，第二侧板423的伸出端伸出导电液46外，绝缘连接板425连接第二侧板423的伸出端，绝缘连接板425架设在绝缘容器41上。将第二侧板423架设在绝缘容器41上的连接件也可导电。

电磁线耐压测试装置包括固定组件44，固定组件44包括导电固定台441和下压块442，下压块442朝向导电固定台441移动，电压测试仪的电压输入端连接导电固定台441。固定组件44用于将电磁线试样45的电连接端压紧，便于在测试时，由电压测试仪、导电体42与电磁线试样45形成的电回路更稳固，能够准确测试电磁线试样45的击穿电压。在本实施例中，导电固定台441上设置有螺纹攻牙，螺纹攻牙配合连接金属螺丝442，当金属螺丝442朝向螺纹攻牙旋紧时，可将位于金属螺丝442与螺纹攻牙之间的电磁线试样45的电连接端压紧，在本实施例中，金属螺丝442为压紧块442。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。