在工業生產和設備維護檢修中，人們經常會進行線圈繞組匝間短路故障的測試。例如，電力系統中電力變壓器匝間短路、電機轉子匝間短路、顯象管行輸出變壓器匝間短路等故障，都是以上產品最常見的故障之一，一旦出現這類故障，電力變壓器內部可能會被嚴重燒燬，電機很難負載運行甚至不能運行。
因此，高效、可靠的匝間短路測試方法對企業提高生產和檢測、維修的效率都有重要的意義。本文安泰維修著重介紹DS1000E數字示波器在匝間短路測試中的應用。
二、測試原理
目前市面上有不少專用的繞組匝間衝擊耐電壓測試儀，這類匝間衝擊耐電壓測試儀產品的基本原理都是以同型號繞組感抗相等為前提，採用波形比較法，以高壓脈衝對等效過電壓、無損模擬試驗。然後通過示波器這樣的裝置通過完全一致的取樣迴路來測量這個脈衝在繞組線圈中的振盪波形，如果兩個波形不一致，那麼表明這兩組線圈中至少有一組存在匝間短路的故障。其測量原理圖如下：
圖1測試原理
三、測試方法
1、現狀
目前大多數匝間儀顯示波形都還在採用取樣信號去激勵CRT偏轉線圈這樣的模擬示波器顯示方法，要判別兩組振盪波形的異同，就利用繞組切換繼電器常開觸點與常閉觸點的高速切換，利用模擬示波器當前波形與前次波形的餘暉相比較，用肉眼去判斷兩組波形是否一致，以此來判斷是否存在匝間故障。
但是像這樣的方法，僅僅在相關維修工作的時候還能適用，但是要是在相關產品生產測試的時候，或者在做相關參數的實驗測定的時候，這樣肉眼判斷的方法是不具有說服力的。這時需要將振盪波形的一系列數據都量化比較，如果波形不一致，是什麼參數不一致，相差多少，這樣量化的數據才是科學可靠的。因此，將振盪波形的採樣、顯示部分採用數字示波器的方案是非常有必要的。
2、改進方法
上海某檢測設備廠的智能型繞組綜合測試系統正是這樣科學可靠的測試系統，它集成了DS1000E系列數字示波器作為振盪波形的採樣、顯示部分，集成了智能低電阻測試儀和絕緣電阻測試儀等一系列電機繞組及變壓器線圈相關測試儀器，並且由一臺工控機統一控制與數據獲取，形成功能強大的智能測試系統。
圖2測試環境
數字示波器在該系統中的作用是將採集到的振盪波形採樣點數據及時、可靠的上傳至工控機供分析其波形中所包含的信息。按照行業內對繞組匝間衝擊波耐壓實驗的相關標準和分析方法，需要計算兩組同型號繞組振盪波形的面積差和頻率差，以判斷該兩組繞組參數是否一致或者是否存在匝間短路現象。
實驗開始之後，數字示波器根據獲取到的振盪信號自動調節水平和垂直刻度，以達到觀察波形的最佳刻度。
圖3測試波形
利用數字示波器開放的指令集，在工控機上編程分別獲取兩組繞組振盪波形採樣點數據之後，可以得到如下兩組，每一組1024個採樣點數據：
圖4採樣點數據圖1
圖5採樣點數據圖2
按照繞組匝間衝擊波耐壓實驗的計算慣例，從採樣數據中分離出振盪波形的前5個振盪週期，計算其面積差和頻率差。如果這兩個數據的值小於3%，便可以判定兩組繞組參數一致，不存在匝間短路現象。
同時，僅將這5個週期的採樣點在工控機上描繪出波形，更加便於準確的觀察有效振盪週期波形的細節。
圖6前5個振盪週期情況
圖7類似的情況
這樣將振盪波形採樣量化之後，通過計算機編程計算即可得知看似完全一致的兩組波形實際上存在著細微的差別。根據採樣點的電壓計算可以知道，上述兩組波形的面積差為0.16%；根據數字示波器的採樣率以及5個振盪週期的採樣點數，可以計算出兩組波形的頻率差為0.246%。可以判定這兩組繞組參數一致，不存在匝間短路現象。
四、結束語
將上述兩組波形的差異進行科學量化之後，經過進一步分析，在電機繞組、變壓器線圈等產品的生產檢測過程中，對產品品質的鑑別與提升就有了科學可靠的依據，同時根據這些數據，還可以推測繞組匝間損壞的程度，有效提高故障判斷效率和維修效率。
綜上，DS1000E系列示波器在智能型綜合測試系統中的作用尤為重要，利用數字示波器的強大功能，有效的提高了匝間短路的測試效率。
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