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工頻耐壓擊穿強(qiáng)度試驗(yàn)儀

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。

工頻耐壓擊穿強(qiáng)度試驗(yàn)儀主要技術(shù)參數(shù)：

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為電擊穿，把隨溫度變化的擊穿稱為熱擊穿

熱擊穿   外部表現(xiàn)是介電強(qiáng)度隨溫度升高而迅速下降；與電壓作用的長短有關(guān)；與電場(chǎng)畸變及周圍介質(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)果無影響；與周圍介質(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.

一般來說，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)該材料沒什么影響

電氣強(qiáng)度的定義: 擊穿電壓比上擊穿樣品的厚度等于樣品的電氣強(qiáng)度 .

電氣強(qiáng)度測(cè)試又稱耐壓測(cè)試。簡(jiǎn)單點(diǎn)說，任何電氣設(shè)備都有一個(gè)絕緣等級(jí)，不同額定電壓的絕緣等級(jí)不一樣。當(dāng)超過一定電壓等級(jí)后，設(shè)備的絕緣就會(huì)被擊穿。電氣強(qiáng)度測(cè)試就是看在給被測(cè)設(shè)備加一定的高電壓（可以參考IEC標(biāo)準(zhǔn)或者國標(biāo)），看是否會(huì)導(dǎo)致?lián)舸?。如果不擊穿，則通過，擊穿則說明不合格。一般在設(shè)備出廠前做這個(gè)試驗(yàn)，在現(xiàn)場(chǎng)可能僅僅是搖絕緣就可以了。另外，該試驗(yàn)是破壞性試驗(yàn)，一旦擊穿，不可修復(fù)。電氣強(qiáng)度測(cè)試又稱耐壓測(cè)試，是圍繞絕緣材料被擊穿后呈現(xiàn)出導(dǎo)體特性的特點(diǎn)，考察相關(guān)電參數(shù)的變化特征，以此判定絕緣材料是否被擊穿。

擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度

一般外電場(chǎng)不太強(qiáng)時(shí)，電介質(zhì)只被極化，不影響其絕緣性能。

當(dāng)其處在很強(qiáng)的外電場(chǎng)中時(shí)，電介質(zhì)分子的正負(fù)電荷中心被拉開，甚至脫離約束而成為自由電荷，電介質(zhì)變?yōu)閷?dǎo)電材料。當(dāng)施加在電介質(zhì)上的電壓增大到一定值時(shí)，使電介質(zhì)失去絕緣性的現(xiàn)象稱為擊穿(breakdown)。

外加電場(chǎng)強(qiáng)度超過某一臨界值時(shí)，介質(zhì)由介電狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)的現(xiàn)象。

電介質(zhì)擊穿形式分類

①熱擊穿

②電擊穿：不均勻介質(zhì)中的電壓分配、內(nèi)電離、外表放電和邊緣擊穿

③電化學(xué)擊穿

擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)定

絕緣材料的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度以平均擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度E_B表示E_B=u_B/d

u_B——擊穿電壓      d——試樣的平均厚度

擊穿電壓可用靜電電壓表、電壓互感器、放電球隙等儀器并聯(lián)于試樣兩端直接測(cè)出。擊穿電壓很高時(shí)，需采用電容分壓器。

沖擊電壓下的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)試，一般用沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓施加于試樣，逐漸升高沖擊電壓的峰值直至擊穿。

沖擊電壓可用50%球隙放電法，也可用阻容分壓器加上脈沖示波器或峰值電壓表測(cè)量。