電工材料工頻電壓擊穿|電氣介電強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)

工頻耐壓試驗(yàn)

1、交流耐壓：是交流設(shè)備的基本耐壓方式。用于校核設(shè)備在交流高壓下的絕緣水平。對(duì)220kV及以下電壓等級(jí)的設(shè)備也用于等效校核絕緣耐受沖擊電壓的能力。

2、交流耐壓試驗(yàn)實(shí)施辦法：電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程（DL/T 596）已對(duì)各類設(shè)備的耐壓值作出了規(guī)定。以電力變壓器為例，當(dāng)大修而全部更換繞組后，按出廠試驗(yàn)電壓值進(jìn)行試驗(yàn)。在其它情況下，它們的耐壓值取出廠試驗(yàn)電壓的85％。

3、方法：1min工頻耐壓試驗(yàn)。如通過1min耐壓試驗(yàn)，則可判斷絕緣合格。

主要技術(shù)參數(shù)：

工頻電壓下絕緣的擊穿和耐壓試驗(yàn)：

工頻電壓下絕緣強(qiáng)度和耐壓試驗(yàn)裝置：高壓試驗(yàn)變壓器、調(diào)壓器、電壓測(cè)量系統(tǒng)以及控制和保護(hù)裝置等。

1、高壓試驗(yàn)變壓器：

包括容量、電壓及其波形。容量--根據(jù)試樣在試驗(yàn)電壓下流過的電容電流來計(jì)算即：

P=U2ωCx(伏.安)  式中：U--施加電壓有效值（伏）， ω--角頻率，Cx—試樣電容；一般電容量高壓側(cè)電流1安以上。

電壓－一般根據(jù)試樣電壓來選，單臺(tái)變壓器最高電壓等級(jí)為750千伏；如果再高實(shí)驗(yàn)電壓就用多臺(tái)串聯(lián)。實(shí)驗(yàn)電壓波形，一般為正弦波，波形畸變將會(huì)影響電壓測(cè)量。Um=√2U有效

2、調(diào)壓、控制及保護(hù)：

1）調(diào)壓器 －調(diào)節(jié)通過接在實(shí)驗(yàn)變壓器和電源之間的調(diào)壓器來實(shí)現(xiàn)，分：自耦調(diào)壓器（通過滑動(dòng)觸點(diǎn)沿繞阻移動(dòng)來改變輸出電壓，其特點(diǎn)是體積小、漏抗小、價(jià)格也便宜，但由于滑動(dòng)觸點(diǎn)在電流比較大時(shí)會(huì)出現(xiàn)火花，因此，一般容量只用于幾千伏安以下，油浸式的可達(dá)幾十千伏安）和移圈式調(diào)壓器。

2）控制電路 控制線路要實(shí)現(xiàn)下列各點(diǎn)要求

（1）只有在試驗(yàn)人員撤離高壓危險(xiǎn)區(qū)，并關(guān)好安全門之后才能加壓；

（2）升壓必需從零開始；

（3）在試樣發(fā)生擊穿時(shí)能自動(dòng)切斷電源；

（4）在自動(dòng)升壓裝置中還要能控制升壓、降壓及停止等動(dòng)作。

3）保護(hù)和接地（除過電流保護(hù)器、安全門開關(guān)、調(diào)壓器限位開關(guān)等外，其他在線路的低壓部分都要接上保護(hù)放電器，還需接保護(hù)電阻、此外，還要有圍欄、連鎖裝置和信號(hào)燈并備有接地棒以保證人身安全）

3、工頻電壓的測(cè)量：

工頻高電壓的測(cè)量方法分：直接測(cè)量高電壓（如利用球隙放電、靜電電壓表、旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)等）；將高電壓變換為低電壓測(cè)量（互感器、分壓器）；通過測(cè)量試驗(yàn)變壓器本身低壓繞組的電壓來換算出高壓端的試驗(yàn)電壓。

1）靜電電壓表法－用于試驗(yàn)電壓不高的情況（200KV）。

2）球隙測(cè)量法－此法試驗(yàn)電壓可以高，但測(cè)量麻煩，影響因素較多，裝置的占地面積較大。3）互感器測(cè)量法－通過互感器將高壓變低壓進(jìn)行測(cè)量，精度高，但較貴。

4）電容分壓器法－通過串聯(lián)電容分壓測(cè)出其中低阻抗的電容器上的電壓，可以推算出試驗(yàn)電壓。

5)測(cè)量繞組法－通過變壓器內(nèi)部繞組，可以按比例把測(cè)量電壓算出來。

4、直流電壓下絕緣的擊穿和耐壓試驗(yàn)：

由于有很多電氣設(shè)備是在直流電壓下運(yùn)行的，有些雖在交流下運(yùn)行，但由于其電容量很大，工頻試驗(yàn)變壓器的容量不能滿足要求而又沒有補(bǔ)償電抗器時(shí)，采用直流電壓下測(cè)定其絕緣強(qiáng)度以替代工頻下的絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)。其測(cè)量裝置必需要有一套直流高壓裝置和直流電壓測(cè)量系統(tǒng)。直流高電壓可以通過各種方法獲得。一般是通過高壓整流，即先通過變壓器把工頻電壓升高。而后，在利用高壓整流器把工頻高壓變?yōu)橹绷鞲邏骸９ゎl的升壓及有關(guān)的控制、保護(hù)裝置與上節(jié)所述相同。

5、高壓整流：

絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)用的直流高壓設(shè)備應(yīng)滿足一下要求：

1）電壓等級(jí)應(yīng)滿足試驗(yàn)電壓要求，我國(guó)已有百萬伏以上的直流高壓裝置

2）設(shè)備容量應(yīng)能輸出電流10-20毫安

3）電壓脈動(dòng)系數(shù)小于或等于5%

6、倍壓線路

簡(jiǎn)單的整流線路不論是半波還是全波，最高輸出電壓只能接近于變壓器輸出電壓的峰值。如果要獲得更高的直流電壓，可以采用倍壓線路。

7、直流高壓的測(cè)量

測(cè)量方法很多，可用儀表直接測(cè)量，也可用分壓器等間接測(cè)量。測(cè)量的誤差小于3%。對(duì)于電壓脈動(dòng)系數(shù)小于或等于5%，可用靜電伏特計(jì)和球隙法。旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)也可測(cè)直流高壓。

電工材料工頻電壓擊穿|電氣介電強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)接地系統(tǒng)要求：

1、挖一0.5米深、3米寬、3米長(zhǎng)的坑。

2、將2.5米長(zhǎng)的3根角鋼用大鐵錘砸入地下，3根角鋼成一直線或是成一個(gè)等邊三角形

每?jī)筛卿撻g相距2.5米。

3、在離地面0.5米深的地方將砸入地下的3根角鋼焊接在一起。

4、用10mm2以上的多股銅線或金屬排（建議用鍍鋅鋼排或銅排）將接地系統(tǒng)引入實(shí)驗(yàn)室。
5、焊接好之后用泥土將0.5米深的坑填滿。
6、若要使接地系統(tǒng)更加良好，北京智德創(chuàng)新檢測(cè)儀器可將砸入地下的角鋼之間用木碳和工業(yè)鹽填充。
7、用接地電阻測(cè)量?jī)x定期地測(cè)量接地電阻值，確保在1Ω以下。
8、接地系統(tǒng)必須使用3根或3根以上的鍍鋅角鋼砸入地下，角鋼布置成一個(gè)方陣，建造于潮濕的地方。

測(cè)試和測(cè)試樣狀況的影響因素：
1、電極——通常，隨著電極區(qū)域的增加，擊穿電壓會(huì)降低，這種影響對(duì)于薄試樣來說更為明顯。電極的幾何形狀也會(huì)影響測(cè)試的結(jié)果。制作電極的材料也會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響，這是因?yàn)殡姌O材料的熱導(dǎo)性和功函會(huì)對(duì)熱機(jī)制和發(fā)電機(jī)制產(chǎn)生影響。通常來說，由于缺乏相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，所以很難確定電極材料的影響。
2、試樣厚度——固體工業(yè)絕緣材料的絕緣強(qiáng)度主要取決于試樣的厚度。經(jīng)驗(yàn)顯示，對(duì)于固體和半固體材料來說，絕緣強(qiáng)度與以試樣厚度為分母的分?jǐn)?shù)成反比，更多的證據(jù)顯示，對(duì)于相對(duì)均勻的固體來說，絕緣強(qiáng)度與厚度的平方根互為倒數(shù)。如果固體試樣能熔化后倒入到固定電極之間并凝固下來，那么電極間距的影響將很難得到明確的定義。因?yàn)樵谶@種情況下，可以隨意固定電極間距，所以習(xí)慣在液體或可溶固體中進(jìn)行絕緣強(qiáng)度測(cè)試，此時(shí)電極間具有標(biāo)準(zhǔn)的固定空間。北京智德創(chuàng)新檢測(cè)儀器因?yàn)榻^緣強(qiáng)度取決于厚度，所以如果在報(bào)告絕緣強(qiáng)度數(shù)據(jù)時(shí)缺乏測(cè)試所用試樣的起始厚度，那么這樣的數(shù)據(jù)將毫無意義。
3、溫度——試樣和環(huán)境介質(zhì)的溫度將影響絕緣強(qiáng)度，雖然對(duì)于大多數(shù)材料來說，微小的環(huán)境溫度變化對(duì)材料造成影響可以忽略不計(jì)。通常，絕緣強(qiáng)度隨溫度的升高而降低，但其強(qiáng)度的極限取決于被測(cè)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(duì)絕緣強(qiáng)度與溫度的關(guān)系進(jìn)行確定。
4、時(shí)間——電壓應(yīng)用的速率也會(huì)影響測(cè)試結(jié)果。通常，擊穿電壓隨電壓應(yīng)用速率的增加而提高。這是預(yù)料之中的，因?yàn)闊釗舸C(jī)制有賴于時(shí)間，而放電機(jī)制也有賴于時(shí)間，雖然在一些情況下，后一種機(jī)制通過產(chǎn)生局部電場(chǎng)高臨界強(qiáng)度造成快速失效。
5、 波形——通常，應(yīng)用電壓的波形也會(huì)影響絕緣強(qiáng)度。北京智德創(chuàng)新檢測(cè)儀器在本測(cè)試方法的限制說明中，波形的影響是不顯著的。
6、頻率——對(duì)于本測(cè)試法，在工業(yè)用電頻率范圍內(nèi)，頻率的變化對(duì)絕緣強(qiáng)度的影響將不是那么顯著。但是，不能從本測(cè)試法所得結(jié)果中推斷出其他非工業(yè)用電頻率（50到60HHz）對(duì)絕緣強(qiáng)度的影響。
7、 環(huán)境介質(zhì)——通常測(cè)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。
8、相對(duì)濕度——相對(duì)濕度影響絕緣強(qiáng)度是因?yàn)闇y(cè)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(dǎo)率。因此，它的重要性很大程度上有賴于測(cè)試材料的性質(zhì)。但是，即使材料只吸收了一點(diǎn)甚至沒有吸收水分，仍會(huì)受到影響，因?yàn)樵谟兴那闆r下，將大大提高放電的化學(xué)效應(yīng)。除此之外，還應(yīng)調(diào)查暴露在電場(chǎng)強(qiáng)度中的影響，北京智德創(chuàng)新檢測(cè)儀器通常通過標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)節(jié)流程來控制或限制相對(duì)濕度的影響。