絕緣材料工頻電壓擊穿試驗(yàn)儀

ZJC-100KV絕緣材料工頻電壓擊穿試驗(yàn)儀 介紹：

擊穿電壓試驗(yàn)儀是由電腦控制，通過我公司自主研發(fā)的全新智能數(shù)字集成電路系統(tǒng)與軟件控制系統(tǒng)兩部分來完成，使升壓速率真正做到勻速、準(zhǔn)確，并能夠準(zhǔn)確測(cè)出漏電電流的數(shù)據(jù)。可實(shí)時(shí)繪制試驗(yàn)曲線，顯示試驗(yàn)數(shù)據(jù)，判斷準(zhǔn)確，并可保存，分析，打印試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

ZJC-100KV絕緣材料工頻電壓擊穿試驗(yàn)儀 特點(diǎn)：

1、運(yùn)行于WIN  XP/WIN7/WIN8系統(tǒng)下的獨(dú)立安裝軟件，界面友好，操作簡單

2、實(shí)驗(yàn)顯示曲線，數(shù)據(jù)自動(dòng)儲(chǔ)存，自動(dòng)查找

3、多種用途可以進(jìn)行交、直流試驗(yàn)試驗(yàn)準(zhǔn)確、可靠、安全

4、計(jì)算機(jī)控制試驗(yàn)過程，自動(dòng)判斷停止，自動(dòng)復(fù)位

5、超壓、過流、短路、漏電、誤操作等多種保護(hù)

ZJC-100KV絕緣材料工頻電壓擊穿試驗(yàn)儀 應(yīng)用

主要適用于固體絕緣材料(如：塑料、橡膠、薄膜、樹脂、云母、陶瓷、玻璃、絕緣漆等介質(zhì))在工頻電壓或直流電壓下?lián)舸?qiáng)度和耐電壓的測(cè)試。

ZJC-100KV絕緣材料工頻電壓擊穿試驗(yàn)儀 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：

GB1408-2006 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)度和耐電壓強(qiáng)度試驗(yàn)

GB/T3333 電纜紙工頻電壓擊穿試驗(yàn)方法

HG/T 3330絕緣漆漆膜擊穿強(qiáng)度測(cè)定法

GB12656 電容器紙工頻電壓擊穿試驗(yàn)方法

ASTM D149 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.

ZJC-100KV絕緣材料工頻電壓擊穿試驗(yàn)儀 參數(shù)：

ZJC-100KV絕緣材料工頻電壓擊穿試驗(yàn)儀 配置

主機(jī)一臺(tái)、計(jì)算機(jī)一臺(tái)、軟件一套、配件一套

介電強(qiáng)度測(cè)定

基本概念

1、電擊穿

高分子材料在一定電壓范圍內(nèi)是絕緣體，但隨著施加電壓的升高，性能會(huì)逐漸下降。當(dāng)電壓升到一定值時(shí)變成局部導(dǎo)電，此時(shí)稱材料被擊穿。

2、介電強(qiáng)度（擊穿強(qiáng)度）

指造成聚合物材料介電破壞時(shí)所需的最大電壓，一般以單位厚度的試樣被擊穿時(shí)的電壓數(shù)表示。

                              E=V/d

式中：E——介電強(qiáng)度，KV/mm

          V擊穿——擊穿電壓，KV

          d——試樣厚度，mm

基本原理

◆通常介電強(qiáng)度越高，材料的絕緣質(zhì)量越好。

◆塑料擊穿的主要表現(xiàn)

         ?絕緣性能破壞，擊穿點(diǎn)上產(chǎn)生電弧，材料穿孔熔化、變焦、燒毀等。

◆固體介質(zhì)中，總有一些自由電子存在，在外電場(chǎng)作用下被加速而撞擊中性原子，致使原子電離，最終造成材料擊穿。

◆高分子的擊穿通常與溫度有關(guān)

         ?當(dāng)?shù)陀谀骋粶囟葧r(shí)，界電強(qiáng)度與溫度無關(guān)——電擊穿

         ?高于這一溫度時(shí)，隨溫度升高而界電強(qiáng)度降低。

◆高分子材料在發(fā)生電擊穿時(shí)，常伴隨有熱擊穿。

         ?熱擊穿，介電強(qiáng)度隨溫度增加而迅速降低。

◆塑料擊穿的特點(diǎn)：

          ?塑料材料的擊穿過程，通常伴隨著熱擊穿與電擊穿，很難說界定是某種擊穿。

          ?一般來說，工作溫度高，散熱條件差，介質(zhì)電導(dǎo)及損耗大的材料，發(fā)生熱擊穿的幾率高。

◆熱擊穿的原理

           ?塑料介質(zhì)在電場(chǎng)中發(fā)生的熱量大于它能散發(fā)的熱量，使其內(nèi)部溫度不斷升高。

           ?溫度升高導(dǎo)致其電阻下降，流經(jīng)試樣電流增大，產(chǎn)生的熱量更多，如此循環(huán)不已，致使介質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N聚集態(tài)，失去了耐電壓能力、材料被破壞。

◆熱擊穿的外部表現(xiàn)：

          ?介電強(qiáng)度隨溫度升高而迅速下降；

          ?熱擊穿與電壓作用的長短有關(guān)；

          ?與電場(chǎng)畸變及周圍介質(zhì)的電性能關(guān)系不大；

          ?擊穿點(diǎn)多發(fā)生在電極內(nèi)部。

試驗(yàn)方法

◆短時(shí)法 （連續(xù)均勻升壓）

   ?施加于試樣的電壓從零開始，以均勻速率逐漸增加到材料發(fā)生介電破壞。

◆低速升壓法 （逐級(jí)升壓）

   ?將預(yù)測(cè)擊穿電壓值的一半作為起始電壓，然后以均勻速率增加電壓直到發(fā)生擊穿。

   ?每級(jí)升壓值大約為V擊穿的5~10%。

         ?測(cè)試的試樣厚度一般是1.59mm

◆介電強(qiáng)度試驗(yàn)方法有

  ?ASTM D149、GB 1048—2016、IEC出版物243

1、試樣制備與處理

◆根據(jù)測(cè)試產(chǎn)品規(guī)格及測(cè)試要求，采用模塑成型或機(jī)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(yīng)盡可能平整光滑，試樣厚度一般不大于3mm，當(dāng)厚度大于3mm時(shí)，單面成（3±0.2）mm，未加工面應(yīng)與高壓電極接觸。

         注意：不同厚度的試樣其結(jié)果不能進(jìn)行比較。

◆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)。

◆（注：閃絡(luò)：試樣和電極周圍的氣體或液體煤質(zhì)承受電應(yīng)力作用時(shí)，其絕緣性能損失，由此引起的試驗(yàn)回路電流促使相應(yīng)的回路斷路器動(dòng)作）

試樣的幾何形狀見下表，每組試樣數(shù)量不得少于3個(gè)

試樣預(yù)處理應(yīng)遵循測(cè)試材料的產(chǎn)品規(guī)格進(jìn)行。如果沒有特殊要求，則試樣在溫度為（23±2）℃，相對(duì)濕度為（50±5）％的條件下不少于24h。

2、試樣條件

（1）常態(tài)實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件：溫度為20±5℃，相對(duì)濕度為65±5％。

（2）熱態(tài)實(shí)驗(yàn)或潮濕環(huán)境實(shí)驗(yàn)條件由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)予以規(guī)定。

（3）實(shí)驗(yàn)煤質(zhì)：介電強(qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)盡量在接近測(cè)試材料的實(shí)際使用環(huán)境的煤質(zhì)中進(jìn)行，同時(shí)應(yīng)避免測(cè)試中發(fā)生閃絡(luò)。選用的煤質(zhì)不應(yīng)與被測(cè)試試樣發(fā)生反應(yīng)。通常選用的液體煤質(zhì)應(yīng)符合IEC 60296:2003的變壓器油，當(dāng)在礦物油會(huì)發(fā)生膨脹的材料，也可以采用其他液體（如硅油）。對(duì)擊穿電壓值相對(duì)較低的試樣，可以直接在空氣中試驗(yàn)。

3、試樣步驟

（1）選擇試樣，并根據(jù)產(chǎn)品要求對(duì)試樣進(jìn)行預(yù)處理。

（2）調(diào)節(jié)環(huán)境的溫濕度并選好試驗(yàn)煤質(zhì)。試驗(yàn)環(huán)境的調(diào)節(jié)：常態(tài)溫度為20±5℃，相對(duì)濕度為65±5％。熱態(tài)或潮濕環(huán)境的試驗(yàn)條件按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定調(diào)節(jié)。試驗(yàn)煤質(zhì)：氣體煤質(zhì)一般采用空氣，液體煤質(zhì)用變壓器油或耐高溫的氣缸油。

（3）測(cè)量試樣厚度。用厚度測(cè)量儀在試樣測(cè)量電極面積下，沿直徑測(cè)量試樣厚度不少于3點(diǎn)，取其算術(shù)平均值作為試樣厚度，測(cè)量誤差為±0.01mm。

（4）試樣經(jīng)測(cè)厚和預(yù)處理后，再用綢布蘸上對(duì)材料無任何作用的溶劑擦凈表面，裝入儀器內(nèi)兩電極之間，保持良好的接觸，開始試驗(yàn)。

（5）測(cè)試介電強(qiáng)度。

（6）耐電壓實(shí)驗(yàn)。

4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（1）擊穿的判斷  在電擊穿時(shí)，回路中的電流增加和試樣兩端電壓下降，使斷路器跳開或熔絲燒斷。試樣沿施加電壓方向及位置有貫穿小孔、開裂或燒焦等痕跡。如果痕跡不清，可用重復(fù)施加試驗(yàn)電壓來判斷。

（2）介電強(qiáng)度計(jì)算    按式（5-15）計(jì)算

            Eb＝Ub／d        5-15 

式中： Eb－擊穿強(qiáng)度，KV/mm；

       Ub－擊穿電壓，KV，以各次實(shí)驗(yàn)的算術(shù)平均    值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，取三位有效數(shù)字；

       d－試樣厚度，mm。

 以5次實(shí)驗(yàn)的平均值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，取三位有效數(shù)字。

      如個(gè)別實(shí)驗(yàn)值對(duì)平均值的相對(duì)誤差超過15%，則另取樣進(jìn)行5次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果由10次實(shí)驗(yàn)的算術(shù)平均值計(jì)算。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備

介電強(qiáng)度測(cè)試儀，圖片如下圖

試驗(yàn)主機(jī)由高壓變壓器、調(diào)壓變壓器、保護(hù)電路等部件組成

介電強(qiáng)度測(cè)試裝置(高壓試驗(yàn)變壓器)的維護(hù)

(1)要經(jīng)常檢查儀器室外及室內(nèi)接地是否可靠。

(2)參加試驗(yàn)人員必須遵守試驗(yàn)裝置使用操作規(guī)程，確保試驗(yàn)安全。

(3)試驗(yàn)電壓通常應(yīng)不大于儀器最高工作電壓的80％(如≤80kV)。

(4)隨時(shí)保持工作環(huán)境的清潔，應(yīng)避免儀器工作媒質(zhì)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(qiáng)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(dāng)試樣較薄時(shí)，電子加速時(shí)間相應(yīng)地減小，電子不易從電極上逸出，其介電強(qiáng)度也相應(yīng)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(dāng)電極面積變化不大時(shí)，介電強(qiáng)度變化不大，

     √當(dāng)電極變成半圓球狀（r很大），介電強(qiáng)度變化較大。

◆邊緣效應(yīng)，靠邊緣處場(chǎng)強(qiáng)非常大的現(xiàn)象。

     √由于邊緣效應(yīng)，電極邊緣間的介質(zhì)容易已被擊穿。

     √而邊緣處場(chǎng)強(qiáng)的大小與倒角r有關(guān)系，

     √一般r小，場(chǎng)強(qiáng)變大，所以，標(biāo)準(zhǔn)方法中規(guī)定ｒ＝2.5mm。

電極倒角r的影響

(五)試驗(yàn)環(huán)境

√多數(shù)材料在低溫下，介電強(qiáng)度與溫度無關(guān)，

√當(dāng)溫度升高至某個(gè)高度，介電強(qiáng)度隨著溫度升高而下降。

√濕度增加，介電強(qiáng)度也下降。

√水分進(jìn)入試樣，電導(dǎo)變大之故。

（六）試樣加工

√不良的加工方法會(huì)在材料中形成缺陷，

√例如弱的熔接縫、氣泡流線和雜質(zhì)顆粒，都會(huì)使介電強(qiáng)度降低30～60%，降低程度隨缺陷的嚴(yán)重程度而異。