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一、產(chǎn)品介紹

1、結(jié)構(gòu)原理及性能特點(diǎn)

絕緣材料高電壓擊穿試驗(yàn)儀主要由:升壓系統(tǒng)(高壓變壓器)、測(cè)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(jì)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(cè)量主要是從高壓變壓器測(cè)量端測(cè)量,高壓變壓器測(cè)量端和高壓端是線性的;試驗(yàn)軟件是我公司*研發(fā)的功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)單、顯示直觀的試驗(yàn)軟件系統(tǒng)。采用計(jì)算機(jī)控制,通過人機(jī)對(duì)話方式,完成對(duì)、絕緣介質(zhì)的工頻電壓擊穿,工頻耐壓試驗(yàn)。

2、適用范圍

絕緣材料高電壓擊穿試驗(yàn)儀主要適用于固體絕緣材料，如塑料薄膜，，絕緣套管，涂料圖層，電線電纜，絕緣油，硫化橡膠，聚四氟乙烯，PVC，漆包線，復(fù)合材料，電工材料，高分子材料，云母紙，云母帶，云母板，環(huán)氧板，環(huán)氧樹脂，絕緣漆，硅膠，膠片，有機(jī)硅，絕緣帶，絕緣膠，高壓電纜，導(dǎo)熱材料，纖維制品，玻璃，石棉及其制品，耐火，防火，防潮材料，其他塑料板(卷)、橡膠片、硅橡膠、TPE、色母料工頻電壓擊穿強(qiáng)度檢測(cè)儀、絕緣套管、其他塑料制品等介質(zhì)在工頻電壓或直流電壓下?lián)舸?qiáng)度和耐電壓時(shí)間的測(cè)試。

3、標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 1408.1-2016絕緣材料電氣強(qiáng)度試驗(yàn)方法 第1部分：工頻下試驗(yàn)；
GB/T 1408.2-2016絕緣材料電氣強(qiáng)度試驗(yàn)方法 第2部分:對(duì)應(yīng)用直流電壓試驗(yàn)的附加要求；
ASTM D149固體絕緣材料介電擊穿電壓和介電強(qiáng)度的試驗(yàn)方法；
GB/T 1695-2005硫化橡膠工頻擊穿電壓強(qiáng)度和耐電壓的測(cè)定方法；
GB/T 3333-1999電纜紙工頻擊穿電壓試驗(yàn)方法；
GB/T 8815-2008 電線電纜用軟聚氯乙烯塑料標(biāo)準(zhǔn)；
GBT 12656-1990電容器紙工頻擊穿電壓測(cè)定法；
HG/T 3330-2012絕緣漆漆膜擊穿強(qiáng)度測(cè)定法；

二、技術(shù)參數(shù)

a)      輸入電壓：AC 220V

b)     輸出電壓AC： 0～50KV；DC：0～50KV

c)      輸出功率：5KVA

d)     4、測(cè)量范圍： 0～50KV

e)      5、電壓測(cè)量誤差：≤ 2％

f)       6、升壓速率：0.1kV/s ～10 kV/s

g)     7、耐壓試驗(yàn)電壓：10～50KV連續(xù)可調(diào)

h)      8、耐壓時(shí)間： 0～4H（無電流導(dǎo)通情況下）

i)       9、電源：220V±10%的單相交流電壓和50Hz±1%的頻率

j)       10、電源電壓穩(wěn)定度外界電源電壓波動(dòng)≤10%

k)      11、長(zhǎng)×寬×高1100mm×800mm×1450mm

l)       12、設(shè)備自重：200kg

m)    13、運(yùn)行環(huán)境溫度：15 ～ 30℃，相對(duì)濕度：30%～85%能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

n)      14、接地要求儀器需要單獨(dú)接地，接地附合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求

o)     15、接地電阻要求≤4Ω（用戶實(shí)驗(yàn)室自行準(zhǔn)備）

p)     16、型號(hào)：ZJC-50E

q)     17、測(cè)試材料：絕緣材料類；

r)       18、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；

s)      19、可選配：高溫空氣中測(cè)試；高溫油中測(cè)試；

三、介質(zhì)擊穿概念理論

㈠. 概念

v 介質(zhì)的擊穿：外加電場(chǎng)強(qiáng)度超過某一臨界值時(shí)，材料中形成 或存在電荷順通過的擊穿“隧道" ，使材料破壞，介質(zhì)由介電狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)的現(xiàn)象。

v 介電強(qiáng)度：使介質(zhì)發(fā)生擊穿的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度。

2. 電擊穿

v 固體介質(zhì)電擊穿的碰撞理論：

?強(qiáng)電場(chǎng)作用下，固體導(dǎo)帶中因冷或熱發(fā)射存在一些電子， 這些電子被加速，獲得動(dòng)能；

?高速電子與晶格振動(dòng)相互作用，把能量傳遞給晶格；

?一定溫度和場(chǎng)強(qiáng)下平衡時(shí)，固體介質(zhì)有穩(wěn)定的電導(dǎo)；

?當(dāng)電子從電場(chǎng)中獲得能量大于傳遞給晶格振動(dòng)能量時(shí)， 電子動(dòng)能越來越大；

?大到一定值，電子與晶格振動(dòng)的相互作用導(dǎo)致電離產(chǎn)生 新電子，使電子數(shù)目迅速增加，電導(dǎo)進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)， 發(fā)生擊穿。

3. 熱擊穿

v 熱擊穿的本質(zhì)：

?處于電場(chǎng)中的介質(zhì)，由于介質(zhì)損耗而受熱；

?當(dāng)外加電壓足夠高時(shí)，散熱和發(fā)熱從平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)入非平 衡狀態(tài)；

?若發(fā)熱量比散熱量多時(shí)，熱量就在介質(zhì)內(nèi)部聚集，使介 質(zhì)溫度升高；

?溫度升高又導(dǎo)致電導(dǎo)率和損耗的進(jìn)一步增加，介質(zhì)的溫 度將越來越高，直至出現(xiàn)yong久性破壞。

㈡、無機(jī)材料的擊穿

1. 不均勻介質(zhì)中的電場(chǎng)分配

v 假設(shè)不均勻介質(zhì)結(jié)構(gòu)由兩層介質(zhì)組成，在系統(tǒng)上加直流電壓 U，利用串聯(lián)模型導(dǎo)出：

2. 電離擊穿

?材料中存在氣孔，導(dǎo)致均勻性降低；

?氣體的電導(dǎo)率和介電常數(shù)很小，加上電壓后電場(chǎng)較高， 而氣體本身抗電強(qiáng)度比固體介質(zhì)低得多；

?發(fā)生強(qiáng)烈的氣體放電，即電離，產(chǎn)生大量的熱量；

?氣孔附近局部區(qū)域強(qiáng)烈過熱，在材料內(nèi)部形成相當(dāng)高的 內(nèi)應(yīng)力；

?當(dāng)熱應(yīng)力超過一定限度時(shí)，材料喪失機(jī)械強(qiáng)度而發(fā)生破 壞，以致介電強(qiáng)度喪失，造成擊穿；

?這種擊穿稱為電-機(jī)械-熱擊穿。v 介電強(qiáng)度與樣品的尺寸有關(guān)：樣品尺寸減小，在一定應(yīng)力下，

存在可導(dǎo)致材料擊穿的缺陷相應(yīng)減小。

v 電壓老化或化學(xué)擊穿：大量的氣孔放電，在介質(zhì)內(nèi)部引起不 可逆的物理化學(xué)變化，使介質(zhì)擊穿電壓下降。    

3. 表面放電和邊緣擊穿

(1) 表面放電：

?固體材料常處于氣體媒介中，擊穿時(shí)介質(zhì)本身未擊穿， 但有火花掠過它的表面。

(2) 邊緣擊穿：

?電極邊緣常常電場(chǎng)集中，因而擊穿常在電極邊緣發(fā)生。

關(guān)鍵詞：

v 介電性、介電強(qiáng)度、介電常數(shù)；

四、試驗(yàn)方法：
1、兩種試驗(yàn)方式介紹：
試驗(yàn)方式的選擇在系統(tǒng)設(shè)置中進(jìn)行。需要注意的是交流試驗(yàn)時(shí)，需要插入硅堆短路桿。直流試驗(yàn)時(shí)需要將硅堆短路桿拔出，以免影響實(shí)驗(yàn)系數(shù)，并且直流試驗(yàn)結(jié)束必須進(jìn)行放電操作，以免殘留余電對(duì)實(shí)驗(yàn)人員造成危險(xiǎn)，放電過程如放電棒來回?cái)[動(dòng)，放電過程中警報(bào)燈閃爍，蜂鳴器報(bào)警，需等待蜂鳴器停止報(bào)警，警報(bào)燈不再閃爍，方可打開試驗(yàn)箱門。
2、三種試驗(yàn)方法介紹：
連續(xù)升壓：連續(xù)升壓又分為快速升壓和慢速升壓兩種，其中快速升壓為試樣電壓從零開始以選擇的升壓速率勻速升壓，直到試樣擊穿為止，擊穿電壓為擊穿瞬間的電壓值。慢速升壓為試樣電壓從零升壓到達(dá)初始電壓，到達(dá)初始電壓后以選定的升壓速率升壓直到試樣擊穿，擊穿電壓為擊穿瞬間的電壓值。
逐級(jí)升壓：試樣電壓從零快速升壓到達(dá)初始電壓，北京智德創(chuàng)新檢測(cè)儀器到達(dá)初始電壓后以梯度保持時(shí)間為時(shí)間長(zhǎng)度，穩(wěn)定電壓，梯度時(shí)間結(jié)束后繼續(xù)以選定的升壓速率升壓，達(dá)到下一個(gè)梯度電壓值再穩(wěn)定電壓，如此過程直到試樣擊穿。對(duì)于擊穿電壓的確定分為兩種情況，可在試樣設(shè)置中選擇采樣方式。
瞬時(shí)升壓：試樣電壓直接到達(dá)初始電壓，保持該電壓設(shè)定時(shí)間直到試樣擊穿，擊穿電壓為擊穿瞬間的電壓值。
五、操作步驟：
1、準(zhǔn)備25#變壓器油,倒入油箱漫過上電極20～30mm。
2、打開試驗(yàn)機(jī)右側(cè)的總電源開關(guān)。
3、如果選配計(jì)算機(jī)請(qǐng)雙擊進(jìn)入試驗(yàn)操作界面。
4、電壓擊穿試驗(yàn)屏幕部分操作步驟
該設(shè)備共有兩種試驗(yàn)方式，交流試驗(yàn)和直流試驗(yàn)，每種試驗(yàn)方式均有三種試驗(yàn)方法，連續(xù)升壓、階梯升壓和瞬時(shí)升壓，可根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)需要進(jìn)行選擇。
六、測(cè)試意義：
1、電絕緣材料的絕緣強(qiáng)度是決定材料可以在何種條件下使用的關(guān)鍵性能。在很多情況下，材料的絕緣強(qiáng)度是所使用裝置設(shè)計(jì)的決定性因素。
2、本儀器中介紹的測(cè)試，將用于提供部分所需的信息，以判斷材料在一定應(yīng)用條件下的適用性；當(dāng)然也能用于檢測(cè)由于流程的變化，老化的程度，或是其他制造或環(huán)境條件而造成的變化或是與正常特征的偏差。該測(cè)試方法可以有效地應(yīng)用于流程控制，驗(yàn)證或研究測(cè)試。
3、本測(cè)試方法所獲得的結(jié)果，很少能直接用于實(shí)際使用材料介電性能的判斷。北京智德創(chuàng)新檢測(cè)儀器在大多數(shù)情況下，還需要對(duì)其他功能測(cè)試和/或?qū)ζ渌牧蠝y(cè)試所獲得的結(jié)果進(jìn)行比較，以估計(jì)出它們對(duì)特定材料的影響，才能進(jìn)行評(píng)價(jià)。
4、在三種電壓使用方法中。方法A，快速測(cè)試；方法B，逐步測(cè)試；方法C，慢速測(cè)試。方法A常用于質(zhì)量控制測(cè)試。較費(fèi)時(shí)的方法B和C通常給出較低的結(jié)果，但在對(duì)不同材料進(jìn)行相互比較時(shí)，它們所給出的結(jié)果更有說服力。如果可以安裝電動(dòng)電壓控制器，那么慢速測(cè)試法將比逐步測(cè)試法更簡(jiǎn)單，也更常用。方法B和C所獲得的結(jié)果可以相互比較。
5、試樣的狀態(tài)
a)試樣的厚度和均勻性，是否存在機(jī)械應(yīng)力；
b)試樣預(yù)處理，特別是干燥和浸漬過程；
c)是否存在孔隙、水分或其他雜質(zhì)。
6、試驗(yàn)條件
a)施加電壓的頻率、被形和升壓速度或加壓時(shí)間；
b)環(huán)境溫度、氣壓和濕度；
c)電極形狀、電植尺寸及其導(dǎo)熱系數(shù)；
d)周圍媒質(zhì)的電、熱特性。