擊穿強度測試設備（電氣擊穿測試裝置）

一、結(jié)構原理及性能特點

 ZJC-20KV擊穿強度測試設備（電氣擊穿測試裝置）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，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。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；

二、制造和檢驗標準

1、GB1408.1-2006《絕緣材料電氣強度試驗方法》

2、GB1408.2-2006《絕緣材料電氣強度試驗方法 

第2部分：對應用直流電壓試驗的附加要求》

3、JJG 795-2004 《耐電壓測試儀檢定規(guī)程》

三、適用的試驗方法標準

1、GB/T1695-2005《硫化橡膠工頻擊穿電壓強度和耐電壓的測定方法》

2、GB/T3333《電纜紙工頻擊穿電壓試驗方法》

3、GB12913-2008《電容器紙》

4、ASTM D149《固體電絕緣材料工業(yè)電源頻率下的介電擊穿電壓和介電強度的試驗方法》

四、應用范圍

擊穿強度測試設備（電氣擊穿測試裝置）主要適用于固體絕緣材料如電線套管、樹脂和膠、浸漬纖維制品、云母及其制品、塑料、薄膜復合制品、陶瓷和玻璃等介質(zhì)在工頻電壓或直流電壓下?lián)舸姸群湍碗妷簳r間的測試；該儀器采用計算機控制，可對試驗過程中的各種數(shù)據(jù)進行快速、準確的采集、處理，并可存取、顯示、打印。

五、主要技術指標

輸入電壓：AC 220 V

輸出電壓：AC 0－20 kV ;DC 0－20 kV

電器容量：2 KVA

高壓分級：0－5kV； 0-10kV；0－20kV；

擊穿電壓：0-20kV

擊穿電壓升壓速率共分七級（可選定）：

A、0.1 kV/s

B、0.2 kV/s

C、0.3 kV/s

D、0.5 kV/s

E、1.0 kV/s

F、2.0 kV/s

G、3.0 kV/s

升壓方式：

1、勻速升壓 

2、階梯升壓 

3、耐壓試驗 

過電流保護裝置：試樣擊穿時在0.1S內(nèi)切斷電源.

漏電電流選擇：1—30 mA.

耐壓時間：0-6H

六、安全說明：

1、設備要安裝單獨的保護地線。接保護地線，主要是減少試樣擊穿時對周圍產(chǎn)生的較強的電磁干擾。也可避免控制計算機失控。

2、直流試驗放電報警功能:在設備做完直流試驗時,當開啟試驗門時設備會自動報警,直至使用設備上的放電裝置放電后報警會自動取消.(注：因為直流試驗后不放電會危險到人身安全,不能直接拿取電極,起到提醒使用人員放電以免造成傷害)。

3、試驗放電裝置，隨主機為一體化，改進了以往單獨配備一根放電桿的功能。

4、該試驗設備的電路設有多項保護措施，主要有：過流保護、失壓保護、漏電保護、短路保護、直流試驗放電報警等。

5、九級安全防護措施：

①超壓保護

②試驗過流保護

③調(diào)壓器復位開關

④試驗箱門安全開關

⑤自動放電保護

⑥漏電保護開關

⑦試驗短路保護

⑧獨立接地保護

⑨安全防護網(wǎng)保護

七、計算機系統(tǒng)及軟件包

1、試驗過程中可動態(tài)繪制出試驗曲線，試驗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行區(qū)域放大分析；

2、可對試驗數(shù)據(jù)進行編輯修改，靈活適用；

3、試驗條件及測試結(jié)果等數(shù)據(jù)可自動存儲；

4、試驗報告格式靈活可變，適用于不同用戶的不同需求；

5、可對一組試驗中曲線數(shù)據(jù)的有效與否進行人為選定；

6、試驗結(jié)果數(shù)據(jù)可導入EXECL,WORD文檔編輯；

7、軟件設備人員管理功能，試驗人員可設置自己的試驗項目和試驗參數(shù)，設置自己的試驗內(nèi)容后別人無法進入程序；

8、過電流保護裝置有足夠的靈敏度，能夠保證試樣擊穿時在0.1S內(nèi)切斷電源；

9、儀器運行的持久性: 儀器可連續(xù)運行使用，不需為保護儀器而定期停機。

介電強度

一、介質(zhì)在電場中的破壞 

1. 概念 

v 介質(zhì)的擊穿：外加電場強度超過某一臨界值時，材料中形成 或存在電荷順利通過的擊穿“隧道"，使材料破壞，介質(zhì)由 介電狀態(tài)變?yōu)閷щ姞顟B(tài)的現(xiàn)象。 

v 介電強度：使介質(zhì)發(fā)生擊穿的臨界電場強度。

2. 電擊穿 

v 固體介質(zhì)電擊穿的碰撞理論： 

?強電場作用下，固體導帶中因冷或熱發(fā)射存在一些電子， 這些電子被加速，獲得動能； 

?高速電子與晶格振動相互作用，把能量傳遞給晶格； 

?一定溫度和場強下平衡時，固體介質(zhì)有穩(wěn)定的電導； 

?當電子從電場中獲得能量大于傳遞給晶格振動能量時， 電子動能越來越大； 

?大到一定值，電子與晶格振動的相互作用導致電離產(chǎn)生新電子，使電子數(shù)目迅速增加，電導進入不穩(wěn)定狀態(tài)， 發(fā)生擊穿。

3. 熱擊穿 

v 熱擊穿的本質(zhì)： 

?處于電場中的介質(zhì)，由于介質(zhì)損耗而受熱； 

?當外加電壓足夠高時，散熱和發(fā)熱從平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)入非平 衡狀態(tài)； 

?若發(fā)熱量比散熱量多時，熱量就在介質(zhì)內(nèi)部聚集，使介 質(zhì)溫度升高； 

?溫度升高又導致電導率和損耗的進一步增加，介質(zhì)的溫 度將越來越高，直至出現(xiàn)破壞。

二、無機材料的擊穿 

1. 不均勻介質(zhì)中的電場分配 

v 假設不均勻介質(zhì)結(jié)構由兩層介質(zhì)組成，在系統(tǒng)上加直流電壓 U，利用串聯(lián)模型導出：

2. 電離擊穿 

?材料中存在氣孔，導致均勻性降低； 

?氣體的電導率和介電常數(shù)很小，加上電壓后電場較高， 而氣體本身抗電強度比固體介質(zhì)低得多； 

?發(fā)生強烈的氣體放電，即電離，產(chǎn)生大量的熱量； 

?氣孔附近局部區(qū)域強烈過熱，在材料內(nèi)部形成相當高的 內(nèi)應力； 

?當熱應力超過一定限度時，材料喪失機械強度而發(fā)生破 壞，以致介電強度喪失，造成擊穿； 

?這種擊穿稱為電-機械-熱擊穿。

v 介電強度與樣品的尺寸有關：樣品尺寸減小，在一定應力下， 存在可導致材料擊穿的缺陷相應減小。 

v 電壓老化或化學擊穿：大量的氣孔放電，在介質(zhì)內(nèi)部引起不 可逆的物理化學變化，使介質(zhì)擊穿電壓下降。

3. 表面放電和邊緣擊穿 

(1) 表面放電： 

?固體材料常處于氣體媒介中，擊穿時介質(zhì)本身未擊穿， 但有火花掠過它的表面。 

(2) 邊緣擊穿： 

?電極邊緣常常電場集中，因而擊穿常在電極邊緣發(fā)生。