绝缘材料工频电压击穿|电气介电强度试验仪

绝缘材料工频电压击穿|电气介电强度试验仪

介电强度测试装置(高压试验变压器)的维护：

(1)要经常检查仪器室外及室内接地是否可靠。

(2)参加试验人员必须遵守试验装置使用操作规程，确保试验安全。

(3)试验电压通常应不大于仪器最高工作电压的80％(如≤80kV)。

(4)随时保持工作环境的清洁，应避免仪器工作媒质受到脏物污染。

影响因素

（一）试样的厚度

随试样厚度增加，介电强度减小：

在击穿中，既有电击穿，也有热击穿。

从热击穿理论来讲：

试样厚度增加，散热条件变坏，促使单位厚度的击穿电压降低。

从电击穿理论讲：

当试样较薄时，电子加速时间相应地减小，电子不易从电极上逸出，其介电强度也相应增加。

（二）升压速度

以电击穿为主的试样，升压速度的影响不大；

以热击穿为主的试样，随升压速度提高而增大。

（3）电极倒角r：

电极与试样接触平面边缘形成的半径r的角称为倒角。

当电极面积变化不大时，介电强度变化不大，

当电极变成半圆球状（r很大），介电强度变化较大。

边缘效应，靠边缘处场强非常大的现象。

由于边缘效应，电极边缘间的介质容易已被击穿。

而边缘处场强的大小与倒角r有关系，

一般r小，场强变大，所以，标准方法中规定ｒ＝2.5mm。

电极倒角r的影响：

                     (4)试验环境

多数材料在低温下，介电强度与温度无关，

当温度升高至某个高度，介电强度随着温度升高而下降。

湿度增加，介电强度也下降。

水分进入试样，电导变大之故。

（5）试样加工

不良的加工方法会在材料中形成缺陷，

例如弱的熔接缝、气泡流线和杂质颗粒，都会使介电强度降低30～60%，降低程度随缺陷的严重程度而异。

击穿电压基本概念

1.击穿电压

用连续均匀升压的方式对试样施加电压，使试样发生击穿时的电压值。或已逐渐升压的方法进行试验，试样承受住最高电压，即在该电压水平下，整个时间内试样不发生击穿。

2.介电强度

在规定的试验条件下，击穿电压与施加电压的两电极之间距离的商，单位是KV/mm或者是MV/m.

            E=V/d

 式中：E——介电强度，KV/mm

       V击穿——击穿电压，KV

       d——试样厚度，mm

2、基本原理

介电强度测试采用连续升压或逐级升压方式升高电压。记取试样被击穿时电压值。如测试耐电压值，则当升压达到规定电压时停止升压，使电压值恒定在规定值，测试达到规定时间不被击穿的电压值。

3、测试设备：

1.介电强度测试仪：

实验主机  控制装置  电极及试验测控分析处理测试软件等组成，工作原理请看书194页：其外形为：

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1）高压变压器   次级额定电流不小于0.03~0.1A，保证在介质被击穿瞬间不被烧坏。

2）调压变压器  本身损耗小，不发生波形畸变，能均匀的调节电压，其容量与试验变压器容量相同。

3）保护电路

4）电压测量仪器

2.测试电极

a .电极要求表面保持光滑，清洁，无伤痕，污垢等，常见的电极有黄铜及不锈钢，退火铝箔 弹性金属片 导电粉末。

b.电极的规格尺寸应与测试试样配对。

板状试样电极D=25mm  H=25 mm  r=3mm

管状试样电极L=25mm  L=75mm

4、试验方法：

1）试样制备与处理

 a.根据测试产品规格及测试要求，采用模塑成型或机械加工方法制备试样。与电极接触的试样两表面要平行，并且应尽可能平整光滑，试样厚度一般不小于3mm.

b.对于垂直材料表面的实验，要求试样有足够大的面积以防止试样过程中发生闪络

c.试样预处理应遵循测试材料的产品规定进行。

2）实验条件

1）常态实验环境条件：温度为20±5，相对湿度为65±5%

2）热态实验或潮湿环境实验条件由产品标准予以规定。

3）实验媒介：介电强度试验应尽量在接近测试材料的实际使用环境的媒质中进行，同时应避免测试中发生闪络。

如果要求在高温下进行试验时，可在任何设计合理的烘箱或热的油浴中进行。

3）实验步骤：

1）根据要求选择试样，对试样进行预处理。

2）调节环境的温湿温度并选好试验媒介。

3）测量试样厚度。

4）试样经测厚和预处理后，再用绸布蘸上对材料无任何作用的溶剂擦净表面，装入仪器内两极之间，保持良好接触，开始实验。

5）测试介电强度。

4)实验结果与报告

1）击穿的判断  在击穿时，回路的电流增加和试样两端电压下降，使断路器跳开或开熔丝烧断。

2）介电强度计算

3）实验报告  包括材料型号，名称和规格，制造厂名称；试样形状，尺寸，数量和处理条件；电极形式和尺寸；实验环境温度及湿度；测试仪器和外施电压；测量数据及计算结果。

5）影响因素与讨论

（一）试样的厚度

a.随试样厚度增加，介电强度减小。

在击穿中，既有电击穿，也有热击穿。

b.从热击穿理论来讲

试样厚度增加，散热条件变坏，促使单位厚度的击穿电压降低。

c.从电击穿理论讲

当试样较薄时，电子加速时间相应地减小，电子不易从电极上逸出，其介电强度也相应增加。

（二）升压速度

以电击穿为主的试样，升压速度的影响不大

以热击穿为主的试样，随升压速度提高而增大.

（三）电极倒角r

电极与试样接触平面边缘形成的半径r的角称为倒角。

当电极面积变化不大时，介电强度变化不大，

当电极变成半圆球状（r很大），介电强度变化较大。

边缘效应，靠边缘处场强非常大的现象。

由于边缘效应，电极边缘间的介质容易已被击穿。

而边缘处场强的大小与倒角r有关系，

一般r小，场强变大，所以，标准方法中规定ｒ＝2.5mm。

升压方式

定义：

✔电压从零按照一定方式和速度上升到规定的试验电压或击穿电压；

升压方式

✔快速升压、20s逐渐升压、 慢速升压、60s逐级升压、极慢速升压；

快速升压

✔电压从零上升到击穿电压所经历的时间约为10~20s，常用500V/s；

20s逐渐升压

✔电压逐级升高，每级停留20s；

✔第一级电压约为快速升压击穿值的40%的电压，在此电压下，经受20s，若试样不击穿，再加高一级，直至试样击穿为止；

✔升压过程要尽量快，升压的时间计算在下一级的20s之内；

✔击穿应发生在第级或更高的电压等级上，否则应降低第一级电压重新进行试验；

✔逐级加压比快速加压作用的时间长，测得的击穿电压比较低；

慢速升压

✔从快速升压的击穿电压的20%开始，以较慢的速度升压，使击穿发生在120~240s内；

60s逐级升压

✔与20s逐级升压类似，只是每级停留的时间为60s；

极慢速升压

✔从快速升压击穿电压的40%开始，以极慢速的速度升压，使击穿发生在300~600s内。

✔升压速度慢，电压作用时间更长，测得的击穿电压更低，试验结果比较可靠。

绝缘材料工频电压击穿|电气介电强度试验仪仪器使用须知：

本北京智德创新检测仪器为高压试验设备，使用前请仔细阅读如下内容
1、仪器安装时，要具备独立的接地线（接地电阻小于4欧姆）
2、使用前。操作者要仔细阅读使用说明书。掌握具体的操作方法和步骤；
3、仪器不可以在含有腐蚀性气体和含有颗粒杂质的环境下使用；
4、每次更换试样或接触高压电极前。必须进行放电（直流测试状态），且放电时间不小于5秒；

5、试样被击穿瞬间，会有火花产生并伴有声响，这属于正常现象；

6、每次进行试验前。北京智德创新检测仪器必须检查仪器接地线是否接触良好。