薄膜交直流電壓擊穿試驗儀

薄膜交直流電壓擊穿試驗儀

一．產(chǎn)品的制造和檢驗標準

1、GB1408.1-2006《絕緣材料電氣強度試驗方法》

2、GB1408.2-2006《絕緣材料電氣強度試驗方法第2部分：對應用直流電壓試驗的附加要求》

3、JJG 795-2004 《耐電壓測試儀檢定規程》

二．適用的試驗方法標準

1、GB/T1695-2005《硫化橡膠工頻擊穿電壓強度和耐電壓的測定方法》

2、GB/T3333《電纜紙工頻擊穿電壓試驗方法》

3、GB12913-2008《電容器紙》

4、ASTM D149《固體電絕緣材料工業(yè)電源頻率下的介電擊穿電壓和介電強度的試驗方法》

薄膜交直流電壓擊穿試驗儀

三 應用范圍

主要適用于固體絕緣材料如電線(xiàn)套管、樹(shù)脂和膠、浸漬纖維制品、云母及其制品、塑料、薄膜復合制品、陶瓷和玻璃等介質(zhì)在工頻電壓或直流電壓下?lián)舸姸群湍碗妷簳r(shí)間的測試；該儀器采用計算機控制，可對試驗過(guò)程中的各種數據進(jìn)行快速、準確的采集、處理，并可存取、顯示、打印。

四 、技術(shù)要求

01、輸入電壓： 交流 220 V

02、輸出電壓： 交流/直流 0--50 KV ;

 03、電器容量：2KAV 3KAV 5KAV 10KVA

04、高壓分級： 0-10KV 0--50KV 0--150KV

05、升壓速率：0.01-5.0kv（隨意）

06、試驗方式：交/直流試驗：1、勻速升壓 2、梯度升壓 3、耐壓試驗

07、試驗介質(zhì)：空氣

08、支持短時(shí)間內短路試驗要求。

10、電壓試驗精度： ≤ 1％。

11、試驗電壓連續可調： 0--100 KV。

12、電流可采集到m*并且實(shí)現 實(shí)時(shí)采集。

13、出具*計量單位校準證書(shū)或出具客戶(hù)計量單位的證書(shū)

14、電源：220v±10%的單相交流電壓和50Hz±1%的頻率

15、電流電壓穩定度：外界電壓波動(dòng)10% （可選配我司配到電壓保護器額定波動(dòng)電壓30%）

16、升壓裝置：采用*無(wú)觸點(diǎn)原件勻速升壓淘汰前款機械調壓

17、耐壓時(shí)間：0-7H保持相對電壓（軟件設定）

18、擊穿試樣：試樣擊穿點(diǎn) 大小可調一般為1-5mm左右

19、安裝靈敏度較高的過(guò)電流保護裝置保證試樣擊穿時(shí)在0.05S內切斷電源。

20、儀器配備*故障報警系統 避免用戶(hù)操作故障儀器發(fā)生危險。

五 結構原理及性能特點(diǎn)

本設備主要由：升壓系統(高壓變壓器)、測量系統、A/D轉換器、放電系統、電極、油箱、電極定位架、計算機數據處理系統、軟件等組成

六、計算機系統及軟件包

試驗軟件是我公司研發(fā)的功能強大、操作簡(jiǎn)單、顯示直觀(guān)的試驗軟件系統。

本儀器采用計算機控制，過(guò)人機對話(huà)方式，完成對、絕緣介質(zhì)的工頻電壓擊穿，工頻耐壓試驗。本儀器屬我公司shou創(chuàng )，為我公司產(chǎn)品，號：ZL02281003.X.

1、試驗過(guò)程中可動(dòng)態(tài)繪制出試驗曲線(xiàn)，試驗的曲線(xiàn)可以多種顏色疊加對比，局部放大，曲線(xiàn)上任意一段可進(jìn)行區域放大分析；

2、可對試驗數據進(jìn)行編輯修改，靈活適用；

3、試驗條件及測試結果等數據可自動(dòng)存儲；

4、試驗報告格式靈活可變，適用于不同用戶(hù)的不同需求；

5、可對一組試驗中曲線(xiàn)數據的有效與否進(jìn)行人為選定；

6、試驗結果數據可導入EXECL,WORD文檔編輯；

7、軟件設備人員管理功能，試驗人員可設置自己的試驗項目和試驗參數，設置自己的試驗內容后別人無(wú)法進(jìn)入程序；

8、過(guò)電流保護裝置有足夠的靈敏度，能夠保證試樣擊穿時(shí)在0.1S內切斷電源；

9、儀器運行的持久性: 儀器可連續運行使用，不需為保護儀器而定期停機。

七、高壓擊穿設備安全說(shuō)明：

1、設備要安裝單獨的保護地線(xiàn)。接保護地線(xiàn)，主要是減少試樣擊穿時(shí)對周?chē)a(chǎn)生的較強的電磁干擾。也可避免控制計算機失控。

2、直流試驗放電報警功能:在設備做完直流試驗時(shí),當開(kāi)啟試驗門(mén)時(shí)設備會(huì )自動(dòng)報警,直至使用設備上的放電裝置放電后報警會(huì )自動(dòng)取消.(注：因為直流試驗后不放電會(huì )危險到人身安全,不能直接拿取電極,起到提醒使用人員放電以免造成人身傷害)。

3、試驗放電裝置，隨主機為一體化，改進(jìn)了以往單獨配備一根放電桿的功能。

4、該試驗設備的電路設有多項保護措施，主要有：過(guò)流保護、失壓保護、漏電保護、短路保護、直流試驗放電報警等。

5、六級高壓安全斷電控制：

①總電源開(kāi)關(guān)

②高壓斷電開(kāi)關(guān)（鑰匙開(kāi)關(guān)）

③調壓器復位開(kāi)關(guān)

④試驗箱門(mén)安全開(kāi)關(guān)

⑤高壓變壓器輸入側限流空開(kāi)

⑥漏電保護開(kāi)關(guān)

八、工頻下的試驗試驗標準。

1. 電壓范圍：050KV；

2、跳閘后調壓器自動(dòng)回零；

3、零位合閘，具有自動(dòng)、手動(dòng)升降電壓；

4、進(jìn)口漏電保護器，可靠保護人身安全；

5、過(guò)流保護，門(mén)限等安全保護功能；

6、電壓、電流顯示，測量精度±0.2，擊穿電壓保持；

7、試驗電極：上電極直徑為25mm，高為25mm；下電極直徑為25mm，高為25mm.（電極：不銹鋼）；

8、高壓變壓器額定容量：10KVA；

9、額定輸入/輸出電壓：220V/50KV；

10、額定輸入/輸出電流：20A/0.09A；

11、控制系統：采用西門(mén)子PLC+中國臺灣威綸觸摸屏控制，控制精密，操作簡(jiǎn)單，

設計*人性化，試驗結束自動(dòng)計算電器強度并生成報告，

面板熱敏打印機可以適時(shí)打印試驗結果；

11、升壓速度五檔可選：5V、50V、100V、500V、1000、2000V；

12、帶有方便拆裝的油浴槽（材質(zhì)為：不銹鋼）；

13、儀器部件：由電動(dòng)接觸式調壓器、控制箱、保護電阻、電極箱、油浴槽組成；

14、機箱材質(zhì)：優(yōu)質(zhì)SUS304不銹鋼；

15、外形尺寸：長(cháng) 1.4米，寬1.1米，高1.7米

16、重量：約240KG

九、介電耐電壓擊穿強度試驗儀安全說(shuō)明：

1、設備要安裝單獨的保護地線(xiàn)。接保護地線(xiàn)，主要是減少試樣擊穿時(shí)對周?chē)a(chǎn)生的較強的電磁干擾。也可避免控制計算機失控。
2、直流試驗放電報警功能:在設備做完直流試驗時(shí),當開(kāi)啟試驗門(mén)時(shí)設備會(huì )自動(dòng)報警,直至使用設備上的放電裝置放電后報警會(huì )自動(dòng)取消.(注：因為直流試驗后不放電會(huì )危險到人身安全,不能直接拿取電極,起到提醒使用人員放電以免造成傷害)。
3、試驗放電裝置，隨主機為一體化，改進(jìn)了以往單獨配備一根放電桿的功能。
4、該試驗設備的電路設有多項保護措施，主要有：過(guò)流保護、失壓保護、漏電保護、短路保護、直流試驗放電報警等。

絕緣強度測試的意義

十、 介紹

Xl.1.1 簡(jiǎn)要回顧了擊穿的三種假定機制，分別是：（1）放電或電暈機制，（2）熱機制，以及（3）固有機制，討論了在原理上對實(shí)際電介質(zhì)產(chǎn)生影響的因素，并對數據的解釋提供幫助。擊穿機制常常與其他機制相結合，而非單獨發(fā)揮效用。隨后的討論僅針對固體和半固體材料。

Xl.2 介電擊穿的假定機制

X1.2.1 由放電造成的擊穿在對工業(yè)材料進(jìn)行的許多測試中，都是由于放電造成了擊穿，這通常造成較高的局部場(chǎng)。對于固體材料來(lái)說(shuō)，放電常常發(fā)生在環(huán)境介質(zhì)中，因此增加測試的區域將在電極邊緣上或外側產(chǎn)生擊穿。放電也會(huì )發(fā)生在內部出現或生成的一些泡沫或氣泡里。這會(huì )造成局部的侵蝕或化學(xué)分解。這些過(guò)程將一直持續到在電極間形成*的失效通路為止。

X1.2.2 熱擊穿在置于高強度電場(chǎng)時(shí)，在許多材料內的局部路徑上會(huì )積聚大量的熱，這將造成電介質(zhì)和離子導電性能的損失，進(jìn)而迅速產(chǎn)生熱量，所產(chǎn)生的熱量將大于所能耗散掉的熱量。由于材料的熱不穩定性，導致了擊穿的發(fā)生。

X1.2.3 固有擊穿如果放電或熱穩定性都不能造成擊穿，那么在電場(chǎng)強度大到足以加速電子穿過(guò)材料時(shí)，仍將發(fā)生擊穿。標準電場(chǎng)強度被稱(chēng)為固有絕緣強度。雖然機制本身也許已經(jīng)涉及，但本測試法仍不能測試固有絕緣強度。

Xl.3 絕緣材料的性質(zhì)

X1.3.1 固態(tài)工業(yè)絕緣材料通常是非均勻的，且含有許多不同的電介質(zhì)缺陷。試樣上常常發(fā)生擊穿的區域，并不是那些電場(chǎng)強度zui大的區域，有時(shí)甚至是那些遠離電極的區域。在應力下卷中的薄弱環(huán)節有時(shí)將決定測試的結果。

X1.4 測試和測試樣狀況的影響因素

X1.4.1 電極通常，隨著(zhù)電極區域的增加，擊穿電壓會(huì )降低，這種影響對于薄試樣來(lái)說(shuō)更為明顯。電極的幾何形狀也會(huì )影響測試的結果。制作電極的材料也會(huì )對測試結果產(chǎn)生影響，這是因為電極材料的熱導性和功函會(huì )對熱機制和發(fā)電機制產(chǎn)生影響。通常來(lái)說(shuō)，由于缺乏相關(guān)的實(shí)驗數據，所以很難確定電極材料的影響。

X1.4.2 試樣厚度固體工業(yè)絕緣材料的絕緣強度主要取決于試樣的厚度。經(jīng)驗顯示，對于固體和半固體材料來(lái)說(shuō)，絕緣強度與以試樣厚度為分母的分數成反比，更多的證據顯示，對于相對均勻的固體來(lái)說(shuō)，絕緣強度與厚度的平方根互為倒數。如果固體試樣能熔化后倒入到固定電極之間并凝固下來(lái)，那么電極間距的影響將很難得到明確的定義。因為在這種情況下，可以隨意固定電極間距，所以習慣在液體或可溶固體中進(jìn)行絕緣強度測試，此時(shí)電極間具有標準的固定空間。因為絕緣強度取決于厚度，所以如果在報告絕緣強度數據時(shí)缺乏測試所用試樣的起始厚度，那么這樣的數據將毫無(wú)意義。

X1.4.3 溫度試樣和環(huán)境介質(zhì)的溫度將影響絕緣強度，雖然對于大多數材料來(lái)說(shuō)，微小的環(huán)境溫度變化對材料造成影響可以忽略不計。通常，絕緣強度隨溫度的升高而降低，但其強度的極限取決于被測材料。*，由于材料需要室溫以外的條件下發(fā)揮作用，所以有必要在比期望操作溫度更大的范圍里，對絕緣強度與溫度的關(guān)系進(jìn)行確定。

X1.4.4 時(shí)間電壓應用的速率也會(huì )影響測試結果。通常，擊穿電壓隨電壓應用速率的增加而提高。這是預料之中的，因為熱擊穿機制有賴(lài)于時(shí)間，而放電機制也有賴(lài)于時(shí)間，雖然在一些情況下，后一種機制通過(guò)產(chǎn)生局部電場(chǎng)高臨界強度造成快速失效。

X1.4.5 波形通常，應用電壓的波形也會(huì )影響絕緣強度。在本測試方法的限制說(shuō)明中，波形的影響是不顯著(zhù)的。

X1.4.6 頻率對于本測試法，在工業(yè)用電頻率范圍內，頻率的變化對絕緣強度的影響將不是那么顯著(zhù)。但是，不能從本測試法所得結果中推斷出其他非工業(yè)用電頻率（50到60HHz）對絕緣強度的影響。

X1.4.7 環(huán)境介質(zhì)通常測試具有高擊穿電壓的固體絕緣材料，是將試樣浸入到液體介質(zhì)中，例如變壓器油，硅油，或是氟利昂中，以減小擊穿前表面放電的影響。這已經(jīng)由S.Whitehead10所揭示，為了避免固體試樣在達到擊穿電壓前在環(huán)境介質(zhì)中發(fā)生放電現象，在交流電測試中，有必要確保：

下標：

m指浸入介質(zhì)；

r指相對值；

O指自由空間；

（εO=8.854×10-12F/m）

s指固體電介質(zhì)。

X1.4.7.1 Whitehead指出，要避免表面放電，則應提高Em和εm或是提高σm。通常規定使用變壓器油，其介電性能是這樣的，如果電場(chǎng)強度Es達到以下水平，則會(huì )發(fā)生邊緣擊穿：

如果測試樣很厚，且其介電常數很小，那么含有ts的量將成為相對影響因數，介電常數與電場(chǎng)強度的乘積將近似于一個(gè)常數。11Whitehead也指出（p. 261）使用潮濕的半導體油將能有效減少邊緣放電的現象。如果電極間的擊穿路徑僅在固體中出現，那么此介質(zhì)將不能與其他介質(zhì)進(jìn)行比較。也應該注意到如果固體是多孔的或是能夠被浸入介質(zhì)充滿(mǎn)，固體的擊穿強度將受到浸入介質(zhì)電氣性質(zhì)的直接影響。

X1.4.8 相對濕度相對濕度影響絕緣強度是因為測試材料吸收的水分或表面吸附的水分將影響介質(zhì)損耗和表面電導率。因此，它的重要性很大程度上有賴(lài)于測試材料的性質(zhì)。但是，即使材料只吸收了一點(diǎn)甚至沒(méi)有吸收水分，仍會(huì )受到影響，因為在有水的情況下，將大大提高放電的化學(xué)效應。除此之外，還應調查暴露在電場(chǎng)強度中的影響，通常通過(guò)標準的調節流程來(lái)控制或限制相對濕度的影響。

10 文獻：Whitehead, S., 固體介電擊穿, Oxford University Press, 1951.

X1.5 評估

X1.5.1 通電設備絕緣的一個(gè)基本要求就是它應能承受得住在服務(wù)中施加于它的電壓。因此很有必要對測試進(jìn)行評價(jià)，以評價(jià)處于高壓應力條件下的材料性能。介質(zhì)擊穿電壓測試是一種測定材料是否需要進(jìn)一步考察的初步測試，但是它無(wú)法就兩個(gè)重要方面進(jìn)行全部評估。首先，安裝在設備上的材料條件與測試條件大為不同，尤其在考慮了電場(chǎng)結構和暴露在電場(chǎng)中的材料面積，電暈，機械應力，周?chē)橘|(zhì)以及與其他材料的連接之后，更是如此。第二，在服務(wù)時(shí)，會(huì )出現很多惡劣的影響，例如熱，機械應力，電暈及其產(chǎn)物，污染物等等，都會(huì )使擊穿電壓遠低于zui初安裝時(shí)的擊穿電壓值。在實(shí)驗室測試中，可以合并其中的一些影響，進(jìn)而對該材料做出更準確的估計，但是zui終考察的仍然是那些處于實(shí)際服務(wù)的材料性質(zhì)。

X1.5.2 介質(zhì)擊穿測試能作為材料檢測或是質(zhì)量控制測試，作為一種推測其他條件的手段，例如變率，或是指明惡化的過(guò)程，如熱老化。在使用本測試法時(shí)，擊穿電壓的相對值比值更重要。