LJC-20KV擊穿強(qiáng)度測定儀丨LJC-50KV擊穿強(qiáng)度測定儀

    一、結(jié)構(gòu)原理及性能特點(diǎn)

    主要由：升壓系統(tǒng)(高壓變壓器)、測量系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換器、放電系統(tǒng)、電極、油箱、電極定位架、計算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、軟件等組成；高壓變壓器主要產(chǎn)生試樣所需的直流電壓，調(diào)壓器用于調(diào)節(jié)升壓變壓器輸入端電壓以產(chǎn)生高壓所需的輸入電壓，電壓測量主要是從高壓變壓器測量端測量，高壓變壓器測量端和高壓端是線性的；試驗軟件是我公司0新研發(fā)的功能強(qiáng)大、操作簡單、顯示直觀的試驗軟件系統(tǒng)。采用計算機(jī)控制，過人機(jī)對話方式，完成對、絕緣介質(zhì)的工頻電壓擊穿，工頻耐壓試驗。

    二、制造和檢驗標(biāo)準(zhǔn)

    1、GB1408.1-2006《絕緣材料電氣強(qiáng)度試驗方法》

    2、GB1408.2-2006《絕緣材料電氣強(qiáng)度試驗方法》

    第2部分：對應(yīng)用直流電壓試驗的附加要求》

    3、JJG795-2004《耐電壓測試儀檢定規(guī)程》

    三、適用的試驗方法標(biāo)準(zhǔn)

    1、GB/T1695-2005《硫化橡膠工頻擊穿電壓強(qiáng)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、ASTMD149《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(qiáng)度的試驗方法》

    四、應(yīng)用范圍

    主要適用于固體絕緣材料如電線套管、樹脂和膠、浸漬纖維制品、云母及其制品、塑料、薄膜復(fù)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?qiáng)度和耐電壓時間的測試；該儀器采用計算機(jī)控制，可對試驗過程中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的采集、處理，并可存取、顯示、打印。

    五、主要技術(shù)指標(biāo)

    輸入電壓：AC220V

    輸出電壓：AC0--20kV;

    DC0--20kV

    電器容量：2KVA

    高壓分級：0--5kV；0-10kV；0--20kV；

    擊穿電壓：0-20kV

    擊穿電壓升壓速率共分七級（可選定）：

    A、0.1kV/s

    B、0.2kV/s

    C、0.3kV/s

    D、0.5kV/s

    E、1.0kV/s

    F、2.0kV/s

    G、3.0kV/s

    升壓方式：

    1、勻速升壓

    2、階梯升壓

    3、耐壓試驗

    過電流保護(hù)裝置：試樣擊穿時在0.1S內(nèi)切斷電源.

    漏電電流選擇：1—30mA.

    耐壓時間：0-6H

    六、安全說明：

    1、設(shè)備要安裝單獨(dú)的保護(hù)地線。接保護(hù)地線，主要是減少試樣擊穿時對周圍產(chǎn)生的較強(qiáng)的電磁干擾。也可避免控制計算機(jī)失控。

    2、直流試驗放電報警功能:在設(shè)備做完直流試驗時,當(dāng)開啟試驗門時設(shè)備會自動報警,直至使用設(shè)備上的放電裝置放電后報警會自動取消.(注：因為直流試驗后不放電會危險到人身安全,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(jī)為一體化，改進(jìn)了以往單獨(dú)配備一根放電桿的功能。

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

    5、九級安全防護(hù)措施：

    ①超壓保護(hù)

    ②試驗過流保護(hù)

    ③調(diào)壓器復(fù)位開關(guān)

    ④試驗箱門安全開關(guān)

    ⑤自動放電保護(hù)

    ⑥漏電保護(hù)開關(guān)

    ⑦試驗短路保護(hù)

    ⑧獨(dú)立接地保護(hù)

    ⑨安全防護(hù)網(wǎng)保護(hù)

    介電強(qiáng)度

    1概述

    一、定義：絕緣材料或結(jié)構(gòu)，在電場作用下瞬間失去絕緣特性，造成電極間短路，稱為電氣擊穿。絕緣材料或結(jié)構(gòu)發(fā)生擊穿時所加的電壓稱為擊穿電壓，擊穿點(diǎn)的場強(qiáng)稱為擊穿場強(qiáng)。

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    式中：EB—擊穿場強(qiáng)（MV/mm）;UB—在規(guī)定試驗條件下，兩極間的擊穿電壓(MV或KV);d—兩電極間擊穿部位的距離，即試樣在擊穿部位的厚度（m或mm）

    閃絡(luò)--指高壓電器(如高壓絕緣子)在絕緣表面發(fā)生的放電現(xiàn)象,稱為表面閃絡(luò),簡稱閃絡(luò).絕緣閃絡(luò)：絕緣材料在電場作用下，尚未發(fā)生絕緣結(jié)構(gòu)的擊穿時，在其表面或與電極接觸的空氣(離子化氣體)中發(fā)生的放電現(xiàn)象，稱為絕緣閃絡(luò)。

    二、影響介電強(qiáng)度的因素

    1、電壓波形直流、工頻正弦及沖擊電壓下，擊穿機(jī)理不同，所測的擊穿場強(qiáng)也不同，工頻交流電壓下的擊穿場強(qiáng)比直流和沖擊電壓下的低得多。

    2、電壓作用時間，無論電擊穿還是熱擊穿都需要時間，隨著加壓時間的增長，擊穿電壓明顯下降。

    3、電場的均勻性及電壓的極性，電場不均勻往往測得的電壓比本征擊穿值低。

    4、試樣的厚度與不均勻性試樣的厚度增加，電極邊緣電場就更不均勻，試樣內(nèi)部的熱量更不易散發(fā)，試樣內(nèi)部的含有缺陷的幾率增大，這些都會使擊穿場強(qiáng)下降。

    5、環(huán)境條件試樣周圍的環(huán)境條件，如溫度、濕度以及壓力等都會影響試樣的擊穿場強(qiáng)；溫度升高，通常會使擊穿場強(qiáng)下降；濕度增大，會使擊穿場強(qiáng)下降；氣壓對擊穿場強(qiáng)的影響，主要是對氣體而言。氣壓高，擊穿場強(qiáng)升高；但接近真空時，也會使擊穿場強(qiáng)升高。另外還有：時間、輻射、機(jī)械力、電極材料及極性效應(yīng)。

    2擊穿機(jī)理

    1氣體介質(zhì)擊穿

    1）撞擊游離氣體介質(zhì)在電場中，由于受輻照、電能、熱能等因素的作用，總會存在少量的離子和電子。

    這些帶電質(zhì)點(diǎn)在電場中運(yùn)動過程中必然和氣體的分子或原子相撞，如果帶電粒子的能量大于分子或原子的電離能，則可能由于碰撞時能量的交換而使分子或原子產(chǎn)生電離（即使帶電粒子的能量小于電離能，經(jīng)過多次碰撞也可能使分子發(fā)生電離）。氣體分子電離之后，放出的電子又在電場中加速碰撞其它的分子或原子使之產(chǎn)生電離，因此電子的總數(shù)越來越多形成電子崩。同時由于離子的質(zhì)點(diǎn)大，速度慢，而集聚在陰極的附近，造成陰極附近的電場強(qiáng)度增高，使電子不斷從陰極被拉出，源源不斷地投入氣體中，這就形成了自持放電即氣體擊穿。這種擊穿理論是符合低氣壓短間隙（電極間的距離近）的氣體擊穿。

    2）流柱理論在長間隙、高氣壓中的放電，除了撞擊之外，形成放電發(fā)展的主要因素是光游離。在電子崩發(fā)展到一定階段后，電子崩的前部的離子復(fù)合增強(qiáng)，而復(fù)合時放出的光子又引起周圍氣體電離，于是又形成新的電子崩，這樣在電子崩之間呈成為電子離子的混合通道，這個混合通道稱為流柱。

    3）在均勻和不均勻電場中氣體的擊穿電壓，在均勻電場中，氣體擊穿電壓與氣體起始電離電壓相近。擊穿電壓與氣體壓力和電極間的距離的乘積成相關(guān)。這種關(guān)系規(guī)律稱巴申定律。在不均勻電場中，氣體的擊穿電壓將高于氣體起始電離擊穿電壓，因電場*的地方總首先開始局部電離放電，之后才逐漸擴(kuò)大放電范圍，直到放電貫穿兩電極時才發(fā)生擊穿。

    2、液體介質(zhì)的擊穿

    1）小橋理論在液體介質(zhì)中，含有的各種雜質(zhì)，如灰塵、纖維、水分等，這些雜質(zhì)在電場的作用下產(chǎn)生極化并沿著電場方向排列起來，移向電場強(qiáng)度高的地方連成小橋，而使電場發(fā)生畸變。造成擊穿電場下降。2）撞擊游離和氣體電離的理論類似。不過由于液體中分子間的距離比氣體小得多，電子在兩次碰撞間的自由行程也短得多，因此，要獲得足夠的能量就要需要更高的電場強(qiáng)度，這說明液體的擊穿場強(qiáng)比氣體高的多。

    3、固體材料的電擊穿理論固體材料的本征擊穿場強(qiáng)比液體材料高得多，一般在50-150兆伏/米由于固體材料聚集很緊，電子在其中的運(yùn)動就不能簡單地看作單個電子與單個分子或原子相碰撞，而是受周圍許多分子或原子對它的制約。如電子通過晶格時，受晶格質(zhì)點(diǎn)振動的影響，使運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化，同時也發(fā)生能量的轉(zhuǎn)移，這過程稱散射。當(dāng)電子的獲得的能量大于損失的能量時，電子就不斷被加速，就會導(dǎo)致?lián)舸┌l(fā)生。從這點(diǎn)出發(fā)提出兩種最主要的電擊穿理論：其一，弗羅利赫（Frohlich）理論，另一個是希伯爾理論。此外，還有許多電擊穿理論，如場致發(fā)射擊穿理論，電機(jī)械應(yīng)力破壞理論。

    4固體介質(zhì)的熱擊穿理論介質(zhì)的擊穿因熱因素起決定作用的引起的破壞稱為熱擊穿。

    5、局部放電導(dǎo)致?lián)舸┎牧蠐舸┌l(fā)生在局部，而沒有貫穿到兩電極之間，這種現(xiàn)象稱為局部放電。

    3試樣、電極、媒質(zhì)以及升壓方式的選擇

    1、試樣與電極

    試樣與電極的大小影響擊穿試驗結(jié)果

    1）固體材料的試樣

    GB1408有規(guī)定，如表

    一般試樣厚度不要超過3mm，厚度測量誤差最好不要超過1%

    2）測量固體材料用電極

    電極必需是良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能；電極表面光滑并與試樣良好的接觸；板材或薄膜試樣一般用圓柱形銅或不銹鋼電極；管狀或型材試樣，一般要采用金屬箔或沉積金屬層，管狀試樣內(nèi)徑小時，可用彈性金屬片、金屬粉末以及導(dǎo)電液體等作為內(nèi)電極。電極尺寸見表

    3）液體材料取樣及電極

    液體介質(zhì)擊穿試驗用電極有平板和球型兩種。我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)用是平板型電極，電極直徑為25mm，間距為2.5mm，邊緣的曲率半徑2mm,表面光潔度▽7.液面離電極的最高點(diǎn)距離不少于22mm.電極距容器內(nèi)壁各點(diǎn)不少于13mm，電極軸心應(yīng)對準(zhǔn)并保持水平，電極間隙應(yīng)均勻。電極及容器所用材料應(yīng)不會和試樣作用，一般用陶瓷或玻璃制成容器，用銅或不銹鋼做電極。

    2、媒質(zhì)

    為防止材料發(fā)生表面閃絡(luò)，同時也為了避免擊穿發(fā)生在電極的邊緣，必須選用相對介電常數(shù)（或電導(dǎo)率）比較大的，而且擊穿場強(qiáng)也比較高的材料做媒質(zhì)。如變壓器油、礦物油和硅油.選用的媒質(zhì)必須與試樣不會發(fā)生相互作用

    3、升壓方式

    擊穿場強(qiáng)隨施加電壓的時間的增長而下降；在交流或直流電壓的擊穿試驗中，電壓作用時間體現(xiàn)在升壓方式和升壓速度；而在耐壓試驗中，電壓的作用除與升壓速度有關(guān)外，主要還決定于耐壓時間。顯然，電壓作用時間越長對試樣考驗就越嚴(yán)格。擊穿試驗升壓方式分三種：連續(xù)升壓、逐級升壓和慢升壓。