復合材料介電強度/電介質擊穿強度測試儀

復合材料介電強度/電介質擊穿強度測試儀結構原理及性能特點：

 ZJC-50E主要由:升壓系統(高壓變壓器)、測量系統、A/D轉換器、放電系統、電極、油箱、電極定位架、計算機數據處理系統、軟件等組成;高壓變壓器主要產生試樣所需的直流電壓,調壓器用于調節升壓變壓器輸入端電壓以產生高壓所需的輸入電壓,電壓測量主要是從高壓變壓器測量端測量,高壓變壓器測量端和高壓端是線性的;試驗軟件是我公司*研發的功能強大、操作簡單、顯示直觀的試驗軟件系統。采用計算機控制,通過人機對話方式,完成對、絕緣介質的工頻電壓擊穿,工頻耐壓試驗。

復合材料介電強度/電介質擊穿強度測試儀技術參數：

● 型    號：ZJC-50E

● 試驗電壓：交流 0--50 KV， 直流 0--50 KV ;

● 電器容量：3 KVA；

● 高壓分級：50kV（全量程不分檔）；

● 擊穿電壓：0-50kV；

● 升壓速率：0.1kV/s、0.2 kV/s、0.5  kV/s、1.0  kV/s、2.0  kV/s；

● 電壓測量精度（10%-100%FS）：≤2％；

● 升壓方式：勻速升壓、耐壓試驗；

● 過電流保護裝置：試樣擊穿時在0.1S內切斷電源；

● 試驗電極：￠25兩個，￠75一個，r3圓角；

● 軟件控制：簡潔的人機操作界面，簡單易學；可方便設置試驗電壓、選擇升壓速率。

● 外形尺寸：1100×800×1500mm；

● 電源：AC220V 50/60Hz  16A。

● 測試材料：絕緣材料類；

● 符合標準：GB/T1408.1-2016；IEC60243-1：2013；GB/T1408.2-2016；IEC60243-2：2013；ASTM D149；GB/T1695-2005；

● 可選配：高溫空氣中測試；高溫油中測試；

介電強度概述：

1、定義：絕緣材料或結構，在電場作用下瞬間失去絕緣特性，造成電極間短路，稱為電氣擊穿。絕緣材料或結構發生擊穿時所加的電壓稱為擊穿電壓，擊穿點的場強稱為擊穿場強。

式中：EB—擊穿場強（MV/mm）;UB—在規定試驗條件下，兩極間的擊穿電壓(MV或KV);d—兩電極間擊穿部位的距離，即試樣在擊穿部位的厚度（m或mm）

閃絡：--指高壓電器(如高壓絕緣子)在絕緣表面發生的放電現象,稱為表面閃絡,簡稱閃絡.

絕緣閃絡： 絕緣材料在電場作用下，尚未發生絕緣結構的擊穿時，在其表面或與電極接觸的空氣(離子化氣體)中發生的放電現象，稱為絕緣閃絡。

影響介電強度的因素：

1、電壓波形 直流、工頻正弦及沖擊電壓下，擊穿機理不同，所測的擊穿場強也不同，工頻交流電壓下的擊穿場強比直流和沖擊電壓下的低得多。

2、電壓作用時間，無論電擊穿還是熱擊穿都需要時間，隨著加壓時間的增長，擊穿電壓明顯下降。

3、電場的均勻性及電壓的極性，電場不均勻往往測得的電壓比本征擊穿值低。

4、試樣的厚度與不均勻性 試樣的厚度增加，電極邊緣電場就更不均勻，試樣內部的熱量更不易散發，試樣內部的含有缺陷的幾率增大，這些都會使擊穿場強下降。

5、環境條件  試樣周圍的環境條件，如溫度、濕度以及壓力等都會影響試樣的擊穿場強；溫度升高，通常會使擊穿場強下降；濕度增大，會使擊穿場強下降；氣壓對擊穿場強的影響，主要是對氣體而言。氣壓高，擊穿場強升高；但接近真空時，也會使擊穿場強升高。另外還有：時間、輻射、機械力、電極材料及極性效應。

提高電介質擊穿強度的措施

A.對液體電介質

（1）減少雜質

ü  過濾：將絕緣油在壓力下連續通過裝有大量事先烘干的過濾紙層的過濾機，將抽中碳粒、纖維等雜質濾去，油中部分水分及有機酸也被濾紙所吸收。

ü  防潮：油浸式絕緣在浸油前必須烘干，必要時可用真空干燥法去除水分。

ü  脫氣：將油加熱、噴成霧狀，且抽真空，除去油中的水分和氣體。

（2）采用固體電介質減小油中雜質的影響

ü  覆蓋層：在電極表面覆蓋的一層很薄的絕緣材料，如電纜紙、黃蠟布、漆膜等。

ü  絕緣層：當覆蓋層厚度增大，本身承擔一定電壓時，稱為絕緣層。

ü  屏障：在油間隙中放置的尺寸較大的(與電極形狀相適應)、厚度在1~3mm的層壓紙板或層壓布板。

B.對固體電介質

ü  改進制造工藝：如盡可能地清除固體介質中殘留的雜質、氣泡、水分等，使介質盡可能均勻致密。這可以通過精選材料、改善工藝、真空干燥、加強浸漬(油、膠、漆)等方法來達到。

ü  改進絕緣設計：采用合理的絕緣結構，使各部分絕緣的耐電強度能與其所承擔的場強有適當的配合。改進電極形狀、使電場盡可能均勻。改善電極與絕緣體的接觸狀態，以消除接觸處的氣隙或使接觸處的氣隙不承受電位差(如采用半導體漆)。

ü  改善運行條件：如注意防潮，防止塵污和各種有害氣體的侵蝕，加強散熱冷卻(如自然通風，強迫通風，氫冷、水內冷等)。

固體材料的試樣與電極

（1）固體材料的試樣

為了能使試樣的擊穿發生在均勻的電場中，必須把試樣做成各種型材。

試樣要求：電極中央試樣最薄處δ應比試樣厚度小5倍以上；球電極半徑r要比δ大20倍。

試樣的面積要比電極面積大，使之在擊穿前不會發生閃絡(沿試樣表面擊穿

)。為了能暴露材料中存在的弱點，一般選取電極直徑為25mm或50mm。

各類試樣的尺寸（GB1408-78）

試樣厚度的測量：對厚度均勻試樣，通過擊穿點的直徑上測三點取平均值；對厚度不均勻試樣，以擊穿點的厚度來計算。（測量誤差不超過1%）

當試樣厚度較大時（>3mm），如果擊穿電壓超過試驗變壓器的額定電壓，或表面閃絡難以解決，可將試樣削薄。

對于紙或薄膜材料，可將多層試樣疊加在一起進行擊穿試驗。

電極的形狀和尺寸選用：

根據能形成比較均勻的電場，能合理地暴露材料的弱點，以及使用方便、節約材料等要求。

如果在空氣中進行擊穿試驗：（把空氣和試樣看作雙層介質）

1）            在交流電場下，電極邊緣空氣中場強E_a與試樣中相鄰點的場強E_X之比：

2）            在直流電場下：

由于ε_ra<ε_rx，γ_a<γ_x，則E_a > E_X; 而空氣的擊穿場強較低，導致電極邊緣的空氣中先出現局部放電：發生表面閃絡；邊緣電場集中導致試樣擊穿發生在電極的邊緣。

消除措施：將電極邊緣做成圓角；

將試樣和電極浸入相對介電常數（或電導率）大、擊穿場強較高的液體媒質中。常用液體媒質有變壓器油，溫度較高時采用硅油。不能選用相對介電常數或電導率太大的媒質，以免造成測量誤差和設備損壞。如引起媒質本身發熱嚴重、保護電阻上電壓降增大、以及試驗變壓器過載等問題。