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一、绝缘材料抗电强度强电场作用下绝缘材料的破坏
在强电场中工作的绝缘材料,当所承受的电压超越一临界 值V穿时便丧失了绝缘材料性能而被击穿,这种现象称为 电介质的击穿,V穿称为击穿电压。
采用相应的击穿场强来比较各种材料的耐击穿能力,材料所能承受的最大电场强度称为材料的抗电强度或介电强度, 其数值等于相应的击穿场强(V/m):
E穿 =V穿/d
二、影响材料击穿电压的因素:
材料本身的性质:固体介质的击穿同时伴随着材料的破坏,而气体及液体介质被击穿后,随着外 电场的撤销仍然能恢复材料性能。
外界因素:试样和电极的形状、外界的媒介、温 度、压力等。
电介质的击穿形式:介质在电场中击穿现象相当复杂,一 个器件的击穿可能有多种击穿形式,主要有: 电击穿 、热击穿 、化学击穿
对于任意一种材料,这3种形式的击穿都可能发生,主要 取决于试样的缺陷情况及电场的特征(交流和直流,高频 和低频,脉冲电场等)以及器件的工作条件。
三、击穿形式:
1、电击穿
在强电场的作用下原来处于热运动状态的少数“自由电子"将沿反电场方向 定向运动。在其运动过程中不断撞击介质内的离子,同时将其部分能量转 给这些离子,当外加电压足够高是,自由电子定向运动的速度超过一定临 界值可使介质内的离子电离出次级电子,这些电子都会从电场中吸取能量 而加速,又撞击出第三级电子,连锁反应将造成大量自由电子形成 “雪 崩" ,导致介质的击穿,这个过程大概只需要10-7-10-8s的时间,因此 电击穿往往是瞬息完成的。
2、热击穿
绝缘材料在电场下工作时由于各种形式的损耗,部分电 能转变成热能,使介质被加热,若器件内部产生的热量 大于器件散发出去的热量,则热量就在器件内部积聚, 使器件温度升高,升温的结果进一步增大损耗,使发热 量进一步增多,这样恶性循环的结果使器件温度不断上 升,当温度超过一定限度时介质会出现烧裂、熔融等现 象而wan全丧失绝缘能力,这就是介质的热击穿。
3、化学击穿
长期运行在高温、潮湿、高电压或腐蚀性气体环境 下的绝缘材料往往会发生化学击穿,化学击穿和材 料内部的电解、腐蚀、氧化、还原、气孔中气体电 离等一系列不可逆变化有很大的关系,而且需要相
当长时间,材料被“老化" ,逐渐丧失绝缘性能, 最后导致被击穿而破坏。
化学击穿的机理:
(1)在直流和低频交变电压下,由于离子式电导引起电解过程,材料中发 生电还原作用,使材料的电导损耗急剧上升,最后由于强烈发热成为热化 学击穿;
(2)当材料中存在着封闭气孔时,由于气体的游离放出的热量使器件温度 迅速上升,变价金属氧化物在高温下金属离子加速从高价还原成低价离子, 甚至还原成金属原子,使材料电子式电导大大增加,电导的增加反过来又 使器件强烈发热,导致最终击穿。
四、影响抗电强度的因素:
(1)温度 :温度对电击穿影响不大; 对热击穿影响较大,温度升高使材料的漏导电流增大,损耗增大,发热量增 加,促进了热击穿的产生; 环境的温度升高使器件内部的热量不容易散发,进一步加大了热击穿倾向。 温度升高使材料的化学反应加速,促使材料老化,加快了化学击穿的进程。
(2)频率 :频率对热击穿有很大的影响,在一般情况下,如果其他条件不变,则E穿与 频率w的平方根成反比,即:
五、抗电强度的测量与应用:
在特定的条件下进行,标准GB/T1408.1-2016;IEC60243-1:2013;GB/T1408.2-2016;IEC60243-2:2013;ASTM D149;GB/T1695-2005;规定了固体电工材料频击穿电压,击穿场强,耐电压的实验方法。对试样的尺寸,电极的形状,加压方式等都做了规定。
耐电压电气强度|工频介电强度测试仪设备参数:
1、输入电压:AC 220V
2、输出电压AC: 0~50KV;DC:0~50KV
3、输出功率:5KVA
4、测量范围: 0~50KV
5、电压测量误差:≤ 2%
6、升压速率:0.1kV/s ~10 kV/s
7、耐压试验电压:10~50KV连续可调
8、耐压时间: 0~4H(无电流导通情况下)
9、电源:220V±10%的单相交流电压和50Hz±1%的频率
10、电源电压稳定度外界电源电压波动≤10%
11、长×宽×高1100mm×800mm×1450mm
12、设备自重:200kg
13、运行环境温度:15 ~ 30℃,相对湿度:30%~85%能够稳定运行。
14、接地要求仪器需要单独接地,接地附合国家标准要求
15、接地电阻要求≤4Ω(用户实验室自行准备)
16、型号:ZJC-50E
17、测试材料:绝缘材料类;
18、符合标准:GB/T1408.1-2016;IEC60243-1:2013;GB/T1408.2-2016;IEC60243-2:2013;ASTM D149;GB/T1695-2005;
19、可选配:高温空气中测试;高温油中测试;
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耐电压电气强度|工频介电强度测试仪售后服务:
1、安装调试:协助试验机的安装,负责试验机的运输、调试。
2、验收标准:试验机按订货技术附件进行验收。终验收在买方进行,对用户提供的试样进行试验,并提供测试报告。
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4、软件升级:终生免费提供新版本控制软件。
5、保修:
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。
5.3、北京智德创新检测仪器保修期外继续为用户提供专业技术服务,在接到用户维修邀请后3天内派工程师到达用户现场进行维修。并享有优惠购买零配件的待遇。
5.4、传感器过载及整机电路超压损坏不在保修范围内。
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