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擊穿強度試驗儀

    緣材料或結(jié)構(gòu)，在電場作用下瞬間失去絕緣特性，造成電極間短路，稱為電氣擊穿。絕緣材料或結(jié)構(gòu)發(fā)生擊穿時所加的電壓稱為擊穿電壓，擊穿點的場強稱為擊穿場強。

式中：EB—擊穿場強（MV/mm）;UB—在規(guī)定試驗條件下，兩極間的擊穿電壓(MV或KV);d—兩電極間擊穿部位的距離，即試樣在擊穿部位的厚度（m或mm）

閃絡(luò)：--指高壓電器(如高壓絕緣子)在絕緣表面發(fā)生的放電現(xiàn)象,稱為表面閃絡(luò),簡稱閃絡(luò).

絕緣閃絡(luò)： 絕緣材料在電場作用下，尚未發(fā)生絕緣結(jié)構(gòu)的擊穿時，在其表面或與電極接觸的空氣(離子化氣體)中發(fā)生的放電現(xiàn)象，稱為絕緣閃絡(luò)。

影響介電強度的因素：

1、電壓波形 直流、工頻正弦及沖擊電壓下，擊穿機(jī)理不同，所測的擊穿場強也不同，工頻交流電壓下的擊穿場強比直流和沖擊電壓下的低得多。

2、電壓作用時間，無論電擊穿還是熱擊穿都需要時間，隨著加壓時間的增長，擊穿電壓明顯下降。

3、電場的均勻性及電壓的極性，電場不均勻往往測得的電壓比本征擊穿值低。

4、試樣的厚度與不均勻性 試樣的厚度增加，電極邊緣電場就更不均勻，試樣內(nèi)部的熱量更不易散發(fā)，試樣內(nèi)部的含有缺陷的幾率增大，這些都會使擊穿場強下降。

5、環(huán)境條件  試樣周圍的環(huán)境條件，如溫度、濕度以及壓力等都會影響試樣的擊穿場強；溫度升高，通常會使擊穿場強下降；濕度增大，會使擊穿場強下降；氣壓對擊穿場強的影響，主要是對氣體而言。氣壓高，擊穿場強升高；但接近真空時，也會使擊穿場強升高。另外還有：時間、輻射、機(jī)械力、電極材料及極性效應(yīng)。

擊穿機(jī)理：

1氣體介質(zhì)擊穿

1）撞擊游離：氣體介質(zhì)在電場中，由于受輻照、電能、熱能等因素的作用，總會存在少量的離子和電子。

這些帶電質(zhì)點在電場中運動過程中必然和氣體的分子或原子相撞，如果帶電粒子的能量大于分子或原子的電離能，則可能由于碰撞時能量的交換而使分子或原子產(chǎn)生電離（即使帶電粒子的能量小于電離能，經(jīng)過多次碰撞也可能使分子發(fā)生電離）。氣體分子電離之后，放出的電子又在電場中加速碰撞其它的分子或原子使之產(chǎn)生電離，因此電子 的總數(shù)越來越多形成電子崩。同時由于離子的質(zhì)點大，速度慢，而集聚在陰極的附近，造成陰極附近的電場強度增高，使電子 不斷從陰極被拉出，源源不斷地投入氣體中，這就形成 了自持放電即氣體擊穿。這種擊穿理論是符合低氣壓短間隙（電極間的距離近）的氣體擊穿。

2）流柱理論：在長間隙、高氣壓中的放電，除了撞擊之外，形成放電發(fā)展的主要因素是光游離。在電子崩發(fā)展到一定階段后，電子崩的前部的離子復(fù)合增強，而復(fù)合時放出的光子又引起周圍氣體電離，于是又形成新的電子崩，這樣在電子崩之間呈成為電子離子的混合通道，這個混合通道稱為流柱。

3）在均勻和不均勻電場中氣體的擊穿電壓，在均勻電場中，氣體擊穿電壓與氣體起始電離電壓相近。擊穿電壓與氣體壓力和電極間的距離的乘積成相關(guān)。這種關(guān)系規(guī)律稱巴申定律。在不均勻電場中，氣體的擊穿電壓將高于氣體起始電離擊穿電壓，因電場強的地方總首先開始局部電離放電，之后才逐漸擴(kuò)大放電范圍，直到放電貫穿兩電極時才發(fā)生擊穿。

2、液體介質(zhì)的擊穿

1）小橋理論：在液體介質(zhì)中，含有的各種雜質(zhì)，如灰塵、纖維、水分等，這些雜質(zhì)在電場的作用下產(chǎn)生極化并沿著電場方向排列起來，移向電場強度高的地方連成小橋，而使電場發(fā)生畸變。造成擊穿電場下降。2）撞擊游離 和氣體電離的理論類似。不過由于液體中分子間的距離比氣體小得多，電子在兩次碰撞間的自由行程也短得多，因此，要獲得足夠的能量就要需要更高的電場強度，這說明液體的擊穿場強比氣體高的多。

3、固體材料的電擊穿理論 固體材料的本征擊穿場強比液體材料高得多，一般在50-150兆伏/米由于固體材料聚集很緊，電子在其中的運動就不能簡單地看作單個電子與單個分子或原子相碰撞，而是受周圍許多分子或原子對它的制約。如電子通過晶格時，受晶格質(zhì)點振動的影響，使運動狀態(tài)發(fā)生變化，同時也發(fā)生能量的轉(zhuǎn)移，這過程稱散射。當(dāng)電子的獲得的能量大于損失的能量時，電子就不斷被加速，就會導(dǎo)致?lián)舸┌l(fā)生。從這點出發(fā)提出兩種最主要的電擊穿理論：其一，弗羅利赫（Frohlich）理論，另一個是希伯爾理論。此外，還有許多電擊穿理論，如場致發(fā)射擊穿理論，電機(jī)械應(yīng)力破壞理論。

4、固體介質(zhì)的熱擊穿理論   介質(zhì)的擊穿因熱因素起決定作用的引起的破壞稱為熱擊穿。

5、局部放電導(dǎo)致?lián)舸?span>  材料擊穿發(fā)生在局部，而沒有貫穿到兩電極之間，這種現(xiàn)象稱為局部放電。

擊穿強度試驗儀——絕緣油擊穿電壓測試

4.2.1測試前準(zhǔn)備

1、清理現(xiàn)場，選擇好測試區(qū)域，接好操作電源。

2、安檢人員在測試區(qū)拉設(shè)警戒繩，懸掛警示牌，做好測試區(qū)域安全措施。

3、測試人員將儀器運輸?shù)轿?，儀器按操作規(guī)范就位，將測試線可靠連接，等待測試。

4、濾油人員準(zhǔn)備好取樣瓶，提前一個小時取好油樣，靜置一小時，等待測試。

4.2.2試驗工藝流程

設(shè)備選取及運輸→測試前準(zhǔn)備→絕緣油取樣→測試接線→絕緣油測試→數(shù)據(jù)記錄

4.2.3測試方法及步驟

1、將制作好的水阻、油杯分別固定在支架上，同儀器擺設(shè)就位，分別命名軟塑料管兩個管口為1#口、2#口。

2、在水管里注水，水位到達(dá)距兩個管口5cm處時停止注水，作為試驗用水阻。

3、將羊角式交流耐壓器1#羊角輸出端高壓測試線插入水阻1#口中，用水全浸沒高壓測試線的裸露導(dǎo)體部分，再將1根高壓引線的一端插入水阻2#口中，用水浸沒導(dǎo)體部分，引線另一端與油杯1#極板可靠連接，測試線用絕緣塑料帶掛起，防止測試線接觸地面影響測試。(選用普通交流耐壓器時，將高壓輸出端測試線插入水阻1#口中，用水全浸沒高壓測試線的裸露導(dǎo)體部分，將1根高壓引線的一端插入水阻2#口中，用水浸沒導(dǎo)體部分，引線另一端與油杯1#極板可靠連接）。

4、將羊角式交流耐壓器2#羊角輸出端高壓測試線與油杯2#極板可靠連接，測試線用絕緣塑料帶掛起，防止測試線接觸地面影響測試。(選用普通交流耐壓器時，油杯2#極板用引線與大地可靠連接）。

5、用扳手松開樣規(guī)螺絲，調(diào)節(jié)螺絲，使樣規(guī)間隙調(diào)整到2.5cm。距離調(diào)整好后用扳手緊固螺絲。

6、將靜置好的油樣慢慢倒入油杯中，讓油樣將極板間隙全浸沒。倒油時一定要放慢速度，且要勻速，防止油樣倒入油杯中產(chǎn)生氣泡。

7、接通儀器電源，合上操作箱輸出開關(guān)，旋轉(zhuǎn)調(diào)壓旋鈕，開始絕緣油擊穿電壓測試，過程中注意應(yīng)無放電現(xiàn)象，測試電流表應(yīng)平穩(wěn)。

8、重復(fù)第七步2～3次，保障每次操作油樣中都無放電現(xiàn)象，測試電流表應(yīng)平穩(wěn)。若操作過程中放電明顯，測試電流表指針擺動不定且幅度較大，說明絕緣油還未合格，需要繼續(xù)濾油處理。

質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及控制

4.3.1執(zhí)行《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》GB50150-2016。

4.3.2連接線與儀器要可靠連接，測試線與極板、水阻連接可靠。

4.3.3油樣要靜置一小時，使油樣中無氣泡。倒油時要勻速緩慢，防止倒油過程中產(chǎn)生氣泡，影響試驗。

4.3.4測試過程中應(yīng)耐心操作試驗儀器，勻速調(diào)節(jié)調(diào)壓旋鈕，發(fā)現(xiàn)放電現(xiàn)象應(yīng)及時停止測試。

4.3.5每個油樣要反復(fù)測試2～3次，保證耐壓測試的準(zhǔn)確，準(zhǔn)確判斷油樣是否合格。

4.3.6不同規(guī)格絕緣油耐壓要求不同，具體參考《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》GB50150-2016國標(biāo)規(guī)程。

4.4安全措施

4.4.1整個測試過程嚴(yán)格按照《電業(yè)安全工作規(guī)程》進(jìn)行工作，嚴(yán)格遵守第十一章“電氣試驗"第一節(jié)“高壓試驗"第228-235條規(guī)定。

4.4.2進(jìn)入測試現(xiàn)場，測試人員必須戴安全帽，穿絕緣鞋。

4.4.3所有測試現(xiàn)場人員均應(yīng)聽從測試負(fù)責(zé)人的指揮。測試前，負(fù)責(zé)人應(yīng)對全體測試人員詳細(xì)說明在測試區(qū)域應(yīng)注意的安全注意事項。

4.4.4測試場地周圍設(shè)置圍欄，懸掛警示牌，并設(shè)專人監(jiān)護(hù)。

4.4.5試驗儀器設(shè)備與油杯支架及水阻管固定支架接地必須良好可靠，

4.4.6高壓引線的接線要牢固并盡量縮短，高壓引線必須使用絕緣物支持固定，水阻管應(yīng)可靠固定在絕緣支架上。

4.4.7測試儀器的電源開關(guān)，應(yīng)具有明顯斷開點，并有可靠的過載，過壓保護(hù)裝置。

4.4.8測試儀器加電前必須先檢查接線，將所有儀器、設(shè)備歸零位，并通知現(xiàn)場人員離開高壓試驗區(qū)域。

4.4.9測試前，測試儀器先自行空升電壓一次，確認(rèn)設(shè)備工作正常，性能穩(wěn)定，儀器儀表指示正確，指標(biāo)參數(shù)能滿足要求，保護(hù)功能正常。

4.4.10操作時必須有監(jiān)護(hù)人監(jiān)護(hù)并呼唱。加壓過程中，工作人員應(yīng)精神集中，監(jiān)護(hù)人傳達(dá)口令應(yīng)清楚準(zhǔn)確，防止異常情況的發(fā)生。當(dāng)出現(xiàn)異常情況時，應(yīng)立即停止試驗，斷開電源，并將升壓設(shè)備的高壓部分短路接地后方可檢查，查明原因后，方可繼續(xù)試驗。

4.4.11測試裝置的高壓輸出端在非加壓試驗期間應(yīng)用接地棒接地。

4.4.12更改接線或測試結(jié)束時，首先斷開測試電源，再進(jìn)行放電，并將升壓設(shè)備的高壓部分短路接地后方更改接線。

4.4.13遇有雷雨和六級以上大風(fēng)時應(yīng)停止測試。