太倉市絕緣耐電壓強(qiáng)度、介電擊穿電壓測試儀
絕緣材料電氣強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)主要技術(shù)參數(shù):
輸入電壓:AC220V
輸出電壓:AC0--50kV DC0-50kV (10KV,20KV,30KV,50KV,60KV,80KV,100KV,150KV, 200KV,300KV,400KV等客戶自選。其余規(guī)格可依據(jù)客戶要求訂制)
電器容量:3KVA
高壓分級:0-50kV(全量程不分檔)
擊穿電壓:0-50kV
擊穿電壓升壓速率共分七級(也可根據(jù)客戶要求選擇無極調(diào)速升壓):
電壓測量精度(10%--FS):≤2%
試驗(yàn)電壓:0-50kV連續(xù)可調(diào)
試驗(yàn)方法:交流試驗(yàn)直流試驗(yàn)
升壓方式:1、勻速升壓2、階梯升壓3、耐壓試驗(yàn)(可選)
過電流保護(hù)裝置:試樣擊穿時在0.1S內(nèi)切斷電源.
漏電電流選擇:1—30mA
調(diào)壓器可均勻連續(xù)的調(diào)節(jié)電壓
符合GB1408-2006、GB/T1695-2005、ASTMD149、GB/T3333-1999、HG/T3330、GB12656-1990、QBT2688-2005等標(biāo)準(zhǔn)。
符合GB/1408-2006絕緣材料電氣強(qiáng)度試驗(yàn)方法,GB/T1695-2005硫化橡膠工頻電壓擊穿強(qiáng)度和耐電壓的測定方法,ASTMD149固體電絕緣材料在工業(yè)電源頻率下的介電擊穿電壓和介電強(qiáng)度的試驗(yàn)方法,GB/T3333-1999電纜紙工頻電壓擊穿試驗(yàn)方法,HG/T3330絕緣漆漆膜擊穿強(qiáng)度測定法,GB/T12656-1990電容器紙工頻電壓擊穿試驗(yàn)方法等。
采用計算機(jī)控制,試驗(yàn)過程中可動態(tài)繪制出試驗(yàn)曲線,試驗(yàn)的曲線可以多種顏色疊加對比,局部放大,曲線上任意一段可進(jìn)行區(qū)域放大分析??蓪υ囼?yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯修改,靈活適用;試驗(yàn)條件及測試結(jié)果等數(shù)據(jù)可自動存儲;試驗(yàn)報告格式靈活可變,適用于不同用戶的不同要求。可對一組試驗(yàn)中曲線數(shù)據(jù)的有效與否進(jìn)行人為選定。采用先進(jìn)的無觸點(diǎn)原件勻速調(diào)壓方式,淘汰同類產(chǎn)品中機(jī)械傳動升壓方式,支持短時間內(nèi)短路試驗(yàn)要求,一次試驗(yàn)可以同時做多個試樣。
簡要回顧了擊穿的三種假定機(jī)制,分別是:(1)放電或電暈機(jī)制,(2)熱機(jī)制,以及(3)固有機(jī)制,討論了在原理上對實(shí)際電介質(zhì)產(chǎn)生影響的因素,并對數(shù)據(jù)的解釋提供幫助。擊穿機(jī)制常常與其他機(jī)制相結(jié)合,而非單獨(dú)發(fā)揮效用。隨后的討論僅針對固體和半固體材料。
絕緣材料電氣強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)假定機(jī)制
由放電造成的擊穿——在對工業(yè)材料進(jìn)行的許多測試中,都是由于放電造成了擊穿,這通常造成較高的局部場。對于固體材料來說,放電常常發(fā)生在環(huán)境介質(zhì)中,因此增加測試的區(qū)域?qū)⒃陔姌O邊緣上或外側(cè)產(chǎn)生擊穿。放電也會發(fā)生在內(nèi)部出現(xiàn)或生成的一些泡沫或氣泡里。這會造成局部的侵蝕或化學(xué)分解。這些過程將一直持續(xù)到在電極間形成*的失效通路為止。
熱擊穿——在置于高強(qiáng)度電場時,在許多材料內(nèi)的局部路徑上會積聚大量的熱,這將造成電介質(zhì)和離子導(dǎo)電性能的損失,進(jìn)而迅速產(chǎn)生熱量,所產(chǎn)生的熱量將大于所能耗散掉的熱量。由于材料的熱不穩(wěn)定性,導(dǎo)致了擊穿的發(fā)生。
固有擊穿——如果放電或熱穩(wěn)定性都不能造成擊穿,那么在電場強(qiáng)度大到足以加速電子穿過材料時,仍將發(fā)生擊穿。標(biāo)準(zhǔn)電場強(qiáng)度被稱為固有絕緣強(qiáng)度。雖然機(jī)制本身也許已經(jīng)涉及,但本測試法仍不能測試固有絕緣強(qiáng)度。
絕緣材料電氣強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)絕緣材料的性質(zhì)
固態(tài)工業(yè)絕緣材料通常是非均勻的,且含有許多不同的電介質(zhì)缺陷。試樣上常常發(fā)生擊穿的區(qū)域,并不是那些電場強(qiáng)度的區(qū)域,有時甚至是那些遠(yuǎn)離電極的區(qū)域。在應(yīng)力下卷中的薄弱環(huán)節(jié)有時將決定測試的結(jié)果。
太倉市絕緣耐電壓強(qiáng)度、介電擊穿電壓測試儀
絕緣材料電氣強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)測試和測試樣狀況的影響因素
電極——通常,隨著電極區(qū)域的增加,擊穿電壓會降低,這種影響對于薄試樣來說更為明顯。電極的幾何形狀也會影響測試的結(jié)果。制作電極的材料也會對測試結(jié)果產(chǎn)生影響,這是因?yàn)殡姌O材料的熱導(dǎo)性和功函會對熱機(jī)制和發(fā)電機(jī)制產(chǎn)生影響。通常來說,由于缺乏相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),所以很難確定電極材料的影響。
試樣厚度——固體工業(yè)絕緣材料的絕緣強(qiáng)度主要取決于試樣的厚度。經(jīng)驗(yàn)顯示,對于固體和半固體材料來說,絕緣強(qiáng)度與以試樣厚度為分母的分?jǐn)?shù)成反比,更多的證據(jù)顯示,對于相對均勻的固體來說,絕緣強(qiáng)度與厚度的平方根互為倒數(shù)。如果固體試樣能熔化后倒入到固定電極之間并凝固下來,那么電極間距的影響將很難得到明確的定義。因?yàn)樵谶@種情況下,可以隨意固定電極間距,所以習(xí)慣在液體或可溶固體中進(jìn)行絕緣強(qiáng)度測試,此時電極間具有標(biāo)準(zhǔn)的固定空間。因?yàn)榻^緣強(qiáng)度取決于厚度,所以如果在報告絕緣強(qiáng)度數(shù)據(jù)時缺乏測試所用試樣的起始厚度,那么這樣的數(shù)據(jù)將毫無意義。
溫度——試樣和環(huán)境介質(zhì)的溫度將影響絕緣強(qiáng)度,雖然對于大多數(shù)材料來說,微小的環(huán)境溫度變化對材料造成影響可以忽略不計。通常,絕緣強(qiáng)度隨溫度的升高而降低,但其強(qiáng)度的極限取決于被測材料。*,由于材料需要室溫以外的條件下發(fā)揮作用,所以有必要在比期望操作溫度更大的范圍里,對絕緣強(qiáng)度與溫度的關(guān)系進(jìn)行確定。
時間——電壓應(yīng)用的速率也會影響測試結(jié)果。通常,擊穿電壓隨電壓應(yīng)用速率的增加而提高。這是預(yù)料之中的,因?yàn)闊釗舸C(jī)制有賴于時間,而放電機(jī)制也有賴于時間,雖然在一些情況下,后一種機(jī)制通過產(chǎn)生局部電場高臨界強(qiáng)度造成快速失效。
波形——通常,應(yīng)用電壓的波形也會影響絕緣強(qiáng)度。在本測試方法的限制說明中,波形的影響是不顯著的。
頻率——對于本測試法,在工業(yè)用電頻率范圍內(nèi),頻率的變化對絕緣強(qiáng)度的影響將不是那么顯著。但是,不能從本測試法所得結(jié)果中推斷出其他非工業(yè)用電頻率(50到60HHz)對絕緣強(qiáng)度的影響。
環(huán)境介質(zhì)——通常測試具有高擊穿電壓的固體絕緣材料,是將試樣浸入到液體介質(zhì)中,例如變壓器油,硅油,或是氟利昂中,以減小擊穿前表面放電的影響。這已經(jīng)由S.Whitehead10所揭示,為了避免固體試樣在達(dá)到擊穿電壓前在環(huán)境介質(zhì)中發(fā)生放電現(xiàn)象,在交流電測試中,有必要確保:
(X1.1)
如果浸入的液體介質(zhì)是一種低損耗材料,該公式可以簡化為:
(X1.2)
如果浸入的液體介質(zhì)是一種半導(dǎo)體材料,那么該公式可以變?yōu)椋?/span>
(X1.3)
式中:
E=絕緣強(qiáng)度;
f=頻率;
ε和ε′=介電常數(shù);
D=耗散因數(shù);
o=電導(dǎo)率(S/m);
下標(biāo):
m指浸入介質(zhì);
r指相對值;
O指自由空間;
(εO=8.854×10-12F/m)
s指固體電介質(zhì)。
Whitehead指出,要避免表面放電,則應(yīng)提高Em和εm或是提高σm。通常規(guī)定使用變壓器油,其介電性能是這樣的,如果電場強(qiáng)度Es達(dá)到以下水平,則會發(fā)生邊緣擊穿:
(X1.4)
如果測試樣很厚,且其介電常數(shù)很小,那么含有ts的量將成為相對影響因數(shù),介電常數(shù)與電場強(qiáng)度的乘積將近似于一個常數(shù)。11Whitehead也指出(p. 261)使用潮濕的半導(dǎo)體油將能有效減少邊緣放電的現(xiàn)象。如果電極間的擊穿路徑僅在固體中出現(xiàn),那么此介質(zhì)將不能與其他介質(zhì)進(jìn)行比較。也應(yīng)該注意到如果固體是多孔的或是能夠被浸入介質(zhì)充滿,固體的擊穿強(qiáng)度將受到浸入介質(zhì)電氣性質(zhì)的直接影響。
相對濕度——相對濕度影響絕緣強(qiáng)度是因?yàn)闇y試材料吸收的水分或表面吸附的水分將影響介質(zhì)損耗和表面電導(dǎo)率。因此,它的重要性很大程度上有賴于測試材料的性質(zhì)。但是,即使材料只吸收了一點(diǎn)甚至沒有吸收水分,仍會受到影響,因?yàn)樵谟兴那闆r下,將大大提高放電的化學(xué)效應(yīng)。除此之外,還應(yīng)調(diào)查暴露在電場強(qiáng)度中的影響,通常通過標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)節(jié)流程來控制或限制相對濕度的影響。
10 文獻(xiàn):Whitehead, S., 固體介電擊穿, Oxford University Press, 1951
絕緣材料電氣強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)評估
通電設(shè)備絕緣的一個基本要求就是它應(yīng)能承受得住在服務(wù)中施加于它的電壓。因此很有必要對測試進(jìn)行評價,以評價處于高壓應(yīng)力條件下的材料性能。介質(zhì)擊穿電壓測試是一種測定材料是否需要進(jìn)一步考察的初步測試,但是它無法就兩個重要方面進(jìn)行全部評估。首先,安裝在設(shè)備上的材料條件與測試條件大為不同,尤其在考慮了電場結(jié)構(gòu)和暴露在電場中的材料面積,電暈,機(jī)械應(yīng)力,周圍介質(zhì)以及與其他材料的連接之后,更是如此。第二,在服務(wù)時,會出現(xiàn)很多惡劣的影響,例如熱,機(jī)械應(yīng)力,電暈及其產(chǎn)物,污染物等等,都會使擊穿電壓遠(yuǎn)低于初安裝時的擊穿電壓值。在實(shí)驗(yàn)室測試中,可以合并其中的一些影響,進(jìn)而對該材料做出更準(zhǔn)確的估計,但是終考察的仍然是那些處于實(shí)際服務(wù)的材料性質(zhì)。
介質(zhì)擊穿測試能作為材料檢測或是質(zhì)量控制測試,作為一種推測其他條件的手段,例如變率,或是指明惡化的過程,如熱老化。在使用本測試法時,擊穿電壓的相對值比值更重要。
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