工頻電壓擊穿試驗(yàn)儀

ZJC-150KV型工頻電壓擊穿試驗(yàn)儀

一、概述

該工頻電壓擊穿試驗(yàn)儀器采用計(jì)算機(jī)控制，通過(guò)人機(jī)對(duì)話方式，完成對(duì)絕緣介質(zhì)的工頻電壓擊穿，工頻耐壓試驗(yàn)。主要適用于固體絕緣材料。如：絕緣漆、樹(shù)脂和膠、浸漬纖維制品、層壓制品、云母及其制品、塑料、薄膜復(fù)合制品、陶瓷和玻璃等在工頻電壓下?lián)舸╇妷海瑩舸?qiáng)度和耐電壓的測(cè)試。并對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的各種數(shù)據(jù)快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行采集、處理、存取、顯示、打印。

二、技術(shù)指標(biāo)

輸入電壓：AC 220V

功    率：5kW

輸出電壓：0～50kV 

電壓精度：±1%

升壓速率：0.1kV/S-3kV/S量程分為高壓低壓兩檔，速度有限制連續(xù)可調(diào)，

⒈擊穿電壓(V)：用連續(xù)均勻升壓的辦法對(duì)試樣施加工頻電壓并保持試樣發(fā)生擊穿時(shí)的電壓值，以kV表示。

⒉擊穿強(qiáng)度(E)：試樣的擊穿電壓值與兩個(gè)電極間試樣的平均厚度之商，以kV/mm。

三、安全說(shuō)明

試驗(yàn)在較高電壓下進(jìn)行，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)加以必要的保護(hù)措施以防止發(fā)生意外。

1.試驗(yàn)在有機(jī)玻璃制成的試驗(yàn)箱中進(jìn)行，電壓頭安全放電距離對(duì)四周均大于250mm，試驗(yàn)時(shí)即使人不慎觸到箱壁也不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。

2.對(duì)升壓變壓器高壓側(cè)尾端及儀器外殼均已安全接地。

3.電路上設(shè)有過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)，擊穿主機(jī)電源和計(jì)算機(jī)電源須分相。

4.五級(jí)安全斷電控制：

⑴漏電保護(hù)器

⑵總電源開(kāi)關(guān)

⑶高壓斷電開(kāi)關(guān)

⑷復(fù)位開(kāi)關(guān)

⑸試驗(yàn)箱門(mén)安全開(kāi)關(guān)

四、整機(jī)組成

⒈升壓部件：由調(diào)壓器和升壓器組成升壓部分。

⒉驅(qū)動(dòng)部件：由步進(jìn)電機(jī)均勻調(diào)節(jié)升壓變壓器。

⒊檢測(cè)部件：由集成電路組成的測(cè)量電路。

⒋計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。

五、操作步驟

⒈打開(kāi)試驗(yàn)機(jī)右側(cè)的電源開(kāi)關(guān),預(yù)熱30分鐘

⒉打開(kāi)計(jì)算機(jī)進(jìn)入Windows XP 系統(tǒng)。

A 電壓擊穿試驗(yàn)

(1) 用鼠標(biāo)雙擊桌面快捷方式進(jìn)入用戶(hù)試驗(yàn)界面。

(2) 圖一所示登錄窗體,輸入用戶(hù)名稱(chēng)和使用密碼。初始用戶(hù)名稱(chēng)和使用密碼都為空，用戶(hù)名稱(chēng)和使用密碼可以更改，具體后面將會(huì)表述。直接確定按鈕就可進(jìn)入下一界面—參數(shù)設(shè)置界面。三次輸入錯(cuò)誤后，系統(tǒng)自動(dòng)退出。點(diǎn)“退出”按鈕則退出程序。

圖一

進(jìn)入了系統(tǒng)根據(jù)用戶(hù)的需要可以自己設(shè)定密碼，點(diǎn)擊工具欄中的修改圖標(biāo)，彈出系統(tǒng)維護(hù)窗體，依次輸入特權(quán)用戶(hù)、特權(quán)密碼、更改用戶(hù)、更改密碼后再按“確定”按鈕，新的用戶(hù)名稱(chēng)和使用密碼即可生成。按“返回”按鈕返回主框架，當(dāng)下次進(jìn)入的時(shí)候就可以輸入新的用戶(hù)名稱(chēng)和使用密碼進(jìn)入，如果不小心忘記密碼或者弄混密碼，則可以重新輸入特權(quán)用戶(hù)和特權(quán)密碼進(jìn)入系統(tǒng)，再重新更改。特權(quán)用戶(hù)為"zns" ，特權(quán)密碼為"4644218"。

對(duì)工具欄的各個(gè)圖標(biāo)按鈕功能如圖二所示。

(3)各輸入框內(nèi)添加說(shuō)明

a. 試驗(yàn)單位：即作試驗(yàn)的單位或者機(jī)構(gòu)。

b. 送試單位：即試樣的提供單位或者機(jī)構(gòu)。

c. 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：即試驗(yàn)方法和條件所遵循的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備執(zhí)行的是ASTM D149-97 標(biāo)準(zhǔn)。

d. 試驗(yàn)方法：即試樣的試驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果的處理，本設(shè)備執(zhí)行的是ASTM D149-97 標(biāo)準(zhǔn)，有三種試驗(yàn)方法為別稱(chēng)之為：

（I）Short Time：試樣電壓從零開(kāi)始以選擇的升壓速率勻速升壓，直到試樣擊穿為止，擊穿電壓為擊穿瞬間的電壓值。

（II）Step by Step：試樣電壓從零快速升壓到達(dá)初始電壓，此間不記錄曲線，到達(dá)初始電壓后以梯度時(shí)間為時(shí)間長(zhǎng)度，穩(wěn)定電壓，梯度時(shí)間結(jié)束后繼續(xù)以選定的升壓速率升壓，達(dá)到下一個(gè)梯度電壓值再穩(wěn)定電壓，如此過(guò)程直到試樣擊穿。對(duì)于擊穿電壓的確定分為兩種情況，如果試樣擊穿發(fā)生在升壓的過(guò)程中，那么擊穿電壓為前一個(gè)梯度的電壓；如果擊穿發(fā)生在梯度時(shí)間內(nèi)，則擊穿電壓為擊穿瞬間的電壓。

（III）Slow Rate：試樣電壓從零快速升壓到達(dá)初始電壓，此間不記錄曲線，到達(dá)初始電壓后以選定的升壓速率升壓直到試樣擊穿，擊穿電壓為擊穿瞬間的電壓值。

e. 環(huán)境濕度：即為實(shí)驗(yàn)室的濕度。

f. 環(huán)境溫度：即實(shí)驗(yàn)室的溫度。

g. 試驗(yàn)介質(zhì)：即試驗(yàn)中使用變壓器油作為介質(zhì)浸沒(méi)試樣，減少試樣閃絡(luò)等影響試驗(yàn)結(jié)果。

h. 試驗(yàn)人員：即試驗(yàn)的操作者。

i. 電極形狀： 即接觸試樣表面的電極形狀，本設(shè)備使用圓形電極。

j. 電極尺寸： 即本設(shè)備使用圓形φ6.3mm重50g的銅電極。

k. 使用量程：即設(shè)備分為高壓和低壓兩檔量程高壓為0～50kV,低壓為0～10kV。

l. 峰降電壓： 即試樣擊穿時(shí)試樣兩邊的電壓會(huì)產(chǎn)生一個(gè)由zui高的峰值突降到一個(gè)小值的現(xiàn)象，二者的差值稱(chēng)之為峰降電壓。隨量程的不同和試樣的不同會(huì)有區(qū)別。一般選用1.0kV作為一個(gè)比較合適的值使用，當(dāng)然不排除有特殊的情況。

m. 初始電壓：在Step by Step和Slow Rate兩種試驗(yàn)方法中需要到達(dá)一個(gè)初始電壓的過(guò)程，會(huì)使用到此參數(shù)。Short Time方法不會(huì)使用此參數(shù)。

n. 梯度電壓：在Step by Step試驗(yàn)方法中，穩(wěn)定電壓=初始電壓+梯度電壓×（N-1），N為梯度的次數(shù)。

o. 材料名稱(chēng)：即制成試樣的材料。

p. 終止電壓：即是試驗(yàn)的一個(gè)保護(hù)措施，防止由于參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起的無(wú)限升壓，實(shí)際采集到的電壓值大于此參數(shù)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停止，電機(jī)返回初始位置，同時(shí)他也是曲線坐標(biāo)系的一個(gè)參數(shù)。

q. 梯度時(shí)間：即在Step by Step試驗(yàn)方法中，穩(wěn)定電壓的時(shí)間段長(zhǎng)度，以秒為單位。

r. 試樣制備：即對(duì)試樣的修整處理，或特殊的環(huán)境條件處理。

s. 存儲(chǔ)路徑：即試驗(yàn)數(shù)據(jù)在磁盤(pán)中的保存位置，可以手動(dòng)選擇路徑及對(duì)文件命名，若不選擇則系統(tǒng)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)自動(dòng)命名保存到默認(rèn)位置。按選擇路徑按鈕即可手動(dòng)選擇路徑和文件命名。

(4)根據(jù)試驗(yàn)要求輸入?yún)?shù)，然后點(diǎn)擊“確定”后出現(xiàn)試驗(yàn)主界面，輸入“試樣厚度”后，點(diǎn)動(dòng)速率參數(shù)條，可以調(diào)整速率大小，點(diǎn)擊“開(kāi)始”按鈕，如果樣品厚度沒(méi)有設(shè)定，高壓準(zhǔn)備按鈕沒(méi)有打開(kāi)，系統(tǒng)都會(huì)有相應(yīng)的提示，并且試驗(yàn)不能繼續(xù)，只有所有的步驟都執(zhí)行后，試驗(yàn)才可進(jìn)行。如果提示“電機(jī)未復(fù)位”，則系統(tǒng)會(huì)使電機(jī)自動(dòng)復(fù)位。

(5)打開(kāi)試驗(yàn)機(jī)門(mén)，按標(biāo)準(zhǔn)要求夾好試樣，打開(kāi)鎖開(kāi)關(guān)，合上恢復(fù)開(kāi)關(guān)，關(guān)上門(mén)，按下“高壓準(zhǔn)備”按鍵，紅燈被點(diǎn)亮，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊“開(kāi)始”試驗(yàn)開(kāi)始。

(6) 試樣擊穿后，電機(jī)自動(dòng)返車(chē)回到初始位置計(jì)算機(jī)屏幕上出現(xiàn)對(duì)話框，“對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)是否滿意”的判斷，點(diǎn)擊“是”，則進(jìn)一步詢(xún)問(wèn)“是否要做下一個(gè)試樣”選擇“是”則繼續(xù)下一個(gè)試樣，點(diǎn)擊“否”則提示保存試驗(yàn)數(shù)據(jù)。打開(kāi)“門(mén)”取出試樣，整個(gè)試驗(yàn)完成。

(7)點(diǎn)擊框架的“打開(kāi)”按鈕，在您剛才建立的文件夾中取你需要打印或查看的文件然后“打開(kāi)”。

(8)打開(kāi)文件后，點(diǎn)擊試樣編號(hào)按鈕，可以逐一顯示試樣試驗(yàn)結(jié)果及曲線。

(9)如果你需要打印試驗(yàn)報(bào)告，聯(lián)接打印機(jī)，點(diǎn)擊“預(yù)覽”按鈕，進(jìn)行預(yù)覽及進(jìn)一步打印。報(bào)告格式及內(nèi)容如圖。

(10)試驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉總電源，清潔儀器。

六 、試驗(yàn)準(zhǔn)備和環(huán)境

1.試樣的處理

⑴用綢布蘸對(duì)試樣無(wú)腐蝕作用的溶劑,擦凈試樣。

⑵預(yù)處理和條件處理：處理?xiàng)l件和方法可根據(jù)產(chǎn)品的性能要求從本標(biāo)準(zhǔn)附錄表1和表2中選取。有特殊要求的可由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)另行規(guī)定。

⑶絕緣材料的電氣強(qiáng)度隨溫度和含水量而變化。除被試材料已有規(guī)定外者，試樣應(yīng)在23±2℃，相對(duì)濕度（50±5）%的條件下處理不少于24h。

⑷經(jīng)過(guò)受潮或浸液體媒質(zhì)的試樣在試驗(yàn)前應(yīng)用濾紙輕輕吸去液滴，從試樣取出到試驗(yàn)完畢不應(yīng)超過(guò)5分鐘。

2.媒質(zhì)：

⑴氣體媒質(zhì)：采用空氣，如有閃絡(luò)可在電極周?chē)尤彳浌柘鹉z防飛弧圈。防飛弧圈與電極之間有一毫米左右的環(huán)狀間隙，環(huán)寬30mm。

⑵液體媒質(zhì)：常態(tài)試驗(yàn)及90℃以下的熱態(tài)試驗(yàn)采用清潔的變壓器油，90℃至300℃以?xún)?nèi)的熱態(tài)試驗(yàn)采用清潔的過(guò)熱氣缸油。

3.試驗(yàn)環(huán)境：

⑴常態(tài)試驗(yàn)環(huán)境：溫度為20±5℃，相對(duì)濕度為65±5%。

⑵熱態(tài)試驗(yàn)或潮濕環(huán)境試驗(yàn)條件由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)參照錄中表2予以規(guī)定。

擊穿的判斷：

試樣沿施加電壓方向及位置有貫穿小孔、開(kāi)裂、燒焦等痕跡為擊穿，如痕跡不清可用重復(fù)施加試驗(yàn)電壓來(lái)判斷。

試驗(yàn)的預(yù)處理、條件處理：

預(yù)處理：為減少試樣以往放置條件的不同而產(chǎn)生的影響，以使試驗(yàn)結(jié)果有較好的重復(fù)性和可比性。預(yù)處理?xiàng)l件可由表1選取。

表1    預(yù)處理?xiàng)l件

條件處理：試驗(yàn)前，試樣在規(guī)定的溫度下，在一定相對(duì)濕度的大氣中或*浸于水（或其他液體）中，放置規(guī)定的時(shí)間后進(jìn)行試驗(yàn)，以考核材料性能受溫度、濕度等各種因素影響的程度。處理?xiàng)l件由表2選取。機(jī)械應(yīng)力處理?xiàng)l件和方法按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

表2    條件處理與試驗(yàn)環(huán)境

七 、儀器外形、電氣圖及名稱(chēng)

電氣圖附后

注：條件處理時(shí)間由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

注意事項(xiàng)：

本儀器試驗(yàn)過(guò)程中如空氣相對(duì)濕度大于70%，將有對(duì)空氣放電的可能，試驗(yàn)中請(qǐng)與儀器保持1.5米的距離。

本儀器之控制計(jì)算機(jī)專(zhuān)為電壓擊穿試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)，請(qǐng)勿隨意添加和刪除程序或移作它用