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橡膠塑料電壓擊穿強度試驗儀

    電擊穿：

電擊穿是指固體介質(zhì)在強電場的作用下，內(nèi)部少量可自由移動的載流子劇烈運動，與晶格上的原子發(fā)生碰撞使之游離，并迅速擴展而導(dǎo)致?lián)舸?。特點是：電壓作用時間短，擊穿電壓高，與電場均勻度密切相關(guān)，但與環(huán)境溫度及電壓作用時間幾乎無關(guān)。

    簡介：

固體電介質(zhì)的純粹電破壞過程稱為電擊穿。電擊穿是因為固體電介質(zhì)中的自由電子在強電場中作加速運動，累積較大的動能，這些動能足以破壞介質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，發(fā)生碰撞游離的連鎖反應(yīng)時，會在電介質(zhì)中產(chǎn)生貫穿的導(dǎo)電通道，而使固體介質(zhì)喪失絕緣性能，導(dǎo)致電擊穿。

電擊穿的特點是：電壓作用時間短，擊穿場強與電場均勻程度有密切關(guān)系，與周圍環(huán)境溫度幾乎無關(guān)。

    擊穿形式：

固體電介質(zhì)的擊穿過程及其擊穿電壓的大小不但取決于電介質(zhì)的性能，而且還與電場分布、周同溫度、散熱條件、周同介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)、加壓速度和電壓作用的持續(xù)性等有關(guān)。固體電介質(zhì)根據(jù)其擊穿發(fā)展的過程小同，可分為電擊穿、熱擊穿和電化學(xué)擊穿二種形式。發(fā)生哪種擊穿形式，取決于介質(zhì)的性能和工作條件。

    擊穿機制：

在強電場下，固體導(dǎo)帶中可能因冷發(fā)射或熱發(fā)射存在一些電子。這些電子一方面在外電場作用下被加速，獲得動能；另一方面與晶格振動相互作用，把電場能量傳遞給晶格。當兩個過程在一定的溫度和場強下平衡，固體介質(zhì)有穩(wěn)定的電導(dǎo)：當電子從電場中得到的能量大于傳遞給品格振動的能量時，電子的動能就越來越大，至電子能量大到一定值時，電子與晶格振動的相互作用導(dǎo)致電離產(chǎn)生新電子，使自由電子數(shù)迅速增加，電導(dǎo)進入不穩(wěn)定階段，擊穿發(fā)生。

本征電擊穿機制

實驗上，本征電擊穿表現(xiàn)的擊穿主要是由所加電場決定的，在所使用的電場條件下，使電子溫度達到擊穿的臨界水平。觀察發(fā)現(xiàn)，本征擊穿發(fā)生在室溫或室溫以下。發(fā)生的時間間隔很短，在微秒或微秒以下。本征擊穿所以稱之為“本征"，是因為這種擊穿機制與樣品或電極幾何形狀無關(guān)，或者與所加電場的波形無關(guān)。因此在給定溫度下，產(chǎn)生本征擊穿的電場值僅與材料有關(guān)。

這種擊穿與介質(zhì)中的自由電子有關(guān)。介質(zhì)中自由電子的來源為雜質(zhì)或缺陷能級、價帶。

雪崩式電擊穿機制

熱擊穿機制對于許多陶瓷材料是適用的。如果材料尺寸可看成是薄膜時，則雪崩式擊穿機制更為有效。

雪崩式電擊穿機制是把本征電擊穿機制和熱擊穿機制結(jié)合起來。因為當電子的分布不穩(wěn)定時，必然產(chǎn)生熱的結(jié)果。因此，這種理論是用本征電擊穿理論描述電子行為，而擊穿的判據(jù)采用的是熱擊穿性質(zhì)。

雪崩式理論認為：電荷是逐漸或者相繼積聚，而不是電導(dǎo)率的突然改變，盡管電荷集聚在很短時間內(nèi)發(fā)生。

雪崩式電擊穿最初的機制是場發(fā)射或離子碰撞。場發(fā)射假設(shè)由隧道效應(yīng)來自價帶的電子進入缺陷能級或進入導(dǎo)帶，導(dǎo)致傳導(dǎo)電子密度增加。

局部放電擊穿

局部放電就是在電場作用下，在電介質(zhì)局部區(qū)域中所發(fā)生的放電現(xiàn)象，這種放電沒有電極之間形成貫穿的通道，整個試樣并沒有被擊穿。例如氣體的電暈放電、液體中的氣泡放電都是局部放電。對于固體電介質(zhì)來說，電極與介質(zhì)之間常常存在著一層環(huán)境媒質(zhì)：氣隙或油膜。就固體電介質(zhì)本身來說，實際上也是不均勻的，往往存在著氣泡、液珠或其他雜質(zhì)和不均勻的組分等。例如陶瓷就是一種多孔性的不均勻材料。由于氣體和液體介電常數(shù)較小，因此承受的電場強度較高。同時氣體和液體的擊穿電場強度又比較低，于是當外施電壓達到一定數(shù)值時，在這薄弱的區(qū)域，就發(fā)生局部放電。

局部放電是脈沖性的，其過程與電暈放電相同。放電結(jié)果產(chǎn)生大量的正、負離子，形成空間電荷，建立反電場，使氣隙中的總電場強度下降，放電熄滅。這樣的放電持續(xù)時間很短，為10-8～10-9s。在直流電壓作用時，放電熄滅后直到空間電荷通過表面泄漏，使反電場削弱到一定程度，才能開始第二次放電。因此在直流電壓作用下，放電次數(shù)甚少。在交流電壓作用時，情況就有所不同。由于電壓的大小與方向是變動的，放電將反復(fù)出現(xiàn)，以上表明局部放電是脈沖性的。

工程介質(zhì)，從材料本身來說，其本征擊穿電場強度一般較高，但由于介質(zhì)的不均勻性和各種影響，實際擊穿強度往往并不很高，有時甚至要降低一、二個數(shù)量級，其中重要原因之一就是局部放電。

儀器介紹

1、用途

橡膠塑料電壓擊穿強度試驗儀主要適用于固體絕緣材料如樹脂和膠、浸漬纖維制品、云母及其制品、塑料復(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姸群湍碗妷簳r間的測試；該儀器采用計算機控制，可對試驗過程中的各種數(shù)據(jù)進行快速、準確的采集、處理，并可存取、顯示、打印。
2、依據(jù)標準：

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

3、功能：

1）試驗過程中可動態(tài)繪制出試驗曲線，試驗的曲線可以多種顏色疊加對比

2）可對試驗數(shù)據(jù)進行編輯修改，靈活適用；

3）試驗條件及測試結(jié)果等數(shù)據(jù)可自動存儲；

4）試驗報告格式靈活可變，適用于不同用戶的不同需求；

5）可對一組試驗中曲線數(shù)據(jù)的有效與否進行人為選定；

6）試驗結(jié)果數(shù)據(jù)可導(dǎo)入EXECL,WORD文檔編輯；

7）過電流保護裝置有足夠的靈敏度，能夠保證試樣擊穿時在0.1S內(nèi)切斷電源；

8）儀器運行的持久性，儀器可連續(xù)運行使用，不需為保護儀器而定期停機。.
主要技術(shù)指標：

● 型    號：ZJC-50E

● 試驗電壓：交流 0--50 KV， 直流 0--50 KV ;

● 電器容量：3 KVA；

● 高壓分級：50kV（全量程不分檔）；

● 擊穿電壓：0-50kV；

● 升壓速率：0.1kV/s、0.2 kV/s、0.5  kV/s、1.0  kV/s、2.0  kV/s；

● 電壓測量精度（10%-100%FS）：≤2％；

● 升壓方式：勻速升壓、耐壓試驗；

● 過電流保護裝置：試樣擊穿時在0.1S內(nèi)切斷電源；

● 試驗電極：￠25兩個，￠75一個，r3圓角；

● 軟件控制：簡潔的人機操作界面，簡單易學(xué)；可方便設(shè)置試驗電壓、選擇升壓速率。

● 外形尺寸：1100×800×1500mm；

● 電源：AC220V 50/60Hz  16A。

● 測試材料：絕緣材料類；

● 符合標準：GB/T1408.1-2016；IEC60243-1：2013；GB/T1408.2-2016；IEC60243-2：2013；ASTM D149；GB/T1695-2005；

● 可選配：高溫空氣中測試；高溫油中測試；

儀器原理：

1、本儀器由控制部分和高壓試驗部分組成。北京智德創(chuàng)新檢測儀器由計算機或觸摸屏控制整個儀器運行。
2、在觸摸屏或計算機上設(shè)置界面設(shè)置好升壓方式、試驗電壓值、耐壓時間值，升壓速度確定后回到主界面，啟動運行后，北京智德創(chuàng)新檢測儀器器按預(yù)先設(shè)定的升壓方式和升壓速度控制步進電機，從而帶動調(diào)壓器升高試驗電壓，并同步測量試驗電壓，由計算機或觸摸屏顯示電壓值，并描繪出實時曲線。變壓器高壓端串聯(lián)一個保護電阻接到電極系統(tǒng)的上電極，施加到試樣上。
3、當試驗電壓達到預(yù)設(shè)值，保持耐壓時間（升壓方式為恒定耐壓）過后，試樣還未擊穿，系統(tǒng)自動降壓回零跳閘；若在升壓過程中試樣擊穿，過流繼電器將迅速切斷電路自動降壓回零，觸摸屏或計算機界面將保持最高擊穿試驗電壓值顯示。

安裝：

儀器安裝

1、儀器安裝在水平水泥地面，無振動和腐蝕空間，建議距離墻體和操作人員在1米以上。
2、儀器后部有高壓變壓器質(zhì)量重心偏后，北京智德創(chuàng)新檢測儀器運輸和安裝過程中請注意。
3、本儀器建議一次吊裝到位，叉車安裝建議前后兩臺配合安裝。
4、通訊接口兩條線，一條固定連線連接到計算機通訊串口COM1；另外一條連接線主機是14針航空插頭，計算機端為扁型DB37芯插頭。
5、電源端子接線ABC為220V三相，地線為零線必須接
6、接地端子必須用多股銅線良好接地。
7、高壓預(yù)留和低壓預(yù)留請不要連接，為高壓外引準備特殊測試。               
8、高壓和低壓絕緣柱可以在長期不用或者更換外置高壓和其他操作人員時把高壓引線懸空，北京智德創(chuàng)新檢測儀器避免誤操作。
9、試驗時高壓和低壓引線端用高壓引線鱷魚夾和低壓引線鱷魚夾連接。
10、高壓點擊和低壓電極正常情況下是25mm和75mm兩個圓形表面光滑銅電極，分別在上下部位用螺絲固定，如果特殊情況需要更換，請擰開相應(yīng)的螺絲更換附件中備用電極即可。
11、油盒固定點是一個上凸起的銷子，可以把油盒垂直向上端起，取下和放上，方便更換變壓器油。
12、油盒支架是一個整體安裝的電木機構(gòu)，北京智德創(chuàng)新檢測儀器可以取出更換電極更加方便。
13、變壓器油添加要超過上電極上部最少30mm。
軟件安裝：

1、獨立的控制系統(tǒng)，模塊式結(jié)構(gòu)方便于售后維護，外觀美觀大氣，整個實驗過程中無噪音，電級自動對中定位，操作方便，安全系數(shù)大，精度高。
2、由設(shè)備本身觸摸屏及控制面板進行操作控制，如不需要進行曲線分析，可不配備計算機。
3、如需進行曲線分析，北京智德創(chuàng)新檢測儀器可配備計算機，只進行數(shù)據(jù)及曲線記錄功能，不進行設(shè)備控制，避免了試驗人員在計算機和設(shè)備間交替操作，更人性化。
4、設(shè)備具有試驗參數(shù)記憶功能，相同試驗條件不需要每次試驗都進行設(shè)置，且斷電仍會記憶最后一次試驗設(shè)置參數(shù)。
5、試驗界面簡單明了，且配有示意曲線說明，參數(shù)不同，曲線走勢不同，方便理解。
6、控制面板簡潔，功能標注明確，操作簡單。
7、可記錄并同時顯示10次試驗記錄，方便試驗數(shù)據(jù)的對比分析。且可以隨時舍棄不理想的任意一組數(shù)據(jù)。
8、北京智德創(chuàng)新檢測儀器增加了U盤下載功能，可以將設(shè)備中的試驗記錄直接下載到U盤中。
9、如配備計算機，可生成詳細的試驗報告單，包括每一組具體信息，多組綜合信息，及曲線。
10、設(shè)備試驗界面采用儀表盤及數(shù)字同時且實時顯示的方式，更方便試驗過程的觀看。
11、設(shè)備具有安全警告提示，在未關(guān)閉試驗箱門時試驗無法開始，且會彈出警告，在滿度（即：高壓變壓器無輸出）時會彈出警告，且試驗過程中如果開門，試驗會自動結(jié)束。
12、采用藍牙數(shù)據(jù)傳輸，北京智德創(chuàng)新檢測儀器解決由于有隔離墻阻擋穿墻過線的麻煩和遠距離操作安全可靠；
13、設(shè)備配有三色報警燈，綠燈亮?xí)r表示箱門關(guān)閉良好可以開始試驗，黃燈亮?xí)r表示試驗箱門打開，此時可進行試樣更換。紅燈亮?xí)r表示高壓大于0.5KV，此時不要開箱門。直流試驗結(jié)束放電過程警報燈會閃爍且報警。（總結(jié)：綠燈箱門關(guān)閉良好，黃燈開門小心操作，紅燈有高壓）

關(guān)于安全：

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

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人身傷害)。

3、試驗放電裝置，隨主機為一體化，改進了以往單獨配備一根放電桿的功能。

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

5、六級高壓安全斷電控制：

①總電源開關(guān)

②高壓斷電開關(guān) (鑰匙開關(guān))

③調(diào)壓器復(fù)位開關(guān)

④試驗箱門安全開關(guān)

⑤高壓變壓器輸入側(cè)限流空開

⑥漏電保護開關(guān)