绝缘材料高电压击穿试验仪

一、产品介绍

1、结构原理及性能特点

绝缘材料高电压击穿试验仪主要由:升压系统(高压变压器)、测量系统、A/D转换器、放电系统、电极、油箱、电极定位架、计算机数据处理系统、软件等组成;高压变压器主要产生试样所需的直流电压,调压器用于调节升压变压器输入端电压以产生高压所需的输入电压,电压测量主要是从高压变压器测量端测量,高压变压器测量端和高压端是线性的;试验软件是我公司*研发的功能强大、操作简单、显示直观的试验软件系统。采用计算机控制,通过人机对话方式,完成对、绝缘介质的工频电压击穿,工频耐压试验。

2、适用范围

绝缘材料高电压击穿试验仪主要适用于固体绝缘材料，如塑料薄膜，，绝缘套管，涂料图层，电线电缆，绝缘油，硫化橡胶，聚四氟乙烯，PVC，漆包线，复合材料，电工材料，高分子材料，云母纸，云母带，云母板，环氧板，环氧树脂，绝缘漆，硅胶，胶片，有机硅，绝缘带，绝缘胶，高压电缆，导热材料，纤维制品，玻璃，石棉及其制品，耐火，防火，防潮材料，其他塑料板(卷)、橡胶片、硅橡胶、TPE、色母料工频电压击穿强度检测仪、绝缘套管、其他塑料制品等介质在工频电压或直流电压下击穿强度和耐电压时间的测试。

3、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；

二、技术参数

a)      输入电压：AC 220V

b)     输出电压AC： 0～50KV；DC：0～50KV

c)      输出功率：5KVA

d)     4、测量范围： 0～50KV

e)      5、电压测量误差：≤ 2％

f)       6、升压速率：0.1kV/s ～10 kV/s

g)     7、耐压试验电压：10～50KV连续可调

h)      8、耐压时间： 0～4H（无电流导通情况下）

i)       9、电源：220V±10%的单相交流电压和50Hz±1%的频率

j)       10、电源电压稳定度外界电源电压波动≤10%

k)      11、长×宽×高1100mm×800mm×1450mm

l)       12、设备自重：200kg

m)    13、运行环境温度：15 ～ 30℃，相对湿度：30%～85%能够稳定运行。

n)      14、接地要求仪器需要单独接地，接地附合国家标准要求

o)     15、接地电阻要求≤4Ω（用户实验室自行准备）

p)     16、型号：ZJC-50E

q)     17、测试材料：绝缘材料类；

r)       18、符合标准：GB/T1408.1-2016；IEC60243-1：2013；GB/T1408.2-2016；IEC60243-2：2013；ASTM D149；GB/T1695-2005；

s)      19、可选配：高温空气中测试；高温油中测试；

三、介质击穿概念理论

㈠. 概念

v 介质的击穿：外加电场强度超过某一临界值时，材料中形成 或存在电荷顺通过的击穿“隧道" ，使材料破坏，介质由介电状态变为导电状态的现象。

v 介电强度：使介质发生击穿的临界电场强度。

2. 电击穿

v 固体介质电击穿的碰撞理论：

™强电场作用下，固体导带中因冷或热发射存在一些电子， 这些电子被加速，获得动能；

™高速电子与晶格振动相互作用，把能量传递给晶格；

™一定温度和场强下平衡时，固体介质有稳定的电导；

™当电子从电场中获得能量大于传递给晶格振动能量时， 电子动能越来越大；

™大到一定值，电子与晶格振动的相互作用导致电离产生 新电子，使电子数目迅速增加，电导进入不稳定状态， 发生击穿。

3. 热击穿

v 热击穿的本质：

™处于电场中的介质，由于介质损耗而受热；

™当外加电压足够高时，散热和发热从平衡状态转入非平 衡状态；

™若发热量比散热量多时，热量就在介质内部聚集，使介 质温度升高；

™温度升高又导致电导率和损耗的进一步增加，介质的温 度将越来越高，直至出现yong久性破坏。

㈡、无机材料的击穿

1. 不均匀介质中的电场分配

v 假设不均匀介质结构由两层介质组成，在系统上加直流电压 U，利用串联模型导出：

2. 电离击穿

™材料中存在气孔，导致均匀性降低；

™气体的电导率和介电常数很小，加上电压后电场较高， 而气体本身抗电强度比固体介质低得多；

™发生强烈的气体放电，即电离，产生大量的热量；

™气孔附近局部区域强烈过热，在材料内部形成相当高的 内应力；

™当热应力超过一定限度时，材料丧失机械强度而发生破 坏，以致介电强度丧失，造成击穿；

™这种击穿称为电-机械-热击穿。v 介电强度与样品的尺寸有关：样品尺寸减小，在一定应力下，

存在可导致材料击穿的缺陷相应减小。

v 电压老化或化学击穿：大量的气孔放电，在介质内部引起不 可逆的物理化学变化，使介质击穿电压下降。    

3. 表面放电和边缘击穿

(1) 表面放电：

™固体材料常处于气体媒介中，击穿时介质本身未击穿， 但有火花掠过它的表面。

(2) 边缘击穿：

™电极边缘常常电场集中，因而击穿常在电极边缘发生。

关键词：

v 介电性、介电强度、介电常数；

四、试验方法：
1、两种试验方式介绍：
试验方式的选择在系统设置中进行。需要注意的是交流试验时，需要插入硅堆短路杆。直流试验时需要将硅堆短路杆拔出，以免影响实验系数，并且直流试验结束必须进行放电操作，以免残留余电对实验人员造成危险，放电过程如放电棒来回摆动，放电过程中警报灯闪烁，蜂鸣器报警，需等待蜂鸣器停止报警，警报灯不再闪烁，方可打开试验箱门。
2、三种试验方法介绍：
连续升压：连续升压又分为快速升压和慢速升压两种，其中快速升压为试样电压从零开始以选择的升压速率匀速升压，直到试样击穿为止，击穿电压为击穿瞬间的电压值。慢速升压为试样电压从零升压到达初始电压，到达初始电压后以选定的升压速率升压直到试样击穿，击穿电压为击穿瞬间的电压值。
逐级升压：试样电压从零快速升压到达初始电压，北京智德创新检测仪器到达初始电压后以梯度保持时间为时间长度，稳定电压，梯度时间结束后继续以选定的升压速率升压，达到下一个梯度电压值再稳定电压，如此过程直到试样击穿。对于击穿电压的确定分为两种情况，可在试样设置中选择采样方式。
瞬时升压：试样电压直接到达初始电压，保持该电压设定时间直到试样击穿，击穿电压为击穿瞬间的电压值。
五、操作步骤：
1、准备25#变压器油,倒入油箱漫过上电极20～30mm。
2、打开试验机右侧的总电源开关。
3、如果选配计算机请双击进入试验操作界面。
4、电压击穿试验屏幕部分操作步骤
该设备共有两种试验方式，交流试验和直流试验，每种试验方式均有三种试验方法，连续升压、阶梯升压和瞬时升压，可根据实际试验需要进行选择。
六、测试意义：
1、电绝缘材料的绝缘强度是决定材料可以在何种条件下使用的关键性能。在很多情况下，材料的绝缘强度是所使用装置设计的决定性因素。
2、本仪器中介绍的测试，将用于提供部分所需的信息，以判断材料在一定应用条件下的适用性；当然也能用于检测由于流程的变化，老化的程度，或是其他制造或环境条件而造成的变化或是与正常特征的偏差。该测试方法可以有效地应用于流程控制，验证或研究测试。
3、本测试方法所获得的结果，很少能直接用于实际使用材料介电性能的判断。北京智德创新检测仪器在大多数情况下，还需要对其他功能测试和/或对其他材料测试所获得的结果进行比较，以估计出它们对特定材料的影响，才能进行评价。
4、在三种电压使用方法中。方法A，快速测试；方法B，逐步测试；方法C，慢速测试。方法A常用于质量控制测试。较费时的方法B和C通常给出较低的结果，但在对不同材料进行相互比较时，它们所给出的结果更有说服力。如果可以安装电动电压控制器，那么慢速测试法将比逐步测试法更简单，也更常用。方法B和C所获得的结果可以相互比较。
5、试样的状态
a)试样的厚度和均匀性，是否存在机械应力；
b)试样预处理，特别是干燥和浸渍过程；
c)是否存在孔隙、水分或其他杂质。
6、试验条件
a)施加电压的频率、被形和升压速度或加压时间；
b)环境温度、气压和湿度；
c)电极形状、电植尺寸及其导热系数；
d)周围媒质的电、热特性。