电线电缆介电强度测定仪

电线电缆介电强度测定仪

1、介电强度试验电压上升曲线的选择

介电强度试验时，电压上升曲线的选择在相关 手册中可以查到，但往往是几十年以前定出的。目 前，随着电介质材料及其介电性能研究的深入，以及 计算机技术的发展，特别是单片机技术的成熟与成 本的下降，为进一步探讨更合理的电压上升曲线提 供了可能与必要。

介电强度是最基本的绝缘特性参数，介电强度 试验分为击穿试验和耐压试验。在电气产品的生产 使用过程中，经常要做介电强度试验。如电机产品 生产过程中，分别要在定子嵌线、浸绝缘漆、电机装 配等工序做耐压试验，出厂时又要做耐压试验。每经 过一次耐压试验，绝缘多少要受到一些破坏，因此，电机厂在制定生产工艺时，规定的试验电压值往往 前道工序高，后道工序低。特别是有些厂家的电气产 品，介电强度自检时合格，而在有关部门抽检时却出 现了不合格的情况，主要原因是电气绝缘经多次介 电强度试验，已受到一定程度的损坏。文中希望通过 对电压上升曲线合理选择，来最大限度地减少各次 介电强度试验对电气绝缘的损害。

2、合理的电压上升曲线

所有绝缘材料都只能在一定的电场强度以下保 持其绝缘特性，当电场强度超过一定限度时，绝缘材料便会瞬间失去绝缘特性，造成电极间短路，称为电 气击穿。绝缘材料电气击穿以后，通过击穿处的电 流会突然增大。当电导性电流流过一个弱导电性的 导体时，焦耳效应会对材料加热，材料的电导率随温 度的增加而上升，反过来又引起电流的增加，如此依 次循环，如果绝缘材料上累积的热量不能因热传导 或界面上的热幅射而足够快地散发掉，导致热过载 造成材料的破坏，称为热击穿。绝缘材料并不是全的绝缘，在介电强度试验过程中，通过绝缘 体的漏电流始终存在，如果此漏电流过大或上升速 度过快，使绝缘材料来不及散热，同样会加速绝缘组 织的老化和破坏。因此只有找到绝缘材料所加电压、通过的电流与材料温升之间的关系，才能找到合理 的电压上升曲线。

3、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

4、介电强度试验与绝缘电阻试验的区别 　　

在我们的常识中，经常将介电强度试验和绝缘电阻试验混淆，误认为是同一个试验，但这两个试验之间还是存在 一定的差异。 　　

绝缘介电强度试验是在相互绝缘的部件之间或绝缘的部件与地之间，在规定时间内施加规定的电压，以此来确定 电机在额定电压下能否安全工作,能否耐 受由于开关、浪涌及其它类似现象所导致的过电压的能力，从而评定电机绝缘 材料或绝缘间隙是否合适。如果电机有缺陷，则在施加试验电压后，会产生击穿放电或损坏。击穿放电表现为飞弧(表 面放电)、火花放电(空气放电)或击穿(击穿放电)现象。过大的漏电流可能引起电参数或物理性能的改变 。 　　

介电强度试验与绝缘电阻测试是不能等同的。清洁、干燥的绝缘体尽管具有高的绝缘电阻,但却可能发生不能经受 绝缘介电强度试验的故障；反之，一个 脏的、损伤的绝缘体，其绝缘电阻虽然低,但在高电压下也可能不会被击穿。由 于绝缘部件是由不同材料制成或是由不同材料合成的，它们的绝缘电阻各不相同。因 此,绝缘电阻的测试不能全代表对清洁度或无损伤程度的直接量度。但是，这种测试对确定高温、潮湿、污物、氧化或挥发性材料等对绝缘特性影响 程度是极为有 益的。 　　

事实上，一台由于过热而使绝缘材料已经老化变脆的电机，其绝缘电阻仍可高达100MΩ,但却无法通过绝缘介电强 度试验。绝缘电阻测试对绝缘材料受潮特别敏感,对绝缘材料老化则显得力不从心。 　　

绝缘介电强度试验一般采用50Hz正弦波交流电，而绝缘电阻测试均采用直流电。

5、电线电缆介电强度测定仪-依据以下标准中对击穿电压部分的要求制造；
GB1408.1-2006《绝缘材料电气强度试验方法》；
GB1408.2-2006《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》；
GB/T1695-2005《硫化橡胶工频击穿电压强度和耐电压的测定方法》；
ASTM D149《固体电绝缘材料工业电源频率下的介电击穿电压和介电强度的试验方法》；
GB/T3333：电缆纸工频电压击穿试验方法；
GB/T12656：电容器纸工频电压击穿试验方法；
HG/T3330：绝缘漆漆膜击穿强度测定法....。
6、技术参数：
输入电压：AC 220V±10%
电源频率：50-60Hz
高压变压器功率：3kVA
输出电压：交流 0～50kV,  直流 0～50kV
漏电流选择：1-30MA可随意设置
测量精度：±2%
测量范围：1kV～50kV
升压方式选择功能：1；连续升压；2；逐级升压；3；瞬时升压。
升压速率设定功能：0.100 kV/s ～ 5.000kV/s可随意设置（ZJC-50kV）
7、试验方式：
绝缘试样高低温空气中击穿、耐压试验或阶梯试验；
绝缘试样高低温浸油中击穿、耐压试验或阶梯试验；
绝缘试样空气中击穿、耐压试验或阶梯试验；
绝缘试样浸油中击穿、耐压试验或阶梯试验；
8、试验软件：

Ø  试验过程中可动态绘制出试验曲线，试验的曲线可以多种颜色叠加对比，局部放大， 曲线上任意一 段可进行区域放大分析；

Ø  可对试验数据进行编辑修改，灵活适用；

Ø  试验条件及测试结果等数据可自动存储；

Ø  试验报告格式灵活可变，适用于不同用户的不同需求；

Ø  可对一组试验中曲线数据的有效与否进行人为选定；

Ø  试验结果数据可导入 EXECL,WORD 文档编辑；

Ø  软件设备人员管理功能，试验人员可设置自己的试验项目和试验参数，设置自己的试验内容后别人无法进入程序；

Ø  过电流保护装置有足够的灵敏度，能够保证试样击穿时在 0.1S 内切断电源；

Ø  仪器运行的持久性: 仪器可连续运行使用，不需为保护仪器而定期停机。

9、仪器特点：

l   独立的控制系统，模块式结构方便于售后维护，外观美观大气，整个实验过程中无噪音，电级自动对中定位，操作方便，安全系数大，精度高。

l   由设备本身触摸屏及控制面板进行操作控制，如不需要进行曲线分析，可不配备计算机。如需进行曲线分析，可配备计算机，只进行数据及曲线记录功能，不进行设备控制，避免了试验人员在计算机和设备间交替操作，更人性化。

l   设备具有试验参数记忆功能，相同试验条件不需要每次试验都进行设置，且断电仍会记忆最后一次试验设置参数

l   试验界面简单明了，且配有示意曲线说明，参数不同，曲线走势不同，方便理解。控制面板简洁，功能标注明确，操作简单。

l   可记录并同时显示10次试验记录，方便试验数据的对比分析。且可以随时舍弃不理想的任意一组数据。

l   增加了U盘下载功能，可以将设备中的试验记录直接下载到U盘中。如配备计算机，可生成详细的试验报告单，包括每一组具体信息，多组综合信息，及曲线。

l   设备试验界面采用仪表盘及数字同时且实时显示的方式，更方便试验过程的观看。

l   设备具有安全警告提示，在未关闭试验箱门时试验无法开始，且会弹出警告，在满度（即：高压变压器无输出）时会弹出警告，且试验过程中如果开门，试验会自动结束

l   采用蓝牙数据传输，解决由于有隔离墙阻挡穿墙过线的麻烦和远距离操作安全可靠；

l   设备配有三色报警灯，绿灯亮时表示箱门关闭良好可以开始试验，黄灯亮时表示试验箱门打开，此时可进行试样更换。红灯亮时表示高压大于0.5KV，此时不要开箱门。直流试验结束放电过程警报灯会闪烁且报警。（总结：绿灯箱门关闭良好，黄灯开门小心操作，红灯有高压）

10、优势：
*自动放电；
*交流电压、直流电压测试误差1%；
*电极支架采用优质环氧板；
*软件可连续做10组试验对比；
*试验曲线不同颜色，可叠加对比；
*软件可设置电流保护功能；
*带有主机控制区域，不通过电脑可单独控制主机；
*主机带有电压、电流显示功能；
*内置排风装置；
*内置照明功能；
*放电报警装置；
*蓝牙远程控制；
*三色灯报警装置（绿灯箱门关闭良好，黄灯开门小心操作，红灯有高压）；
*可实现触摸屏或电脑双重操作；
*可实现组合编程，梯度升压的升压和耐压时间可分别单独设置；
*U盘下载功能，可以将设备中的试验记录直接下载到U盘中。

11、主要配置：
1）高压变压器/1台【设备的主要配件，交直流的升压】；
2）调压器/1台【调整电压的稳定性，连续性】；
3）控制系统/1套【试验软件】；
4）电压采集装置/1套【采集试验产生的电压】；
5）电流采集装置/1套【采集试样产生的电流】；
6）自动放电装置/1套【直流试验结束后自动放电】；

7）放电报警器/1个【放电后报警表示放电完毕】；
8）A/D转换器/1个【传递信号的电子元件】；
9）北京智德创新检测仪器排风装置/1套(【排出试验产生的气味】；照明装置/1套【在封闭的试验空间照明功能。观察试验动态】；

10）清华同方商用台式电脑【超扬A3500(G5905 8G 1T 五年质保 内置WIFI )21.5显示器 1套 通过计算机控制仪器进行试验】；

11）惠普1112喷墨打印机/1台惠普1112喷墨打印机【打印试验数据】；
12）加厚油槽/1只【试验时将油和试样放在里边进行试验】；
13）φ25mm电极/2个【国标标准电极】；
14）Φ75mm电极/1个【国标标准电极】；
15）北京智德创新检测仪器环氧板全封闭电极支架/1套【材质：3240Aji 环氧板，绝缘材料规格φ140*10140*60*10螺杆Φ15*80螺杆φ15*118)支架由以下组成】；
16）镊子夹试样1个【长约14CM不锈钢镊子】；
17）钢盘，在油中试验结束后接试样/1个【长约40cm宽约30cm长方形不锈钢盘，在油中试验结束后接试样】；
18）放电棒（备用）/1根【自动放电装置出现故障，可手动放电】；