绝缘材料击穿电压/电气介电强度测试仪

产品名称：绝缘材料击穿电压/电气介电强度测试仪（计算机控制）

产品型号：ZJC-50E

测试材料：固体绝缘材料

符合标准：GB/T 1408.1-2016绝缘材料电气强度试验方法 第1部分：工频下试验；
GB/T 1408.2-2016绝缘材料电气强度试验方法 第2部分:对应用直流电压试验的附加要求；
ASTM D149固体绝缘材料介电击穿电压和介电强度的试验方法；
GB/T 1695-2005硫化橡胶工频击穿电压强度和耐电压的测定方法；
GB/T 3333-1999电缆纸工频击穿电压试验方法；
GB/T 8815-2008 电线电缆用软聚氯乙烯塑料标准；
GBT 12656-1990电容器纸工频击穿电压测定法；
HG/T 3330-2012绝缘漆漆膜击穿强度测定法；

工频电压下的介电强度试验介电强度的测试：

大多数高分子材料在一定电压范围内是绝缘体，但是随着施加电压的升高，性能会逐渐下降。电压升到一定值时变成局部导电，此时称为材料的击穿。

定义:介电强度：试样击穿时,单位厚度承受的击穿电压值，单位为kv/mm或Mv/m。有时也称为电气强度或击穿强度。通常介电强度越高,材料的绝缘质量越好：Eb＝Ub/h.

Eb表征了材料所能承受的最大电场强度，是高聚物绝缘材料的一项重要指标。聚合物绝缘材料的 Eb 一般为107V/cm左右。

耐电压：在规定的试验条件下,对试验施加规定的电压及时间,试样不被击穿所能承受的最高电压。

塑料的电击穿机理：

问题复杂---介电击穿机理可分为本征击穿（电击穿）、热击穿、化学击穿、放电击穿等，往往是多种机理综合发生。通常把不随温度变化的击穿称为电击穿，把随温度变化的击穿称为热击穿。

热击穿：外部表现是介电强度随温度升高而迅速下降；与电压作用的长短有关；与电场畸变及周围介质的电性能关系不大；击穿点多发生在电极内部。

介质在电场中产生的热量大于它能散发的热量．使其内部温度不断升高。温度升高导致其电阻下降，流经试样电流增大．产生的热量更多，如此循环不已，致使介质转变为另一种聚集态，失去耐电压能力,材料被破坏。

电击穿：特点是介电强度受温度的影响不大；电作用时间对结果无影响；与周围介质的电性能有关；击穿点常常出现在电极边缘其至电极以外。

在固体介质中，总有一些自由电子存在,它们在外电场作用下被加速而撞击中性原子,致使原子电离，在这种作用继续下造成材料击穿.

一般来说，工作温度高散热条件差，介质电导及损耗大的材料．发生热击穿的几率高。

介电强度实验采用的基本装置是一个可调变压器和一对电极。试验中使用的试样厚度为1.59mm.实验方法有两种 (参见GB/T1408-2016 ):短时法，将电压以平均速度率逐渐增加到材料发生介电破坏；低速升压法，是将预测击穿电压值的一半作为起始电压，然后以均匀速度率增加电压直到发生击穿。

介电强度测试的影响因素：电压波形及电压作用时间影响 

材料在电场作用下，单位时间产生的热量为QF介质散发出去的热量为Qs，当QF略大时就产生热不平衡，进而介质温度升高,最后发生击穿。因此, 可根据极限条件QF＝QS来求得热击穿电压VB：

当电压频率增加时值要下降，当波形失真大时，—般都会有高次谐波出现，这样会使VB降低，因此必须限制这个量。

作用时间的影响：多因热量积累而使击穿电压值随电压作用时间增加而下降.

处于热击穿形式的试样，基本上随升压速度的提高击穿强度也增大。因此，一般规定试样击穿电压低于20kv时升压速度为1.0kv/s;大于或等于20kv时升压速度为2.0kv/s。

温度的影响：试样厚度对介电强度的影响 湿度影响：因水分浸入材料而导致其电阻降低，必然降低击穿电压VB值。如有机硅玻璃布板。常态下E＝18kv／mm，受潮后E＝12kV／mm。

电极倒角的影响：电极边缘处电场强度远远高于内部,但边缘效应极难消除。为避免电极边缘成一直角,需采用一定倒角r 。国家标准中规定r＝2.50mm。

媒质电性能影响：

高压击穿试验往往把样品放在一定媒质(如变压器油)中．其目的为缩小试样尺寸防止飞弧。但媒质本身的电性能对属于电击穿为主的材料有明显影响，而以热击穿为主的材料影响极小.故标准中对要求油的击穿电压 VB＞=25kv/2.5mm.

Pvc电缆料及酚醛模塑料击穿点在电极边缘，当油脏时在试样边缘处有很明显的集聚物的痕迹，而在净油中没有。

对于酚醛层压板击穿点在电极内部，以热击穿为主。油的性能对该材料没什么影响

试验设备与装置

试验设备与装置：高压试验变压器、调压器以及控制线路和保护装置。

（1）高压试验变压器：

要求：具有足够的额定电压和容量，且输出电压的波形没有畸变。

A.变压器的容量

指变压器在额定电压电流的情况下的视在功率。

（视在功率：交流电路中，电压和电流的乘积，或者说有功功率和无功功率的矢量和，单位为V·A或KV·A。)

S=UI=U2ωCX

绝缘材料击穿试验通常选取容量为10kV·A的变压器。

对与大电容试样的耐压试验，采用超低频正弦电压，可以大大降低变压器的容量。（如采用0.1Hz超低频电压，变压器容量可减小到50Hz时的1/500。）

B.变压器的电压

额定电压等级是根据试样的试验电压等级来选定，通常选取50~100kV。采用多台变压器串接可获得更高的试验电压。

串接变压器原理图

两台变压器串接输出的视在功率：S=2UI

设备容量的利用率：2UI/3UI=2/3

注意：串接的级数增加，输出的电压增高，但设备容量的利用率降低。

对于电容量较大的试样，可以通过串联谐振回路获得比试验变压器更高的电压。

串联谐振回路原理图

调节电抗器的电感L或改变试验电压的频率，达到谐振：

ωL=1/ωCX        →    UX=QU0

Q为谐振回路的品质因素，一般为20~80。

C.电压的波形

工频电压的波形：正弦波。

波形畸变影响介电强度试验结果：

高次谐波会降低击穿场强；

击穿决定于电压的峰值，而测量的电压是有效值，若波形畸变，则同一峰值电压测得的有效值就不同了。

波形因素：正弦波电压的峰值与有效值之比。U幅值=√2U有效

通常要求波形因素不超过：√2（1±5%）

波形畸变的原因：变压器的非线性激磁电流造成的。

变压器的磁化曲线：a)磁通与激磁电流的关系；b)磁通及激磁电流的波形

试验变压器的输入电压为：U1=K(US-U2)

k为调压器的电压比；

Us为电源电压；

U2为激磁电流流经调压器产生的电压降。

调压器的漏抗越大，波形畸变越严重。在调压器和试验变压器之间接入滤波器可改善电压波形。

（2）调压器

用来调节电压上升的方式和速度，接在试验变压器和电源之间。

常用调压器：自耦调压器和移圈调压器。   

A.自耦调压器

原理：借助于一个滑动触点沿着绕组移动来改变输出电压。

优点：结构简单、体积小、漏抗小、价格便宜。

缺点：输出电流较大时，触点在移动过程中因接触不好会产生火花。

B.移圈调压器（容量较大）

原理：靠移动短路线圈改变其他两个线圈的漏磁通，从而改变在这两个线圈上的电压分配来实现调节输出电压。

优点：调压过程靠电磁耦合，不会出现火花，容量可做得很大。

缺点：漏抗较大，波形易产生畸变。

移圈调压器结构图                                      移圈调压器原理图

（3）控制线路

满足要求：

只有在试验人员撤离高压试验区，并关好安全门之后，才能加上电压进行试验。

升压必须从零开始，以一定方式和速度上升。

在试样发生击穿时，能自动切断电源；在自动控制线路中，能自动是电压下降到零。

计算机在介电强度试验的控制系统中应用：采用单片机或微机控制步进电动机带动调压器实现升压、降压过程。

（4）保护和接地

在试验回路的低压部分可能出现高电压的地方接上放电间隙。  

在高压测试回路中应接保护电阻。

接地点和接地体的连接线应采用尽量短的多股线，以减小电阻和电感。

高压试验区应装有保护围栏，并备有接地棒。

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5.1、北京智德创新检测仪器设备保修一年，长期服务，一年内非人为损坏的零部件免费更换，保修期内接到用户邀请后，迟响应时间为2小时内，在与用户确认故障后，我公司会在48小时内派工程师到达现场进行免费服务，尽快查清故障所在位置和故障原因，并向用户及时报告故障的原因和排除办法。
5.2、保修期内人为损坏的零部件按采购（加工）价格收费更换。
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