高压电源负载动态特性测试
油烟净化设备的高压电源输出 40 kV，额定电流 200 mA，给板式电场供电。电场由多组金属极板组成，间距 10 mm，油烟粒子通过电离区带电，然后在集尘区被吸附。负载是阻容混合性的：正常工作时等效电阻 200 kΩ，电容 500 pF；油烟浓度高时，粒子在极板间形成导电通道，等效电阻降到 50 kΩ，电流从 100 mA 涨到 300 mA。联调测试时，油烟发生器按阶梯浓度投加，从 0 mg/m³ 加到 80 mg/m³，每 5 min 升一档，电源输出在每档稳定 10 min，记录电压电流曲线。
电场的极板是不锈钢板，厚度 1 mm，尺寸 500 mm×300 mm，共 20 组。极板间距 10 mm，用聚四氟乙烯支柱固定，支柱直径 20 mm，长度 50 mm。极板每年拆开清洗一次，用碱水浸泡 4 h，然后用清水冲干净。有一次极板积油严重，表面电阻下降，电离区拉弧频繁，电源过流保护动作。清洗后拉弧消失。极板的接插件是铜质镀锡，螺栓压紧，每年拆开检查一次，接触面氧化就打磨。
油烟发生器用超声雾化，雾化量 0 到 10 g/min，可调节。联调测试时雾化量从 0 加到 8 g/min，对应油烟浓度从 0 升到 80 mg/m³。油烟发生器的气源是压缩空气，压力 0.4 MPa，经过滤器过滤。有一次气源含油，油烟发生器喷嘴堵塞，雾化量上不去，清洗喷嘴后恢复。气源过滤器每年换一次，滤芯压差超过 0.05 MPa 就提前换。油烟发生器的油是食用调和油，粘度 50 mPa·s，每年换一次，油品变质就提前换。
高压电源的过流保护定值是现场反复调过的。额定电流 200 mA，初期过流保护定在 300 mA，实际运行中油烟浓度高时电流冲到 280 mA，保护不动作，正常；但偶尔极板积油搭桥，电流瞬间冲到 500 mA，保护动作，切断输出。保护动作时间 50 μs，切断后自动复位，1 s 后重新举压。这个定值调到 300 mA 是试了三次才定下来：定高了 400 mA，搭桥时不切断，变压器烧穿；定低了 200 mA，正常波动就误动，联调测试频繁中断。300 mA 是平衡点。
电场馈电电缆采用 50 kV 硅胶绝缘线，单根长度 3 m，终端热缩头现场制作。电缆金属护层两端接地，接地电阻 1 Ω。电缆与电场极板组的接合部在排风机长期振动下易松脱，接触电阻升高后接合部发生局部放电。每年解体一次接合部，接触面涂抹导电膏，镀层氧化即更换。曾发生接合部烧穿，绝缘层碳化，漏电流从 5 μA 升至 80 μA，过流保护动作。整改后改为卡口式接头加弹簧垫圈防松。
联调测试的监测仪器包括：高压分压器，精度 0.5 级，量程 0 到 60 kV；高压电流表，量程 0 到 500 mA；油烟浓度检测仪，量程 0 到 100 mg/m³；尘埃粒子计数器，量程 0.1 到 10 μm。所有仪器每年送计量院校准一次，校准证书存测试记录档案。联调测试的数据用笔记本电脑记录，每 1 s 采样一次，存档三年。有一次测试数据出现跳变，查记录发现是高压分压器漂移，换了分压器后数据稳定。
联调测试的流程写在测试规程里。第一步：空载升压，从 0 升到 40 kV，观察电压电流曲线；第二步：投加油烟，浓度从 0 加到 80 mg/m³，每 5 min 一档；第三步：稳定运行 1 h，记录数据；第四步：断电，拆电场，检查极板积油情况。整个测试过程 3 h，测试人员两人，一人操作电源，一人记录数据。测试报告在测试完成后 24 h 内出具，内容包括测试条件、数据曲线、结论。测试报告签字后交付客户。
测试间的控制柜装在测试间外面，操作面板上有电压表、电流表、油烟浓度表、调压旋钮、启动按钮和急停按钮。电压表分辨率 0.1 kV，电流表分辨率 1 mA，油烟浓度表分辨率 1 mg/m³。急停按钮是蘑菇头红色，按下后高压输出在 20 ms 内切断。控制柜门上贴高压危险标识，钥匙由测试班长保管。控制柜内的 PLC 程序每月备份一次，备份文件存到车间服务器上。
联调测试中发现过一次电场局部放电。用紫外成像仪观察，电离区有一处电晕，位置在极板支柱附近，放电强度 20 pC。拆开检查发现支柱表面积油，表面电阻下降。清洗支柱后电晕消失。紫外成像仪是便携式，每年送计量院校准一次。局放测试仪是手持式，灵敏度 5 pC，每年校准一次。这两台仪器在联调测试中作为辅助监测，发现异常时用。
联调测试的安全措施写在测试规程里。测试间装高压危险标识，进门要登记，非工作人员不得入内。测试间门上装联锁开关，开门切断高压。测试间内装一台排气扇，风量 1000 m³/h，排出油烟气体。测试人员穿防静电服，戴绝缘手套，使用绝缘工具。测试前检查接地线，接地电阻小于 1 Ω。测试中出现异常，立即断电，查明原因后再继续。有一次测试中极板拉弧，电弧烧穿极板绝缘层，测试人员按规程断电，更换极板后继续。测试记录里记录了这次异常，作为改进依据。
油烟净化电源逆变级采用 IGBT 模块，开关频率 20 kHz，直流母线 540 V。母线滤波电容 4700 μF，等效串联电阻 80 mΩ。油烟浓度波动时母线压降经算仅 0.024 V，母线保持稳定。IGBT 栅极驱动 +15 V/-5 V，驱动电阻 10 Ω，开关速度 200 ns。模块配铝型材散热器，强迫风冷，风量 120 m³/h，进风面装过滤网，每月拆洗。
电场均压环和连接铜排在年检时解体检查。均压环表面用目视加十倍放大镜查验，发现毛刺就用金相砂纸抛磨。连接铜排接触面每年拆开一次，氧化发黑处用细砂纸打磨，涂导电膏后复装，螺栓拧紧力矩 25 N·m。曾在年检中发现铜排折弯部位出现 3 mm 长微裂纹，立即更换，原因是折弯半径过小，长期热胀冷缩后疲劳开裂。后来折弯半径从板厚 1 倍加大到 3 倍，裂纹未再出现。
联调测试的客户验收流程写在合同里。测试完成后，客户派代表到现场，看测试数据，查测试记录，签验收报告。有一次客户对数据有异议，认为油烟浓度测量不准，现场用标准气体校准浓度检测仪，偏差在允许范围内，客户签字验收。验收报告一式三份，客户、厂家、存档各一份。验收后设备交付客户，进入质保期，质保期一年，期间免费维修。质保期后签订维护合同，每年维护四次。
联调测试的环境控制在温度 23±3 ℃，湿度 45% 至 65%。冬季供暖时室温 26 ℃，湿度 35%，油烟粘度低，雾化容易；夏季梅雨季湿度 70%，油烟含水，雾化量波动。现场用空调和除湿机联动，温度湿度超限就调整。有一次空调故障，室温摸到 32 ℃，油烟粘度从 50 mPa·s 升到 70 mPa·s，雾化量上不去。换了空调后室温回到 24 ℃。
油烟净化电源取自车间 380 V 三相，进线装 25 A 断路器，下接隔离变压器，变比 380/380，容量 2 kVA，屏蔽层接地。进线线用 2.5 mm² 铜芯软线，穿镀锌钢管。曾因测试间旁排风管漏油烟滴到线上，绝缘老化，换线后恢复。后改走桥架，避开排风管下方。进线熔断器 16 A 快熔，过流两倍时 10 ms 熔断。
联调测试的数据分析用笔记本电脑，软件是厂家配套的测试软件。数据曲线实时显示，测试完成后导出 Excel 报表。报表内容包括测试条件、电压电流曲线、油烟浓度曲线、结论。有一次客户对数据有异议，现场用标准负载比对，测试数据和标准数据偏差在允许范围内，客户签字确认。测试软件每年升级一次，升级前备份旧版本，升级后重新校准仪器。
联调测试的备品备件包括：高压电缆 2 根，整流硅堆 4 只，IGBT 模块 2 只，分压臂电阻 10 只，接插件 20 只。备件库存按 20% 备，每月盘点，低于安全库存就补货。有一次测试中整流硅堆击穿，换备件后继续，没有耽误工期。备件存放在备件柜里，柜子上锁，钥匙由测试班长保管。
电场的极板每周检查一次积油，厚度超过 1 mm 就清洗；绝缘子表面积油用无水乙醇擦干净；高压电缆接头每年拆开检查一次。有一次绝缘子表面积油，表面电阻下降，电离区拉弧频繁。清洗后拉弧消失。电场的密封圈是氟橡胶，每年换一次，老化就提前换。
高压变压器灌环氧树脂绝缘，初级 380 V，次级 40 kV，变比约 105:1。变压器装在柜内上部，周围留 100 mm 散热间隙。满载时初级绕组温升 50 K，次级绕组温升 60 K，环境 25 ℃。变压器的环氧树脂表面在夏季高温时出现过细微裂纹，后来在柜顶加装一台 80 mm 轴流风机，柜内温度超过 35 ℃ 启动。风机运行两年没坏。
这套油烟净化设备的高压电源连续运行 12 个月，极板清洗过 4 次，高压电缆换过 1 根，整流硅堆没换过。遗留的问题是冬季低温时段，油烟粘度从 50 mPa·s 升到 80 mPa·s，雾化量上不去，浓度加不到 80 mg/m³。准备在油烟发生器上加一套加热套，油温维持 40 ℃，改造方案已经写好，备件下月到货。
电场的接地系统单独敷设，接地极是 50×50×5 角钢，长度 2.5 m，打入地下，接地电阻 1 Ω。电场的接地和控制柜的接地分开，两点距离 3 m。电场的接地线上串一只电流互感器，监测接地泄漏电流，正常 0.5 mA，超过 5 mA 报警。有一次接地泄漏电流到 8 mA，查出来是极板表面积油，表面电阻下降。清洗极板后泄漏电流回到 0.3 mA。
联调测试的排烟系统是一台离心风机，风量 5000 m³/h，把测试间内的油烟抽到车间排风管道。排风口装一只油烟净化器，净化效率 90%，排放浓度低于 2 mg/m³。净化器每年换一次滤芯，滤芯压差超过 0.05 MPa 就提前换。有一次净化器滤芯饱和，排放浓度到 5 mg/m³，被环保部门监测到，停机换滤芯后恢复。后来在排风口装一只油烟在线监测仪，数据实时传到环保部门平台。
测试间的观察窗是双层有机玻璃，厚度 10 mm，中间夹一层活性炭过滤网，防止油烟透过。观察窗和箱体的连接用橡胶密封圈，密封圈每年换一次。观察窗每天班后用无水乙醇擦一次，清除油雾。观察窗的照明灯是 LED，24 V 安全电压，灯具外壳接地。测试间内装一只温湿度计，温度 23±3 ℃，湿度 45% 至 65%。
高压电源的操作手册是厂家编写的，内容包括安全须知、操作步骤、维护规程、故障排查。手册存放在测试间外面的文件柜里，测试人员随时查阅。手册每季度更新一次，更新内容是测试中发现的新故障和处理方法。手册的电子版存在工控机里，打印版存文件柜。客户验收时可以查阅手册，作为设备交付的一部分。
联调测试的人员培训在测试前进行，培训内容是设备操作、安全须知、应急处理。培训时间 8 h，培训后考试，考试合格才能操作设备。培训记录存档，测试人员持证上岗。有一次测试人员未培训就操作设备，把高压电压从 0 直接升到 40 kV，电场拉弧，极板烧穿。后来规定必须持证上岗，无证人员不得操作。
