絕緣材料工頻電壓擊穿|電氣介電強度試驗儀

介電強度測試裝置(高壓試驗變壓器)的維護：

(1)要經常檢查儀器室外及室內接地是否可靠。

(2)參加試驗人員必須遵守試驗裝置使用操作規(guī)程，確保試驗安全。

(3)試驗電壓通常應不大于儀器最高工作電壓的80％(如≤80kV)。

(4)隨時保持工作環(huán)境的清潔，應避免儀器工作媒質受到臟物污染。

影響因素

（一）試樣的厚度

隨試樣厚度增加，介電強度減小：

在擊穿中，既有電擊穿，也有熱擊穿。

從熱擊穿理論來講：

試樣厚度增加，散熱條件變壞，促使單位厚度的擊穿電壓降低。

從電擊穿理論講：

當試樣較薄時，電子加速時間相應地減小，電子不易從電極上逸出，其介電強度也相應增加。

（二）升壓速度

以電擊穿為主的試樣，升壓速度的影響不大；

以熱擊穿為主的試樣，隨升壓速度提高而增大。

（3）電極倒角r：

電極與試樣接觸平面邊緣形成的半徑r的角稱為倒角。

當電極面積變化不大時，介電強度變化不大，

當電極變成半圓球狀（r很大），介電強度變化較大。

邊緣效應，靠邊緣處場強非常大的現(xiàn)象。

由于邊緣效應，電極邊緣間的介質容易已被擊穿。

而邊緣處場強的大小與倒角r有關系，

一般r小，場強變大，所以，標準方法中規(guī)定ｒ＝2.5mm。

電極倒角r的影響：

                     (4)試驗環(huán)境

多數(shù)材料在低溫下，介電強度與溫度無關，

當溫度升高至某個高度，介電強度隨著溫度升高而下降。

濕度增加，介電強度也下降。

水分進入試樣，電導變大之故。

（5）試樣加工

不良的加工方法會在材料中形成缺陷，

例如弱的熔接縫、氣泡流線和雜質顆粒，都會使介電強度降低30～60%，降低程度隨缺陷的嚴重程度而異。

擊穿電壓基本概念

1.擊穿電壓

用連續(xù)均勻升壓的方式對試樣施加電壓，使試樣發(fā)生擊穿時的電壓值?；蛞阎饾u升壓的方法進行試驗，試樣承受住最高電壓，即在該電壓水平下，整個時間內試樣不發(fā)生擊穿。

2.介電強度

在規(guī)定的試驗條件下，擊穿電壓與施加電壓的兩電極之間距離的商，單位是KV/mm或者是MV/m.

            E=V/d

 式中：E——介電強度，KV/mm

       V擊穿——擊穿電壓，KV

       d——試樣厚度，mm

2、基本原理

介電強度測試采用連續(xù)升壓或逐級升壓方式升高電壓。記取試樣被擊穿時電壓值。如測試耐電壓值，則當升壓達到規(guī)定電壓時停止升壓，使電壓值恒定在規(guī)定值，測試達到規(guī)定時間不被擊穿的電壓值。

3、測試設備：

1.介電強度測試儀：

實驗主機  控制裝置  電極及試驗測控分析處理測試軟件等組成，工作原理請看書194頁：其外形為：

插入圖片

1）高壓變壓器   次級額定電流不小于0.03~0.1A，保證在介質被擊穿瞬間不被燒壞。

2）調壓變壓器  本身損耗小，不發(fā)生波形畸變，能均勻的調節(jié)電壓，其容量與試驗變壓器容量相同。

3）保護電路

4）電壓測量儀器

2.測試電極

a .電極要求表面保持光滑，清潔，無傷痕，污垢等，常見的電極有黃銅及不銹鋼，退火鋁箔 彈性金屬片 導電粉末。

b.電極的規(guī)格尺寸應與測試試樣配對。

板狀試樣電極D=25mm  H=25 mm  r=3mm

管狀試樣電極L=25mm  L=75mm

4、試驗方法：

1）試樣制備與處理

 a.根據(jù)測試產品規(guī)格及測試要求，采用模塑成型或機械加工方法制備試樣。與電極接觸的試樣兩表面要平行，并且應盡可能平整光滑，試樣厚度一般不小于3mm.

b.對于垂直材料表面的實驗，要求試樣有足夠大的面積以防止試樣過程中發(fā)生閃絡

c.試樣預處理應遵循測試材料的產品規(guī)定進行。

2）實驗條件

1）常態(tài)實驗環(huán)境條件：溫度為20±5，相對濕度為65±5%

2）熱態(tài)實驗或潮濕環(huán)境實驗條件由產品標準予以規(guī)定。

3）實驗媒介：介電強度試驗應盡量在接近測試材料的實際使用環(huán)境的媒質中進行，同時應避免測試中發(fā)生閃絡。

如果要求在高溫下進行試驗時，可在任何設計合理的烘箱或熱的油浴中進行。

3）實驗步驟：

1）根據(jù)要求選擇試樣，對試樣進行預處理。

2）調節(jié)環(huán)境的溫濕溫度并選好試驗媒介。

3）測量試樣厚度。

4）試樣經測厚和預處理后，再用綢布蘸上對材料無任何作用的溶劑擦凈表面，裝入儀器內兩極之間，保持良好接觸，開始實驗。

5）測試介電強度。

4)實驗結果與報告

1）擊穿的判斷  在擊穿時，回路的電流增加和試樣兩端電壓下降，使斷路器跳開或開熔絲燒斷。

2）介電強度計算

3）實驗報告  包括材料型號，名稱和規(guī)格，制造廠名稱；試樣形狀，尺寸，數(shù)量和處理條件；電極形式和尺寸；實驗環(huán)境溫度及濕度；測試儀器和外施電壓；測量數(shù)據(jù)及計算結果。

5）影響因素與討論

（一）試樣的厚度

a.隨試樣厚度增加，介電強度減小。

在擊穿中，既有電擊穿，也有熱擊穿。

b.從熱擊穿理論來講

試樣厚度增加，散熱條件變壞，促使單位厚度的擊穿電壓降低。

c.從電擊穿理論講

當試樣較薄時，電子加速時間相應地減小，電子不易從電極上逸出，其介電強度也相應增加。

（二）升壓速度

以電擊穿為主的試樣，升壓速度的影響不大

以熱擊穿為主的試樣，隨升壓速度提高而增大.

（三）電極倒角r

電極與試樣接觸平面邊緣形成的半徑r的角稱為倒角。

當電極面積變化不大時，介電強度變化不大，

當電極變成半圓球狀（r很大），介電強度變化較大。

邊緣效應，靠邊緣處場強非常大的現(xiàn)象。

由于邊緣效應，電極邊緣間的介質容易已被擊穿。

而邊緣處場強的大小與倒角r有關系，

一般r小，場強變大，所以，標準方法中規(guī)定ｒ＝2.5mm。

升壓方式

定義：

?電壓從零按照一定方式和速度上升到規(guī)定的試驗電壓或擊穿電壓；

升壓方式

?快速升壓、20s逐漸升壓、 慢速升壓、60s逐級升壓、極慢速升壓；

快速升壓

?電壓從零上升到擊穿電壓所經歷的時間約為10~20s，常用500V/s；

20s逐漸升壓

?電壓逐級升高，每級停留20s；

?第一級電壓約為快速升壓擊穿值的40%的電壓，在此電壓下，經受20s，若試樣不擊穿，再加高一級，直至試樣擊穿為止；

?升壓過程要盡量快，升壓的時間計算在下一級的20s之內；

?擊穿應發(fā)生在第級或更高的電壓等級上，否則應降低第一級電壓重新進行試驗；

?逐級加壓比快速加壓作用的時間長，測得的擊穿電壓比較低；

慢速升壓

?從快速升壓的擊穿電壓的20%開始，以較慢的速度升壓，使擊穿發(fā)生在120~240s內；

60s逐級升壓

?與20s逐級升壓類似，只是每級停留的時間為60s；

極慢速升壓

?從快速升壓擊穿電壓的40%開始，以極慢速的速度升壓，使擊穿發(fā)生在300~600s內。

?升壓速度慢，電壓作用時間更長，測得的擊穿電壓更低，試驗結果比較可靠。

絕緣材料工頻電壓擊穿|電氣介電強度試驗儀儀器使用須知：

本北京智德創(chuàng)新檢測儀器為高壓試驗設備，使用前請仔細閱讀如下內容
1、儀器安裝時，要具備獨立的接地線（接地電阻小于4歐姆）
2、使用前。操作者要仔細閱讀使用說明書。掌握具體的操作方法和步驟；
3、儀器不可以在含有腐蝕性氣體和含有顆粒雜質的環(huán)境下使用；
4、每次更換試樣或接觸高壓電極前。必須進行放電（直流測試狀態(tài)），且放電時間不小于5秒；

5、試樣被擊穿瞬間，會有火花產生并伴有聲響，這屬于正?，F(xiàn)象；

6、每次進行試驗前。北京智德創(chuàng)新檢測儀器必須檢查儀器接地線是否接觸良好。