電壓擊穿試驗(yàn)儀、介電擊穿強(qiáng)度儀

 一、產(chǎn)品概述

    介電擊穿強(qiáng)度儀適用于固體絕緣材料如：塑料、薄膜、樹脂、云母、陶瓷、硅膠、玻璃、絕緣漆等，在空氣或液體介質(zhì)中，測(cè)量工頻（48~62Hz）或?qū)?yīng)直流電壓下?lián)舸?qiáng)度和耐電壓時(shí)間。

    二、適用范圍：

    介電擊穿強(qiáng)度儀適用于連續(xù)均勻升壓或逐級(jí)升壓的方式，對(duì)試樣施加交流/或直流電壓直至擊穿，測(cè)量擊穿電壓值，計(jì)算試樣的擊穿強(qiáng)度；用迅速升壓的方法，將電壓升到規(guī)定值，保持一定的時(shí)間試樣不擊穿，定此時(shí)規(guī)定值為試樣的耐電壓值。

    三、

 電壓擊穿試驗(yàn)儀、介電擊穿強(qiáng)度儀

 一、產(chǎn)品概述

    介電擊穿強(qiáng)度儀適用于固體絕緣材料如：塑料、薄膜、樹脂、云母、陶瓷、硅膠、玻璃、絕緣漆等，在空氣或液體介質(zhì)中，測(cè)量工頻（48~62Hz）或?qū)?yīng)直流電壓下?lián)舸?qiáng)度和耐電壓時(shí)間。

術(shù)語和定義：

    1.介電擊穿強(qiáng)度測(cè)試儀耐電壓值：迅速將電壓升高到規(guī)定值，保持一定時(shí)間試樣未被擊穿，稱此電壓值為試樣的耐電壓值，以kV表示。

    2.擊穿電壓：試樣在某一電壓作用下被擊穿，此時(shí)的電壓值稱擊穿電壓，以kV表示。

    3.擊穿電壓強(qiáng)度：試樣的擊穿電壓與其厚度之比，稱電壓強(qiáng)度，以KV/mm表示。

    四、介電擊穿強(qiáng)度測(cè)試儀主要技術(shù)參數(shù):

    1．試驗(yàn)電壓：AC0~50kV連續(xù)可調(diào)DC0~50kV連續(xù)可調(diào)

    2．變壓器容量：5KVA

    3．擊穿電壓：0~50kV

    4.升壓速度：100-3000（V/S）連續(xù)可調(diào)

    5.升壓調(diào)速：為電氣自動(dòng)調(diào)速

    6.電壓測(cè)量精度：≤2％

    7.漏電電流選擇：1~30mA

    8.試驗(yàn)方法：直流試驗(yàn)、交流試驗(yàn)

    9.升壓方式：自動(dòng)程控升壓

    10.工頻電源頻率：50Hz的正弦波

    11.電源：AC220V50/60Hz

    12.外形尺寸：L800*W700*H1200mm

    13.重量：200KG

    貳、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

    符合GB1408.1、IEC60243-1《固體絕緣材料電氣強(qiáng)度試驗(yàn)方法—工頻下的試驗(yàn)》、GB1408.2、IEC60243-2《固體絕緣材料電氣強(qiáng)度試驗(yàn)方法—對(duì)應(yīng)直流電壓試驗(yàn)》GB/T1695-2005《硫化橡膠工頻擊穿電壓強(qiáng)度和耐電壓測(cè)定方法》GB/T3333GB12656及ASTMD149試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

    叁、試驗(yàn)要求及測(cè)試報(bào)告

    一、電氣強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)儀/介電擊穿實(shí)驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)前準(zhǔn)備：

    1．樣品準(zhǔn)備：

    1．1試樣處理：將所測(cè)試樣加工成200*200mm厚度3mm以下的片狀，并將其表面清潔干凈，試驗(yàn)時(shí)將試樣光面向上放置（即光滑面放高壓電極）。絕緣材料的電氣強(qiáng)度隨溫度和水份含量而變化.若被試驗(yàn)材料已有規(guī)定,則應(yīng)遵循此規(guī)定.否則,除非另有商定條件,試樣應(yīng)在溫度為(23±2)℃,相對(duì)濕度為(50±5)%℃條件下處理少于24H

    1．2樣品準(zhǔn)備注意點(diǎn).

    1．2．1制備固體材料試樣時(shí),應(yīng)注意與電極接觸的試樣兩表面要平行,而且應(yīng)盡可能平整光滑.

    1．2．2對(duì)于垂直于材料表面的試驗(yàn),要求試樣有足夠大的面積以防止試驗(yàn)過程中發(fā)生閃絡(luò).

    1．2．3對(duì)于垂直于材料表面的試驗(yàn),不同厚度的試樣其結(jié)果不能直接相比

    2、兩電極間距離測(cè)量用來計(jì)算電氣強(qiáng)度的兩電極間距離值應(yīng)為下列之一(按被試樣材料的規(guī)定).

    2．1標(biāo)稱厚度或兩電極間距離(除非另有規(guī)定,一般均采用此值);

    2．2對(duì)于平等于表面的試驗(yàn),兩電極間的距離;

    2．3在每個(gè)試樣上擊穿點(diǎn)附近直接測(cè)得的厚度或兩電極間的距離.

    3、電極清潔：在試驗(yàn)前，檢查電極是否干凈，如果有污垢，使用無塵布蘸取酒精擦干凈上下電極，保證電極無污垢。

    二、電氣強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)儀/介電擊穿實(shí)驗(yàn)設(shè)備周圍煤質(zhì)選擇

    材料應(yīng)在為防止閃絡(luò)而選取的周圍煤質(zhì)中試驗(yàn),在大多數(shù)情況下,符合IEC60296:2003的變壓器油是適用的煤質(zhì).對(duì)在礦物油中會(huì)引起膨脹的材料,此時(shí)其他的流體(例如硅油),可能是更合適的.

    對(duì)擊穿電壓值相對(duì)較低的試樣,可在空氣中試驗(yàn),此時(shí)若要在高溫下進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),應(yīng)注意即使在中等的試驗(yàn)電壓下,在電極邊緣的放電也會(huì)對(duì)測(cè)試值造成很大的影響.

    如果試圖在另一種媒質(zhì)中對(duì)某種材料的性能進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)定,則可以應(yīng)用這種媒質(zhì).

    所選取的媒質(zhì)應(yīng)對(duì)被試樣材料的危害影響是最小的.

    周圍媒質(zhì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果可能有很大影響,特別是對(duì)易吸收的材料,如紙和紙板,因此必需在試樣制備程序中確定全部的必要步驟(例如干媒和浸漬),以及試驗(yàn)過程中周圍煤質(zhì)的狀態(tài).必須有足夠的時(shí)間讓試樣和電極達(dá)到所要求的溫度,但有些材料會(huì)因長期處于高溫而受到的影響.

    1、在高溫空氣中的試驗(yàn)在高溫空氣中的試驗(yàn),可在任何設(shè)計(jì)合理的烘箱中進(jìn)行,烘箱要有足夠大的體積來容納試樣和電極,使它們?cè)谠囼?yàn)時(shí)不發(fā)生閃絡(luò).烘箱應(yīng)裝有空氣循環(huán)裝置使試樣周圍溫度在規(guī)定溫度的±2℃內(nèi)且應(yīng)大體上保持均勻,把溫度計(jì)、熱電偶或其他測(cè)量溫度的裝置盡可能放在實(shí)驗(yàn)點(diǎn)附近測(cè)量溫度.

    2、在液體中的試驗(yàn)

    當(dāng)試驗(yàn)要在絕緣液體中進(jìn)行時(shí),除非其他液體更合適外,一般應(yīng)在使用符合IEC60296:2003的變壓器油,必須保證液體有足夠的電氣強(qiáng)度以避免閃絡(luò).在具有此變壓器油更高的相對(duì)電容率的液體中試驗(yàn)的試樣,會(huì)出現(xiàn)在此在變壓器油中試驗(yàn)時(shí)更高的電氣強(qiáng)度.降低變壓器油或其他液體電氣強(qiáng)度的雜質(zhì),也可能會(huì)增加試驗(yàn)上測(cè)得的電氣強(qiáng)度.

    高溫下的試驗(yàn)可能在烘箱內(nèi)的盛液容器中進(jìn)行,也可在絕緣油作為熱傳遞介質(zhì)的恒溫控制的油浴中進(jìn)行.在這種情況下,應(yīng)采用合適的液體循環(huán)措施,以使試樣周圍的溫度大致均勻,并保持在規(guī)定溫度的±2℃內(nèi).

    三、電氣強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)儀/介電擊穿實(shí)驗(yàn)設(shè)備升壓方式

    1、短時(shí)(快速)試驗(yàn)

    1.1將試驗(yàn)電壓由零開始以均勻均勻的速度升高直至擊穿發(fā)生.

    1.2對(duì)被試材料選擇升壓速度時(shí),應(yīng)使大多數(shù)擊穿發(fā)生在(10～20)s之間,則認(rèn)為試驗(yàn)是成功的.

    1.3升壓速度應(yīng)從下述中選取:

    100V/s,200V/s,500V/s,1000V/s,200V/s,3000V/s等等.

    注:對(duì)于大多數(shù)材料,通常使用500V/s的升壓速度,對(duì)模塑材料,推薦使用2000V/s升壓速度.以便獲得與IEC60296:2003相適應(yīng)的可比數(shù)據(jù).

    2、20s逐級(jí)升升壓試驗(yàn)

    2.1將40%的預(yù)計(jì)短時(shí)擊穿電壓施加于試樣上假如不知道短時(shí)擊穿電壓預(yù)計(jì)值，則應(yīng)按上述1.1~1.3方法得來。

    2.2假如試樣耐受這個(gè)電壓20s還未擊穿,則應(yīng)該按表1規(guī)定的增量逐級(jí)增加電壓.每一次增加的電壓應(yīng)立即且連續(xù)施加20s直至發(fā)生擊穿.

    2.3升壓要盡可能地快并無任何瞬態(tài)過電壓,級(jí)間升壓所用的時(shí)間應(yīng)包括在較高一級(jí)電壓的20s期間內(nèi)

    2.4如果擊穿發(fā)生在從起始試驗(yàn)算起少于6級(jí)的電壓內(nèi),則用更低的起始電壓再做5個(gè)試樣的試驗(yàn)

    2.5根據(jù)試樣能耐受20s而不擊穿的最高試驗(yàn)電壓來確定電氣強(qiáng)度.

    3、慢速升壓試驗(yàn)(120～240)s從40%的預(yù)計(jì)適時(shí)擊穿電壓開始勻速升壓,便擊穿發(fā)生在(120～240)s之間,對(duì)于擊穿電壓有顯著差異的材料來說,有些試樣可能在此時(shí)間范圍以外發(fā)生破壞.如果大多數(shù)擊穿發(fā)生在(120～240)s之間,則認(rèn)為是滿意的,選擇升壓速度時(shí)應(yīng)從下列數(shù)據(jù)中開始選擇:2V/s,5V/s,10V/s,20V/s,50V/s,100V/s,200V/s,500V/s,1000V/s等等.

    4、60s逐級(jí)升壓試驗(yàn)除非另有規(guī)定,應(yīng)按“20s逐級(jí)升升壓試驗(yàn)"進(jìn)行試驗(yàn),但每一級(jí)中的耐壓時(shí)間為60s.

    5、極慢速升壓試驗(yàn)(300～600)s

    除非另有規(guī)定,應(yīng)按“慢速升壓試驗(yàn)(120～240)s"進(jìn)行試驗(yàn),但擊穿應(yīng)發(fā)生在(300～600)s之間,從下列數(shù)據(jù)中選擇升壓速度;1V/s,2V/s,5V/s;10V/s;20V/s;50V/s,100V/s,200V/s等等

    注:在10.3中所述的(120-240)s的慢速升壓試驗(yàn)和在10.5在所述的(300～600)s的極慢速升壓試驗(yàn)所得結(jié)果與20s逐級(jí)升壓(10.2)或60s逐級(jí)升壓(10.4)所得結(jié)果大致相似,當(dāng)使用現(xiàn)代自動(dòng)設(shè)備時(shí),前兩者較逐級(jí)升壓試驗(yàn)更為方便且采用這兩種慢速升壓試驗(yàn)也使自動(dòng)設(shè)備的使用成為可能.

    6、檢查試驗(yàn)

    當(dāng)做檢查或耐壓試驗(yàn)時(shí),要求施加一個(gè)預(yù)先確定的電壓值,即將該電壓盡可能快而準(zhǔn)確地升到所要求的值,升壓過程中不出現(xiàn)任何瞬態(tài)的過電壓,然后將所要求的電壓值維持到規(guī)定的時(shí)間.

    四、電氣強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)儀/介電擊穿實(shí)驗(yàn)設(shè)備擊穿的判斷

    在電擊穿的同時(shí),回路中電流增加和試樣兩端電壓下降,電流的增加可使斷路器跳開或熔絲燒斷,但有時(shí)也可由于閃絡(luò)、試驗(yàn)充電電流、漏電或局部放電電流、設(shè)備磁化電流或誤動(dòng)作而引起斷路器跳開.因此,斷路器應(yīng)與試驗(yàn)設(shè)備及被試材料的特性相匹配,否則,斷路器可能會(huì)在試樣未擊穿時(shí)動(dòng)作或當(dāng)試樣擊穿時(shí)斷路器不動(dòng)作,這樣便不能正確的判斷出是否擊穿.即使在最好條件下,也存在周圍煤質(zhì)先擊穿的情況也會(huì)發(fā)生,因此試驗(yàn)過程中要注意觀察和檢測(cè)這些現(xiàn)象,若發(fā)現(xiàn)煤質(zhì)擊穿,應(yīng)在報(bào)告中注明.

    注:對(duì)漏電檢測(cè)電路敏感性特別重要那些材料,在這種材料的標(biāo)準(zhǔn)中也應(yīng)作同樣的說明.

    在垂直于材料表面方向試驗(yàn)時(shí)通常容易判斷,無論通道是否充有碳粒,當(dāng)擊穿發(fā)生后用肉眼容易看到真正擊穿的通道.當(dāng)平行于材料表面方向試驗(yàn)時(shí),要求判斷是由試樣破壞引起的擊穿現(xiàn)象還是由閃絡(luò)引起的失效.可以通過檢查試樣或使用再施加一次電壓的辦法來進(jìn)行鑒別,再次施加的電壓值應(yīng)小于第一次施加的擊穿電壓值.試驗(yàn)證明,再次施加的電壓值為第一次擊穿電壓值的50%比較合適,然后用與第一次試驗(yàn)相同的方法升壓直到在破壞.

    五、電氣強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)儀/介電擊穿實(shí)驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)次數(shù)

    1、除非另有規(guī)定,通常應(yīng)做5次試驗(yàn),取試驗(yàn)結(jié)果的中值作為電氣強(qiáng)度或擊穿電壓的值.如果任何一個(gè)試驗(yàn)結(jié)果偏離中值的15%以上,則另做5次試驗(yàn).然后由10次試驗(yàn)的中值作為其電氣強(qiáng)度或擊穿電壓的值.

    2、當(dāng)試驗(yàn)并非用于例行的質(zhì)量控制時(shí),必須做較多的試樣,具體的數(shù)量與材料的分散性和所用的統(tǒng)計(jì)分析方法有關(guān).

    3、對(duì)并非用于例行的質(zhì)量控制試驗(yàn),參見附錄A對(duì)決定需要試驗(yàn)次數(shù)和數(shù)據(jù)分析參考是有用的.

    六、電氣強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)儀/介電擊穿實(shí)驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)方法：

    將測(cè)試產(chǎn)品放至電流電極上（見圖3），用電壓電極壓于試樣上面。關(guān)好玻璃門，開啟電源開關(guān)，再參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定所需參數(shù)，如無標(biāo)準(zhǔn)要求，按以下步驟進(jìn)行：

    1.擊穿電壓強(qiáng)度試驗(yàn)

    1)連續(xù)升壓：試驗(yàn)電壓從零開始，按表1規(guī)定的升壓速度連續(xù)均勻升壓，直至試樣被擊穿，讀取擊穿電壓值。

    表1連續(xù)升壓法升壓速度

    2)逐級(jí)升壓：按連續(xù)升壓法所測(cè)得的試樣擊穿電壓值的50%作為起始電壓，停留一分鐘后如試樣未被擊穿，則按表2規(guī)定的電壓值逐級(jí)升壓，并在每一級(jí)電壓上停留1分，直至試樣被擊穿為止。若在升壓過程中發(fā)生擊穿，應(yīng)讀取前一級(jí)的電壓值；若擊穿發(fā)生在保持不變的電壓級(jí)上，則以該電壓作為擊穿電壓。

    表2逐級(jí)升壓法升壓電壓值

    2.耐電壓試驗(yàn)：

    1)迅速將電壓升高到由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電壓值停留1分，觀察試樣是否擊穿。若不擊穿，則定此電壓為耐電壓值。

    試驗(yàn)結(jié)果：

    擊穿電壓強(qiáng)度E(kV/mm)，按下式計(jì)算：

    E=U/d

    式中：

    U----擊穿電壓，單位為千伏（kV）;

    d-----試樣厚度，單位為毫米（mm）。

    取3個(gè)試樣的中位數(shù)為試驗(yàn)結(jié)果，保留小數(shù)點(diǎn)后一位。

    七、電氣強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)儀/介電擊穿實(shí)驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)報(bào)告

    除非另有規(guī)定,報(bào)告應(yīng)包括如下內(nèi)容:

    1、被試樣材料全稱,試樣及其制備方法的說明

    2、電氣強(qiáng)度的中值(以KV/MM表示)或擊穿電壓的中值(以KV表示)

    3、每個(gè)試樣的厚度(見5.4)

    4、試驗(yàn)時(shí)所用的周圍煤質(zhì)及其性能

    5、電極系統(tǒng)

    6、施加電壓的方式及頻率

    7、電氣強(qiáng)度的各個(gè)值(以KV/MM表示)或擊穿電壓的各個(gè)值(以KV表示)

    8、在空氣中或在其他氣體中試驗(yàn)時(shí)的溫度、壓力和濕度,若在液體中試驗(yàn)時(shí)周圍煤質(zhì)的溫度

    9、試驗(yàn)前條件處理

    10、擊穿類型和位置的說明

    肆、儀器使用操作說明

    1、打開電源開關(guān)，電源指示燈亮，觸摸屏啟動(dòng)，約10秒鐘后，進(jìn)入歡迎畫面.....

    【控制畫面說明】

    當(dāng)前電壓—顯示試驗(yàn)過程中實(shí)際電壓值，單位為KV；

    當(dāng)前漏電流—顯示試驗(yàn)過程中實(shí)際漏電流值，單位為mA；

    試驗(yàn)電壓—試驗(yàn)過程中最高電壓止，即擊穿電壓，單位為KV；

    試驗(yàn)漏電流—試驗(yàn)中最大漏電流值，單位為mA；

    計(jì)時(shí)—顯示高壓保持時(shí)間，當(dāng)電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，從耐壓時(shí)間設(shè)定值開始減計(jì)時(shí)，直到零；

    計(jì)數(shù)—記錄試驗(yàn)次數(shù)，最大顯示5次，按：“清除"按鍵可以將數(shù)值清零；

    啟動(dòng)—此按鍵按下系統(tǒng)啟動(dòng)，按照設(shè)置好的升壓速率升壓，計(jì)數(shù)器加1；

    復(fù)位—在任何時(shí)間，按下此鍵，系統(tǒng)將強(qiáng)制停止所有動(dòng)作：試驗(yàn)結(jié)束、高壓停止輸出、調(diào)壓器回到零位、報(bào)警復(fù)位；

    清除—按一下，計(jì)數(shù)器顯示值清零；

    報(bào)告—按下此鍵，系統(tǒng)切換到如圖（9）試驗(yàn)報(bào)告畫面；

    設(shè)置—按下此鍵，系統(tǒng)切換到如圖（8）設(shè)置畫面；

    零位指示—當(dāng)調(diào)壓器歸零時(shí)，次指示燈亮，如果在啟動(dòng)前看不到零位指示，則按一下“復(fù)位"鍵，等調(diào)壓器歸位后再啟動(dòng)設(shè)備；

    上頁—點(diǎn)擊此處頁面將切換到歡迎畫面。

    3、點(diǎn)擊“設(shè)置"鍵，進(jìn)入設(shè)置畫面，如圖（7）、（8）所示：

    參數(shù)設(shè)置畫面可以設(shè)置試驗(yàn)電壓、電流，耐壓時(shí)間，升壓速度以及試樣厚度等參數(shù)，根據(jù)所要測(cè)試樣品要求設(shè)置好參數(shù)，按下“保存數(shù)據(jù)"按鈕結(jié)束參數(shù)設(shè)置。

    【設(shè)置畫面說明】

    數(shù)值設(shè)置區(qū)—根據(jù)所要測(cè)試樣品實(shí)際要求手動(dòng)輸入?yún)?shù)值；

    測(cè)試電壓—此按鈕可以轉(zhuǎn)換輸出交流/直流顯示值，默認(rèn)是交流，按一下，切換到直流顯示，如圖（8）所示；

    試驗(yàn)類型選擇—此按鈕可以轉(zhuǎn)換試驗(yàn)類型（擊穿/耐壓），默認(rèn)是擊穿，按一下，切換到耐壓如圖（8）所示，在耐壓狀態(tài)下，系統(tǒng)緩慢升壓，達(dá)到設(shè)定值時(shí)自動(dòng)穩(wěn)壓到耐壓時(shí)間結(jié)束為止；

    保存數(shù)據(jù)—保存設(shè)置設(shè)置數(shù)值；

    返回—按下此鍵，切換到“控制畫面"；

    下一頁—按下此鍵，切換到“試驗(yàn)報(bào)告畫面"；

    報(bào)警指示區(qū)—提示急停開關(guān)自鎖和試驗(yàn)箱門未關(guān)好。

    4、在控制畫面點(diǎn)擊“設(shè)置"鍵，或在設(shè)置畫面點(diǎn)擊“下一頁"進(jìn)入試驗(yàn)報(bào)告畫面，如圖（9）所示：

    【試驗(yàn)報(bào)告畫面說明】

    此畫面顯示五次試驗(yàn)的結(jié)果，按“清除數(shù)據(jù)"可清除報(bào)告的所有數(shù)據(jù)，重新開始，按“返回"按鍵，切換畫面到“主控制畫面"，按“電壓曲線"按鍵，切換畫面到“電壓曲線顯示"畫面，如圖（10）；

    5、按“電壓曲線"按鍵，切換畫面到“電壓曲線顯示"畫面，如圖（10）所示；

    【電壓曲線顯示說明】

    暫停取樣—此按鍵按下，停止取樣，曲線停止顯示；

    清除曲線—按一下，清除顯示的所有曲線軌跡，刷新畫面；

    打印—按下，打印機(jī)將輸出曲線軌跡圖；

    返回—按下，切換畫面到“主控制畫面"；

    注意：試驗(yàn)結(jié)束后請(qǐng)不要立即去拿試樣，應(yīng)該先用放電棒進(jìn)行電極對(duì)地放電后方可取出樣品。