一、漆包線耐擊穿電壓試驗(yàn)儀技術(shù)參數(shù):
型號(hào):ZJC-100E
輸入電壓:220V±10% 50-60Hz
功率:10kvA
輸出電壓:AC/DC;0-100kV
升壓速率:0.1kv/S-5kv/S(無(wú)檔)
升壓方式:AC/DC;勻速升壓,慢速升壓,快速升壓,耐壓試驗(yàn),梯度升壓
試驗(yàn)判停方式:電壓或電流
試驗(yàn)介質(zhì):絕緣油或空氣
電壓精度:1.5%≤;(10-100)%
電流設(shè)置:1-30mA可調(diào)
試驗(yàn)放電:試驗(yàn)結(jié)束自動(dòng)放電或手動(dòng)按鈕放電或放電棒放電
安全設(shè)置:電壓保護(hù);電流保護(hù);時(shí)間保護(hù);高壓裝置運(yùn)行提示;儀器電源未接通提示;高壓運(yùn)行結(jié)束提示;高壓放電運(yùn)行提示 ;高壓起點(diǎn)提示;放電機(jī)構(gòu)位置檢測(cè);開(kāi)關(guān)安全門(mén)(門(mén)開(kāi)啟自動(dòng)斷電);高壓?jiǎn)?dòng)和高壓停止有單獨(dú)開(kāi)關(guān)(與安全門(mén)聯(lián)動(dòng));升壓裝置有起點(diǎn)和終點(diǎn)限位開(kāi)關(guān);主機(jī)帶有單獨(dú)電壓、電流顯示功能保護(hù);主機(jī)帶有試驗(yàn)結(jié)束自動(dòng)放電機(jī)構(gòu);人工控制的手動(dòng)放電裝置有兩種(放電棒和按鈕開(kāi)關(guān)放電);直流試驗(yàn)結(jié)束儀器自動(dòng)放電;接地安全線檢測(cè)功能保護(hù);
實(shí)驗(yàn)環(huán)境:濕度80%≤;溫度40℃≤。
試驗(yàn)輔助功能:照明;排風(fēng)
設(shè)備尺寸(長(zhǎng)寬高mm):1600*1000*1500
重量(kg):1000kg
測(cè)試材料:絕緣材料類(lèi);
符合標(biāo)準(zhǔn):GB/T1408.1-2016;IEC60243-1:2013;GB/T1408.2-2016;IEC60243-2:2013;ASTM D149;GB/T1695-2005;
可選配:高溫空氣中測(cè)試;高溫油中測(cè)試;
提高固體電介質(zhì)擊穿電壓的方法
【摘 要】文章介紹提高固體電介質(zhì)擊穿電壓的方法。通過(guò)功能概述、要點(diǎn)歸納,掌握提高固體電介質(zhì)擊穿電壓常用方法和措施。
【關(guān)鍵詞】介質(zhì)擊穿;絕緣
在強(qiáng)電場(chǎng)作用下,固體電介質(zhì)喪失電絕緣能力而由絕緣狀態(tài)突變?yōu)榱紝?dǎo)電狀態(tài)。導(dǎo)致?lián)舸┑膠ui低臨界電壓稱為擊穿電壓。均勻電場(chǎng)中,擊穿電壓與固體電介質(zhì)厚度之比稱為擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱擊穿場(chǎng)強(qiáng),又稱介電強(qiáng)度),它反映固體電介質(zhì)自身的耐電強(qiáng)度。不均勻電場(chǎng)中,擊穿電壓與擊穿處固體電介質(zhì)厚度之比稱為平均擊穿場(chǎng)強(qiáng),它低于均勻電場(chǎng)中固體電介質(zhì)的介電強(qiáng)度。
1、擊穿形式
根據(jù)擊穿的發(fā)展過(guò)程,固體電介質(zhì)的擊穿可分為3種形式:電擊穿、熱擊穿和電化學(xué)擊穿,同一種電介質(zhì)中發(fā)生何種形式的擊穿,取決于不同的外界因素。隨著擊穿過(guò)程中固體電介質(zhì)內(nèi)部的變化,擊穿過(guò)程可以從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。
1.1 電擊穿
取決于固體電介質(zhì)中碰撞電離的一種擊穿形式。電場(chǎng)使電介質(zhì)中積聚起足夠數(shù)量和足夠能量的帶電質(zhì)點(diǎn),導(dǎo)致電介質(zhì)喪失絕緣性能。對(duì)于電擊穿有以下幾種不同的理論解釋?zhuān)罕菊鲹舸㈦娮颖罁舸┖碗娭聶C(jī)械應(yīng)力擊穿,通常以本征擊穿代表電擊穿,所以電擊穿有時(shí)又稱本征擊穿。本征擊穿過(guò)程所需時(shí)間為10-8s數(shù)量級(jí),擊穿場(chǎng)強(qiáng)大于1MV/cm。
1.2 熱擊穿
在電場(chǎng)作用下,固體電介質(zhì)承受的電場(chǎng)強(qiáng)度雖不足以發(fā)生電擊穿,但因電介質(zhì)內(nèi)部熱量積累、溫度過(guò)高而導(dǎo)致失去絕緣能力,從而由絕緣狀態(tài)突變?yōu)榱紝?dǎo)電狀態(tài)。
1.3 電化學(xué)擊穿
在電場(chǎng)、溫度等因素作用下,固體電介質(zhì)發(fā)生緩慢的化學(xué)變化,性能逐漸劣化,最終喪失絕緣能力,從而由絕緣狀態(tài)突變?yōu)榱紝?dǎo)電狀態(tài)。電化學(xué)擊穿過(guò)程包括兩部分:因固體電介質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化而引起的電介質(zhì)老化;與老化有關(guān)的擊穿過(guò)程。
固體電介質(zhì)發(fā)生緩慢化學(xué)變化的原因多種多樣。直流電壓下,固體電介質(zhì)因離子電導(dǎo)而發(fā)生電解,結(jié)果在電極附近形成導(dǎo)電的金屬樹(shù)枝狀物,甚至從一個(gè)電極伸展到另一個(gè)電極。在電場(chǎng)作用下,固體電介質(zhì)內(nèi)部的氣泡中,或不同固體電介質(zhì)之間的氣隙或油隙中,會(huì)發(fā)生局部放電。與固體電介質(zhì)接觸的電極邊緣場(chǎng)強(qiáng)較強(qiáng)的局部區(qū)域內(nèi)如有氣體或液體電介質(zhì),這里也會(huì)發(fā)生局部放電。局部放電的長(zhǎng)期作用會(huì)使固體電介質(zhì)逐步損壞。
電場(chǎng)越強(qiáng),溫度越高,電壓作用時(shí)間越長(zhǎng),固體電介質(zhì)的化學(xué)變化進(jìn)行得越強(qiáng)烈,其性能的劣化也越嚴(yán)重。
固體電介質(zhì)的化學(xué)變化通常使其電導(dǎo)增加,這會(huì)使固體電介質(zhì)的溫度上升,因而電化學(xué)擊穿的最終形式是熱擊穿。
影響因素:影響固體電介質(zhì)擊穿電壓的主要因素有:電場(chǎng)的不均勻程度,作用電壓的種類(lèi)及施加的時(shí)間,溫度,固體電介質(zhì)性能、結(jié)構(gòu),電壓作用次數(shù),機(jī)械負(fù)荷,受潮等。
2、提高固體擊穿電壓的方法:
(1)改進(jìn)制造工藝,使介質(zhì)可能做到均勻致密。
(2)改進(jìn)絕緣設(shè)計(jì),使電場(chǎng)分布均勻。
(3)改善絕緣的運(yùn)行條件。
3、提高固體擊穿電壓的具體措施:
(1)通過(guò)精選材料、改善工藝、真空干燥、加強(qiáng)油浸(油、膠、漆),以清除固體電介質(zhì)中殘留的雜質(zhì)、氣泡、水分等。
如電力電容器內(nèi)部的浸漬劑主要作用是填充固體絕緣介質(zhì)的空隙,以提高介質(zhì)的耐電強(qiáng)度,改善局部放電特性和增強(qiáng)散熱冷卻的能力。由于電容器絕緣介質(zhì)的工作電場(chǎng)強(qiáng)度較高,同時(shí)冷卻條件較差,因此對(duì)浸漬的技術(shù)性能要求較高。目前采用表面粗化薄膜,并在高真空下浸漬而形成的全膜電容器已廣泛應(yīng)用。
紙絕緣電纜在運(yùn)行過(guò)程中,由于黏性浸漬劑的熱膨脹系數(shù)大,在負(fù)荷、溫度有變動(dòng)體積改變明顯,而鉛鋁護(hù)套受熱后冷卻難以恢復(fù)原有尺寸,絕緣內(nèi)部容易形成氣隙。故黏性浸漬電纜僅適用于35KV以下交流系統(tǒng)。
更高電壓的油紙電纜選用黏度較低的電纜油浸漬,并加以油壓,以減小油中氣隙,提高絕緣強(qiáng)度。由于薄紙的電氣強(qiáng)度高,通常包纏用的紙帶改用0.045~0.075mm的薄紙來(lái)代替常用的0.12mm厚的電纜紙。隨著絕緣材料的發(fā)展,用烷基苯等合成油來(lái)代替電纜油,用薄膜-纖維合成紙來(lái)代替電纜紙。
(2)采取合理的絕緣結(jié)構(gòu)。使各部分絕緣的耐電強(qiáng)度與其承受的場(chǎng)強(qiáng)相匹配;改善電極形狀及表面光潔度,是電場(chǎng)分布均勻;改善電極與絕緣體的接觸狀態(tài),消除接觸觸電的氣隙或使接觸處的氣隙不承受電位差,如用半導(dǎo)體漆。
帶絕緣(總包絕緣)的三相交流電纜方式,電場(chǎng)屬非同軸圓柱分布,平行于紙層方向?qū)⒊霈F(xiàn)較強(qiáng)的切線分量,從而容易出現(xiàn)滑閃放電。故10KV以上的三芯電纜不用帶絕緣結(jié)構(gòu)而改用分相鉛包(或屏蔽)的,若線芯及金屬護(hù)層表面均光滑,其間絕緣層中的電場(chǎng)分布近于同軸圓柱體電場(chǎng),電場(chǎng)分布較為均勻。
交流110KV及以上的高壓套管常用電容式套管,它是在導(dǎo)電桿上包以多層絕緣紙構(gòu)成,在層間按設(shè)計(jì)要求位置加有鋁箔,以起到均壓作用。
油浸式變壓器中常用的絕緣紙有兩種:①電纜紙(通常用0.08~0.12mm厚),主要用于導(dǎo)線絕緣、層間絕緣及引線絕緣等;②更薄的電話紙和更柔軟的皺紋紙有利于包緊出線頭、引線等。絕緣紙板常用作繞組間的墊塊、隔板等,或制成絕緣筒及對(duì)鐵軛的角環(huán)等。在電場(chǎng)很不均勻的區(qū)域,如對(duì)鐵軛或高壓引線絕緣,也采用由紙漿制成合適形狀的絕緣成型件,以改善電場(chǎng)分布,防止發(fā)生沿面滑閃放電。通常變壓器繞組與鐵軛間的電場(chǎng)不如繞組中部均勻,故高壓進(jìn)線布置在繞組中部,若需將高壓引線(或自耦變壓器的中壓引線)安置在繞組端部時(shí),需要加進(jìn)靜電板以改善繞組近端部處的電場(chǎng)分布。靜電板是在絕緣環(huán)上用金屬帶包纏成一個(gè)具有較大曲率半徑的不閉合金屬環(huán),再包以很厚的絕緣層。
(3)在運(yùn)行中,注意防止塵污、防潮和有害氣體的侵蝕,加強(qiáng)散熱冷卻,如自然通風(fēng)、強(qiáng)迫通風(fēng)、氫冷、油冷、水內(nèi)冷等措施。如油、紙絕緣的配合使用,可以彌補(bǔ)各自缺點(diǎn),顯著增強(qiáng)絕緣性能,但紙纖維為多孔性的極性介質(zhì),極易吸收水分,即使經(jīng)過(guò)干燥油浸處理仍會(huì)吸潮。因此,在出廠前變壓器內(nèi)纖維的含水量應(yīng)降低到0.3%~0.5%,在現(xiàn)場(chǎng)如需吊芯,務(wù)必選擇晴朗干燥天氣,盡量縮短暴露時(shí)間。對(duì)于長(zhǎng)期停運(yùn)的變壓器再重新投入前,需檢查是否受潮,有時(shí)還可以先預(yù)熱干燥后再投入運(yùn)行。
漆包線耐擊穿電壓試驗(yàn)儀