擊穿強(qiáng)度|電氣強(qiáng)度|介電擊穿測(cè)試儀

絕緣油擊穿電壓試驗(yàn)探究試驗(yàn)準(zhǔn)備以及試驗(yàn)方法概述

（一）試驗(yàn)準(zhǔn)備

1.油品的抽取與準(zhǔn)備

在油品的抽取與準(zhǔn)備過(guò)程當(dāng)中，因?yàn)橛推吩谑堑臏?zhǔn)備過(guò)程當(dāng)中極易吸收水分，并且在實(shí)際油品當(dāng)中的雜質(zhì)對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響也十分巨大，所以在準(zhǔn)備過(guò)程當(dāng)中需要清潔干燥的取樣器。并且需要嚴(yán)格的按照《石油和液體石油產(chǎn)品取樣法》當(dāng)中的取樣要求進(jìn)行操作，而如果代取樣品被置于桶或聽(tīng)當(dāng)中，那么應(yīng)該從底部進(jìn)行取樣。取樣完成之后需要輕輕的搖動(dòng)容器，讓油品當(dāng)中的雜質(zhì)可以均勻的分布，不再樣品當(dāng)中留有氣泡。最后需要將樣品導(dǎo)入到油杯當(dāng)中，在導(dǎo)入的過(guò)程當(dāng)中需要注意，不能讓其產(chǎn)生氣泡，必要的時(shí)候可以借助于玻璃棒等工具。前提是輔助工具同樣需要整潔干燥。這一過(guò)程需要在防塵、干燥的環(huán)境當(dāng)中進(jìn)行。

2.油杯的準(zhǔn)備

對(duì)于油杯的使用同樣具有很多規(guī)定的使用規(guī)范。首先來(lái)說(shuō)，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，如果油杯不進(jìn)行工作，那么其內(nèi)部應(yīng)該置滿(mǎn)干燥的油，并且還需將其放置在防塵、干燥的環(huán)境之下。其次，雖然油杯在不進(jìn)行使用的過(guò)程當(dāng)中會(huì)被注入油，但是如果油杯經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間放置，那么也需要在對(duì)其使用之前進(jìn)行嚴(yán)格的清洗。首先需要將電極拆下并進(jìn)行仔細(xì)的清洗。接著需要利用干燥的油進(jìn)行再次清洗，最后安裝電極，在安裝的過(guò)程當(dāng)中需要注意，不能讓手指觸碰到電極。而油杯的準(zhǔn)備需要按照以上過(guò)程進(jìn)行，并且至少重復(fù)兩次。而在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中，如果想要達(dá)到更好的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，就可以?duì)上述步驟進(jìn)行多次重復(fù)。

3.測(cè)量

對(duì)于油品的測(cè)量我們主要是應(yīng)用第三代ＳＹ型號(hào)的便捷式絕緣油耐壓試驗(yàn)儀對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，在測(cè)試的過(guò)程當(dāng)中操作者需要注意，電極之間的距離應(yīng)該為２．５ｍｍ，測(cè)試過(guò)程當(dāng)中的攪拌時(shí)間為１０ｓ，之后需要對(duì)樣品靜置１ｍｉｎ，接著對(duì)油樣進(jìn)行擊穿電壓實(shí)驗(yàn)。

總的來(lái)說(shuō)，絕緣油擊穿電壓試驗(yàn)是一個(gè)操作過(guò)程并不復(fù)雜但是操作要求十分高的實(shí)驗(yàn)，雖然其最終的測(cè)試方法也是依賴(lài)于設(shè)備而完成的，但是其在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中所具有的實(shí)驗(yàn)效果卻不是設(shè)備所進(jìn)行控制的。而在實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備過(guò)程當(dāng)中需要時(shí)刻保持操作環(huán)境以及操作設(shè)備的防塵、干燥。以及油品的質(zhì)量與衛(wèi)生。

（二）試驗(yàn)方法

在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中，因?yàn)樾碌慕^緣油，其所存在的含水量較高。通常情況之下在１００μＬ／Ｌ之上，所以在對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程當(dāng)中需要對(duì)應(yīng)用到的絕緣油進(jìn)行干燥處理。對(duì)于絕緣油的干燥處理我們通常會(huì)應(yīng)用ＺＬ-３０ＡＺ濾油機(jī)對(duì)其進(jìn)行過(guò)濾與干燥。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程當(dāng)中為了可以達(dá)到新油與舊油之間的擊穿電壓比較，則需要在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程當(dāng)中對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行加熱。加熱之后的實(shí)驗(yàn)區(qū)間為２０-８０℃，并且每經(jīng)過(guò)１０℃就進(jìn)行因一次耐壓試驗(yàn)。為了進(jìn)一步完善試驗(yàn)數(shù)據(jù)，還需要杜絕油杯溫度對(duì)于樣品溫度以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程的影響，這樣在對(duì)油進(jìn)行加熱之前，還需對(duì)杯子進(jìn)行預(yù)熱。因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)的過(guò)程當(dāng)中還會(huì)有攪拌與靜置的時(shí)間，而在這一環(huán)節(jié)之下，油溫會(huì)進(jìn)一步下降。所以為了避免這個(gè)過(guò)程對(duì)試驗(yàn)造成誤差，則可以適當(dāng)?shù)目s短攪拌與靜置的時(shí)間。

二、試驗(yàn)結(jié)果論述

（一）溫度對(duì)擊穿電壓的影響

經(jīng)過(guò)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程我們可以發(fā)現(xiàn)，最終影響絕緣油介電強(qiáng)度大小的主要原因有溫度，水分一級(jí)雜質(zhì)。而在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中，如果其中存在水分，那么溫度的影響就會(huì)變得更加的明顯，如圖一所示，是絕緣油擊穿電壓以及溫度之間的關(guān)系圖，從圖中我們可以看出，當(dāng)問(wèn)溫度在２０-４０℃當(dāng)中，絕緣油擊穿電壓變化并不明顯，因?yàn)椴缓须s質(zhì)的樣品，其實(shí)際的介電強(qiáng)度是由其中的粒子游離性所決定的。

（二）水分對(duì)擊穿電壓的影響

水分是油樣擊穿電壓受到不同影響的一個(gè)重要原因。即使是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，我們利用品質(zhì)純凈尚且沒(méi)有發(fā)生氧化的油，只要其內(nèi)部含有水分，那么其擊穿電壓強(qiáng)度就會(huì)受到很大程度的影響，并且絕緣油的擊穿電壓會(huì)隨著樣品含水量的增加而逐漸減少。所以在對(duì)絕緣油進(jìn)行運(yùn)輸以及存儲(chǔ)的過(guò)程當(dāng)務(wù)必注意防水防潮。

（三）雜質(zhì)對(duì)擊穿電壓的影響

在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中我們可以發(fā)現(xiàn)，沒(méi)有加入雜質(zhì)的樣品擊穿電壓將會(huì)比加入雜質(zhì)樣品的擊穿電壓高大約１０ｋｖ。在20℃～70℃間兩油樣擊穿電壓所受溫度的變化趨勢(shì)幾乎相同。而在油溫達(dá)到70℃～80℃時(shí),加入雜質(zhì)后的油樣擊穿電壓下降明顯,在此溫度下未加雜質(zhì)油樣的擊穿電壓下降不大。

油中的雜質(zhì)主要來(lái)自外來(lái)的雜質(zhì)和內(nèi)分解的雜質(zhì)、懸浮于絕緣油中的纖維、絕緣紙和游離碳等,在電場(chǎng)中有可能極化,并沿電場(chǎng)方向拉伸作定向排列,構(gòu)成雜質(zhì)“小橋，進(jìn)而導(dǎo)致油的擊穿現(xiàn)象發(fā)生。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，擊穿電壓其實(shí)是為了進(jìn)一步考核絕緣油的基本性質(zhì)，是衡量絕緣油設(shè)備在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中所具有的抗壓能力的重要指標(biāo)。也是反應(yīng)絕緣油內(nèi)部當(dāng)中是否具有水等其他雜質(zhì)的重要方法。而通過(guò)對(duì)絕緣油的實(shí)驗(yàn)我們可以在應(yīng)用的早期發(fā)現(xiàn)設(shè)備當(dāng)中所存在的潛在安全問(wèn)題。本文以上內(nèi)容對(duì)不同溫度、不同環(huán)境之下的絕緣油實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行了簡(jiǎn)要的研究。雖然現(xiàn)階段充油電氣設(shè)備當(dāng)中仍然存在著很多的問(wèn)題，但是技術(shù)人員應(yīng)該走好技術(shù)革新的每一步。

絕緣耐壓試驗(yàn)：

電力變壓器交流試驗(yàn)電壓值
括號(hào)內(nèi)數(shù)值適用于不固定接地或經(jīng)小電抗接地系統(tǒng)

擊穿強(qiáng)度|電氣強(qiáng)度|介電擊穿測(cè)試儀儀器圖片

三、介電強(qiáng)度定義：

大多數(shù)高分子材料在一定電壓范圍內(nèi)是絕緣體，但是隨著施加電壓的升高，性能會(huì)逐漸下降。電壓升到一定值時(shí)變成局部導(dǎo)電，此時(shí)稱(chēng)為材料的擊穿。

定義:

介電強(qiáng)度   試樣擊穿時(shí),單位厚度承受的擊穿電壓值，單位為kv/mm或Mv/m。有時(shí)也稱(chēng)為電氣強(qiáng)度或擊穿強(qiáng)度。通常介電強(qiáng)度越高,材料的絕緣質(zhì)量越好

Eb＝Ub/h.

Eb表征了材料所能承受的最大電場(chǎng)強(qiáng)度，是高聚物絕緣材料的一項(xiàng)重要指標(biāo)。聚合物絕緣材料的 Eb 一般為107V/cm左右。

耐電壓   在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,對(duì)試驗(yàn)施加規(guī)定的電壓及時(shí)間,試樣不被擊穿所能承受的最高電壓。

塑料的電擊穿機(jī)理

問(wèn)題復(fù)雜---介電擊穿機(jī)理可分為本征擊穿（電擊穿）、熱擊穿、化學(xué)擊穿、放電擊穿等，往往是多種機(jī)理綜合發(fā)生。通常把不隨溫度變化的擊穿稱(chēng)為電擊穿，把隨溫度變化的擊穿稱(chēng)為熱擊穿

熱擊穿   外部表現(xiàn)是介電強(qiáng)度隨溫度升高而迅速下降；與電壓作用的長(zhǎng)短有關(guān)；與電場(chǎng)畸變及周?chē)橘|(zhì)的電性能關(guān)系不大；擊穿點(diǎn)多發(fā)生在電極內(nèi)部。

介質(zhì)在電場(chǎng)中產(chǎn)生的熱量大于它能散發(fā)的熱量．使其內(nèi)部溫度不斷升高。溫度升高導(dǎo)致其電阻下降，流經(jīng)試樣電流增大．產(chǎn)生的熱量更多，如此循環(huán)不已，致使介質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N聚集態(tài)，失去耐電壓能力,材料被破壞。

電擊穿   特點(diǎn)是介電強(qiáng)度受溫度的影響不大；電作用時(shí)間對(duì)結(jié)果無(wú)影響；與周?chē)橘|(zhì)的電性能有關(guān)；擊穿點(diǎn)常常出現(xiàn)在電極邊緣其至電極以外。

在固體介質(zhì)中，總有一些自由電子存在,它們?cè)谕怆妶?chǎng)作用下被加速而撞擊中性原子,致使原子電離，在這種作用繼續(xù)下造成材料擊穿.

一般來(lái)說(shuō)，工作溫度高散熱條件差，介質(zhì)電導(dǎo)及損耗大的材料．發(fā)生熱擊穿的幾率高。

介電強(qiáng)度測(cè)定

介電強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)采用的基本裝置是一個(gè)可調(diào)變壓器和一對(duì)電極。

試驗(yàn)中使用的試樣厚度為1.59mm.

實(shí)驗(yàn)方法有兩種

短時(shí)法：將電壓以平均速度率逐漸增加到材料發(fā)生介電破壞；

低速升壓法：是將預(yù)測(cè)擊穿電壓值的一半作為起始電壓，然后以均勻速度率增加電壓直到發(fā)生擊穿。

介電強(qiáng)度測(cè)試的影響因素

電壓波形及電壓作用時(shí)間影響： 

材料在電場(chǎng)作用下，單位時(shí)間產(chǎn)生的熱量為QF介質(zhì)散發(fā)出去的熱量為Qs，當(dāng)QF略大時(shí)就產(chǎn)生熱不平衡，進(jìn)而介質(zhì)溫度升高,最后發(fā)生擊穿。因此, 可根據(jù)極限條件QF＝QS來(lái)求得熱擊穿電壓VB：

當(dāng)電壓頻率增加時(shí)值要下降，當(dāng)波形失真大時(shí)，—般都會(huì)有高次諧波出現(xiàn)，這樣會(huì)使VB降低，因此必須限制這個(gè)量。

作用時(shí)間的影響:多因熱量積累而使擊穿電壓值隨電壓作用時(shí)間增加而下降.

處于熱擊穿形式的試樣，基本上隨升壓速度的提高擊穿強(qiáng)度也增大。因此，一般規(guī)定試樣擊穿電壓低于20kv時(shí)升壓速度為1.0kv/s;大于或等于20kv時(shí)升壓速度為2.0kv/s。

溫度的影響：

試樣厚度對(duì)介電強(qiáng)度的影響 ：

濕度影響：  因水分浸入材料而導(dǎo)致其電阻降低，必然降低擊穿電壓VB值。如有機(jī)硅玻璃布板。常態(tài)下E＝18kv／mm，受潮后E＝12kV／mm。

電極倒角的影響 ：  電極邊緣處電場(chǎng)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于內(nèi)部,但邊緣效應(yīng)極難消除。為避免電極邊緣成一直角,需采用一定倒角r 。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定r＝2.50mm。

媒質(zhì)電性能影響 ：   

 高壓擊穿試驗(yàn)往往把樣品放在一定媒質(zhì)(如變壓器油)中．其目的為縮小試樣尺寸防止飛弧。但媒質(zhì)本身的電性能對(duì)屬于電擊穿為主的材料有明顯影響，而以熱擊穿為主的材料影響極小.故標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)要求油的擊穿電壓 VB＞=25kv/2.5mm.

Pvc電纜料及酚醛模塑料擊穿點(diǎn)在電極邊緣，當(dāng)油臟時(shí)在試樣邊緣處有很明顯的集聚物的痕跡，而在凈油中沒(méi)有。

 對(duì)于酚醛層壓板擊穿點(diǎn)在電極內(nèi)部，以熱擊穿為主。油的性能對(duì)該材料沒(méi)什么影響