電線電纜擊穿電壓|耐電壓強度測試儀

一、測試材料

復(fù)合材料，電子材料，電線電纜，高壓電纜，高分子材料，涂料圖層，有機硅材料，膠粘劑材料，電工材料，絕緣材料，環(huán)氧樹脂，固體材料，橡膠，塑料，薄膜，漆包線，漆膜，硫化橡膠，片材，熱固性塑料，絕緣漆漆膜，電容器紙，導(dǎo)熱材料，PE材料，硅材料，有機硅，聚碳酸酯PC材料，聚四氟乙烯，聚碳酸酯改性材料，樹脂和膠、浸漬纖維制品、云母及其制品、塑料復(fù)合制品、陶瓷和玻璃、絕緣紙、柔軟復(fù)合材料、樹脂膠等等。（固體絕緣材料）

二、符合標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 1408.1-2016絕緣材料電氣強度試驗方法 第1部分：工頻下試驗；
GB/T 1408.2-2016絕緣材料電氣強度試驗方法 第2部分:對應(yīng)用直流電壓試驗的附加要求；
ASTM D149固體絕緣材料介電擊穿電壓和介電強度的試驗方法；
GB/T 1695-2005硫化橡膠工頻擊穿電壓強度和耐電壓的測定方法；
GB/T 3333-1999電纜紙工頻擊穿電壓試驗方法；
GB/T 8815-2008 電線電纜用軟聚氯乙烯塑料標(biāo)準(zhǔn)；
GBT 12656-1990電容器紙工頻擊穿電壓測定法；
HG/T 3330-2012絕緣漆漆膜擊穿強度測定法；

三、參數(shù)設(shè)置

四、配置清單

1、高壓變壓器/1臺【設(shè)備的主要配件，交直流的升壓】；
2、調(diào)壓器/1臺【調(diào)整電壓的穩(wěn)定性，連續(xù)性】；
3、控制系統(tǒng)/1套【試驗軟件】；
4、電壓采集裝置/1套【采集試驗產(chǎn)生的電壓】；
5、電流采集裝置/1套【采集試樣產(chǎn)生的電流】；
6、自動放電裝置/1套【直流試驗結(jié)束后自動放電】；
7、放電報警器/1個【放電后報警表示放電完畢】；
8、A/D轉(zhuǎn)換器/1個【傳遞信號的電子元件】；
9、北京智德創(chuàng)新檢測儀器排風(fēng)裝置/1套(【排出試驗產(chǎn)生的氣味】；
10、照明裝置/1套【在封閉的試驗空間照明功能。觀察試驗動態(tài)】；
11、清華同方商用臺式電腦【超揚A3500(G5905 8G 1T 五年質(zhì)保 內(nèi)置WIFI )21.5顯示器 1套 通過計算機控制儀器進行試驗】；
12、惠普1112噴墨打印機/1臺惠普1112噴墨打印機【打印試驗數(shù)據(jù)】；
13、加厚油槽/1只【試驗時將油和試樣放在里邊進行試驗】；
14、φ25mm電極/2個【國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)電極】；
15、Φ75mm電極/1個【國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)電極】；
16、北京智德創(chuàng)新檢測儀器環(huán)氧板全封閉電極支架/1套【材質(zhì)：3240Aji 環(huán)氧板，絕緣材料規(guī)格φ140*10140*60*10螺桿Φ15*80螺桿φ15*118)支架由以下組成】；
17、鑷子夾試樣1個【長約14CM不銹鋼鑷子】；
18、鋼盤，在油中試驗結(jié)束后接試樣/1個【長約40cm寬約30cm長方形不銹鋼盤，在油中試驗結(jié)束后接試樣】；
19、放電棒（備用）/1根【自動放電裝置出現(xiàn)故障，可手動放電】；

五、電線電纜擊穿電壓|耐電壓強度測試儀組成

主要由:升壓系統(tǒng)(高壓變壓器)、測量系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換器、放電系統(tǒng)、電極、油箱、電極定位架、計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、軟件等組成;高壓變壓器主要產(chǎn)生試樣所需的直流電壓,調(diào)壓器用于調(diào)節(jié)升壓變壓器輸入端電壓以產(chǎn)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(fā)的功能強大、操作簡單、顯示直觀的試驗軟件系統(tǒng)。采用計算機控制,通過人機對話方式,完成對、絕緣介質(zhì)的工頻電壓擊穿,工頻耐壓試驗。

六、有關(guān)電纜電壓試驗中的“假擊穿"現(xiàn)象探討

在電纜電壓試驗中，經(jīng)常會由于“假擊穿"現(xiàn)象而造成誤判，進而影響工 作的正常進行。為了深入了解，本文主要針對有關(guān)電纜電壓試驗中的“假擊穿"現(xiàn) 象進行了簡單分析和探討。

高壓耐壓試驗是保證電纜電壓產(chǎn)品質(zhì)量的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其檢測結(jié)果，決定著 電壓電纜的合格性。但是，在試驗時，極易發(fā)生假擊穿現(xiàn)象。因此，對有關(guān)電纜電 壓試驗中的“假擊穿"現(xiàn)象探討有其重要的現(xiàn)實意義。

一、“假擊穿"現(xiàn)象發(fā)生機理

擊穿機理從微觀角度來分析：在低電壓時，如 1000V 時，電流過大甚至在擊穿 碳化以后就會變成導(dǎo)體，尤其是在絕緣工具的高壓耐壓實驗，持續(xù)增加電壓到它耐 受電壓的 1.5 到 2 倍，在這個過程中如果聽到啪的一聲放電的聲音，就是被高壓擊 穿，斷電以后你會看到被測物上有一個或幾個針眼大的圓眼兒，這就是擊穿的真接 表現(xiàn)。另外，高電壓致使絕緣體的原子重新排列，絕緣材料的原子是由原子核和電 子組成且保持一定的穩(wěn)定性，外加電壓達到一定值時，會奪取原子外部電子，改變 其電子排布，破壞其穩(wěn)定性，形成擊穿。

在電纜電壓試驗中，經(jīng)常會由于“假擊穿"現(xiàn)象而造成誤判，為此，我們在這 里簡單說明一下“假擊穿"現(xiàn)象發(fā)生機理：

由于電線電纜是有一定的電容的，以下就是其等效果電路圖：

根據(jù)以上圖示可以知道，該電容有兩個電極，一般而言，造成“假擊穿"的現(xiàn) 象的原因主要有以下兩種情況：一方面，是由于在通過電流較大時，隨外加反向電 壓增加，使內(nèi)部電場過強，破壞共價鍵而把電子強行拉出，產(chǎn)生大量的電子空穴 對，使少數(shù)載流子急劇上升而擊穿，從而發(fā)生假擊穿現(xiàn)象，另一方面，是由于高壓 試驗時，設(shè)備的動作電流較小，強電場使電子高速運動與原子碰撞，產(chǎn)生新的電子 空穴對，連鎖反應(yīng)引起載流子數(shù)目劇增而假擊穿，因此，在試驗時，為了避免對假 擊穿的誤判，需要調(diào)整電流的數(shù)值。

二、假擊穿故障分析

首先，在高壓試驗時，可能在電源和電壓的作用下，某些部件無法啟動，而且 發(fā)生了假擊穿現(xiàn)象。如 220v 下，在接通電源后，用萬用表測得 5v 待機電源電壓正 常，開關(guān)線和電源線以及電壓正常，無法啟動，再接上調(diào)壓變壓器，調(diào)到 110v， 電源啟動，12V，5v，3.3v 電壓正常，接上電阻測試，帶負載能力也沒問題。說明 電源大部分是好的，接著慢慢提高電壓，在達到到了 170v 左右，電源自己關(guān)閉， 重復(fù)多次，發(fā)現(xiàn)電源只能運行于 100v-170v，這極有可能是由于電源的問題所造成 的。

其次，在主控的供電正常的情況下，也可以是由于監(jiān)控故障，保護器發(fā)生了故 障，為此，需要測量一下主控裝置是否正常，然后換掉光耦，檢查芯片及其周邊的 電容，同時，測一下主開關(guān)管，進而來確定是否為假擊穿。

第三，除了要檢查串聯(lián)開關(guān)電源以外，還要去掉假負載接高壓包開機,可控硅 又擊穿,開機瞬間主電壓升高到 160 伏,判斷是否正常，如果不正常，需要進行檢 修。在具體實施時，從以下方面入手：一、接假負載開機監(jiān)測 15 分鐘,主電壓保持 在 120 伏不變,但接入高壓以后,主電壓馬上升高,可知這不是開關(guān)電源的問題，可 以推斷是由行輸出部分的故障，同樣，也包括行輸出變壓器；二、查行變各腳是否 脫焊，行管各極電壓是否正常，逆程電容有無擊穿或變值，視放電路聚焦和控制電 壓。

此外，對電源管擊穿現(xiàn)象進行檢查，換后接假負載，然后調(diào)整電壓輸出的電位 器，檢查主電源電壓是否有變化，若是有變化，查驅(qū)動總分，若是沒有變化，查穩(wěn) 壓部分，同時，檢修電源時，最好接一個調(diào)壓器，換開關(guān)管后，用調(diào)壓器把電壓調(diào) 到 100V 左右，將電壓漸漸漸地調(diào)高，看電源是否能夠正常工作，換掉電源，進行 確定假擊穿現(xiàn)象。

三、電線電纜試驗

1.電容估算與確定

在電線電纜試驗時，整個模塊的電容估算與確定是一個非常重要的問題。一般 通過萬用表測試，并且要根據(jù)電路圖進行精確的計算，但是一定要在保證知道內(nèi)部 電路的前提下，去估算，以保證估算的正確性。在電纜線路中，電容電流估算主要 通過以下公式來完成：

IC=0.1UeL 其中，Ue 是相電壓（KV） L 是長度（公里）

電機的啟動電容容量大小,有經(jīng)驗公式可供估算。在這里所指的經(jīng)驗數(shù)據(jù)我們 通過舉例說明：電機不超過 200W,啟動電容不會超過 100uF,如果運轉(zhuǎn)電容,可以選 擇若干個數(shù)值通電試驗，以確定哪個電容的容量下整機電流最小,則該電容的容量 就是最佳數(shù)值。當(dāng)然還要結(jié)合電容容量的經(jīng)驗計算公式來進行驗證，從而保證其結(jié) 果的可靠性。以下是電線電纜的電容原理分析圖：

電容器的容量可以通過 C=35000I/2PUfcos&算出，如：

I=250W/220V=1.2AC=35000x1.2/2x1x50x220X0.8=24uf，所以，可以選擇 350V30uf 的電容，而工作電容 C1=1950×IN/U1/COSφ，在起動電容時，一般為工作電容的 1-4 倍，可根據(jù)起動時負載大小來選。一般 1kW 以下不加起動電容，直接加工作電 容就可以。

另外，在實際應(yīng)用中，由于電纜的型號不同，再加上電纜之間并不是一條線相 連，而是有分支的樹狀連接起來，為此，在計算電容電流時，需要對整個線路的結(jié) 構(gòu)圖進行分可析，從而確定計算結(jié)果。但是好使這樣，電容的計算結(jié)果準(zhǔn)確性也不 夠，只是屬于估算，要想確切掌握電容的大小，實測是好的方法；在計算時一定 要將系統(tǒng)內(nèi)所有電纜的長度加起來，兩根或多根并列運行的電纜，要按兩根或多根 統(tǒng)計，通過正確估算電容，正確判斷假擊穿現(xiàn)象。

2.動作電流選擇與控制

動作電流的選擇與控制是電線電纜試驗的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。試驗設(shè)備限定動作電流是 可調(diào)的，有 100mA、300mA、500mA，對應(yīng)的不動作電流，其對應(yīng)不同的電阻值。假 如設(shè)備的額定工作電流為 75A，試驗設(shè)備限定動作的動作電流應(yīng)該如何選擇，具體 可以從以下方面入手：

首先，由于電線電纜允許的載流量是電線電纜在特定環(huán)境溫度（25 攝氏 度）、沒有穿管、溫度沒有升高的條件下的允許載流量。例如 16 平方毫米的鋁 線，它允許的載流量最大可以達到 80A，但是在實踐中，一旦當(dāng)環(huán)境溫度超過 25 度，那么就要降容使用，乘以系數(shù) 0.9，這時候允許的最大載流量只有 80×0.9＝ 72A，若是發(fā)生擊穿，那么就要乘以系數(shù) 0.8，那么這時就是 80×0.8＝64A，如果 溫度又提高，又發(fā)生擊穿，那么就要乘以 0.9×0.8，那么載流量就是 80×0.9× 0.8＝57.6A。因此，要考慮實際使用過程中，環(huán)境溫度及線路鋪設(shè)的情況，要保證 有足夠的余量，避免電線電纜出現(xiàn)過度使用，提前老化，避免假擊穿現(xiàn)象。

其次，正好我們所知，變頻器輸出給點擊的電流是設(shè)備所帶負載的大小確定 的，若輸送帶負載是恒轉(zhuǎn)矩負載，不論點擊的轉(zhuǎn)速多大，其電流基本不變，轉(zhuǎn)速 高，輸出功力高，轉(zhuǎn)速低，輸出功率低。隨著電流加速，相應(yīng)提高頻率和電壓，起 動電流被限制在 150%額定電流以下。與此同時，對于啟動電流的限定，隨電壓增 加應(yīng)該有所下降，若是負載不變，電流設(shè)定在 150%額定電流即可，通過這種方法 來控制假擊穿現(xiàn)象的發(fā)生。