交直流電壓擊穿|介電強度試驗儀

直流電壓下的介電強度試驗-試驗設(shè)備與裝置：

試驗設(shè)備與裝置：高壓試驗變壓器、調(diào)壓器以及控制線路和保護裝置。

（1）高壓試驗變壓器：

要求：具有足夠的額定電壓和容量，且輸出電壓的波形沒有畸變。

A.變壓器的容量

指變壓器在額定電壓電流的情況下的視在功率。

（視在功率：交流電路中，電壓和電流的乘積，或者說有功功率和無功功率的矢量和，單位為V?A或KV?A。)S=UI=U²ωC_X

絕緣材料擊穿試驗通常選取容量為10kV?A的變壓器。

對與大電容試樣的耐壓試驗，采用超低頻正弦電壓，可以大大降低變壓器的容量。（如采用0.1Hz超低頻電壓，變壓器容量可減小到50Hz時的1/500。）

B.變壓器的電壓

額定電壓等級是根據(jù)試樣的試驗電壓等級來選定，通常選取50~100kV。采用多臺變壓器串接可獲得更高的試驗電壓。

串接變壓器原理圖

兩臺變壓器串接輸出的視在功率：S=2UI

設(shè)備容量的利用率：2UI/3UI=2/3

注意：串接的級數(shù)增加，輸出的電壓增高，但設(shè)備容量的利用率降低。

對于電容量較大的試樣，可以通過串聯(lián)諧振回路獲得比試驗變壓器更高的電壓。

串聯(lián)諧振回路原理圖

調(diào)節(jié)電抗器的電感L或改變試驗電壓的頻率，達到諧振：

ωL=1/ωC_X        →    U_X=QU₀

Q為諧振回路的品質(zhì)因素，一般為20~80。

C.電壓的波形

工頻電壓的波形：正弦波。

波形畸變影響介電強度試驗結(jié)果：

高次諧波會降低擊穿場強；

擊穿決定于電壓的峰值，而測量的電壓是有效值，若波形畸變，則同一峰值電壓測得的有效值就不同了。

波形因素：正弦波電壓的峰值與有效值之比。U幅值=√2U有效

通常要求波形因素不超過：√2（1±5%）

波形畸變的原因：變壓器的非線性激磁電流造成的。

變壓器的磁化曲線：a)磁通與激磁電流的關(guān)系；b)磁通及激磁電流的波形

試驗變壓器的輸入電壓為：U₁=K(U_S-U₂)

k為調(diào)壓器的電壓比；

U_s為電源電壓；

U₂為激磁電流流經(jīng)調(diào)壓器產(chǎn)生的電壓降。

調(diào)壓器的漏抗越大，波形畸變越嚴重。在調(diào)壓器和試驗變壓器之間接入濾波器可改善電壓波形。

（2）調(diào)壓器

用來調(diào)節(jié)電壓上升的方式和速度，接在試驗變壓器和電源之間。

常用調(diào)壓器：自耦調(diào)壓器和移圈調(diào)壓器。   

A.自耦調(diào)壓器

原理：借助于一個滑動觸點沿著繞組移動來改變輸出電壓。

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、體積小、漏抗小、價格便宜。

缺點：輸出電流較大時，觸點在移動過程中因接觸不好會產(chǎn)生火花。

B.移圈調(diào)壓器（容量較大）

原理：靠移動短路線圈改變其他兩個線圈的漏磁通，從而改變在這兩個線圈上的電壓分配來實現(xiàn)調(diào)節(jié)輸出電壓。

優(yōu)點：調(diào)壓過程靠電磁耦合，不會出現(xiàn)火花，容量可做得很大。

缺點：漏抗較大，波形易產(chǎn)生畸變。

移圈調(diào)壓器結(jié)構(gòu)圖                                 移圈調(diào)壓器原理圖

（3）控制線路

滿足要求：

只有在試驗人員撤離高壓試驗區(qū)，并關(guān)好安全門之后，才能加上電壓進行試驗。

升壓必須從零開始，以一定方式和速度上升。

在試樣發(fā)生擊穿時，能自動切斷電源；在自動控制線路中，能自動是電壓下降到零。

計算機在介電強度試驗的控制系統(tǒng)中應(yīng)用：采用單片機或微機控制步進電動機帶動調(diào)壓器實現(xiàn)升壓、降壓過程。

（4）保護和接地

在試驗回路的低壓部分可能出現(xiàn)高電壓的地方接上放電間隙。  

在高壓測試回路中應(yīng)接保護電阻。

接地點和接地體的連接線應(yīng)采用盡量短的多股線，以減小電

阻和電感。

高壓試驗區(qū)應(yīng)裝有保護圍欄，并備有接地棒。

交直流電壓擊穿|介電強度試驗儀主要參數(shù)設(shè)置：

1、測試材料：絕緣材料類；2、符合標(biāo)準(zhǔn)：GB/T1408.1-2016；IEC60243-1：2013；GB/T1408.2-2016；IEC60243-2：2013；ASTM D149；GB/T1695-2005；3、可選配：高溫空氣中測試；高溫油中測試；4、輸入電壓：AC220V 50Hz ；5、輸出電壓：AC：0～150kV； DC：0～150kV；6、輸出功率：15kVA；7、測量范圍：AC15～150kV； DC15～150kV；8、測量誤差： ≤2％；9、升壓速率： 0.5kV/s～10kV/s；10、耐壓時間：0～8H；11、漏電流： 1～30 mA可由計算機軟件自由進行設(shè)定；12、電源 ：交流220V±10%的單相交流電壓和50Hz±1%的頻率；13、試驗環(huán)境溫度：15 ～ 30℃，相對濕度：0～85%能夠穩(wěn)定運行。；14、外形尺寸長×寬×高：1980mm×1220 mm×1750mm（參考）；15、設(shè)備自重：1500Kg（參考）；16、接地要求儀器需要單獨接地，接地附合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，金屬棒深埋地下至少要1.5米以下；17、型號：ZJC-150E