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介電擊穿電壓強(qiáng)度測(cè)試儀—介電強(qiáng)度和耐電壓擊穿解決方案

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

1.了解測(cè)定高分子材料介電強(qiáng)度和耐電壓值的基本原理

2.掌握高分子材料材料介電強(qiáng)度和耐電壓值的測(cè)定方法

2.實(shí)驗(yàn)原理

       本方法是用連續(xù)均勻升壓或者逐級(jí)升壓的方法，對(duì)試樣施加交流電壓，直至擊穿，測(cè)出擊穿電壓值，自動(dòng)計(jì)算試樣的介電強(qiáng)度，用迅速升壓的方法，將電壓升到規(guī)定值，保持一定的時(shí)間試樣不擊穿，記錄電壓值和時(shí)間，即為此試樣的耐電壓值，以千伏和分表示。

       本方法適用于固體電工絕緣材料如絕緣漆、樹脂和膠、浸漬纖維制品、層壓制品、云母及其制品、塑料、薄膜復(fù)合制品、陶瓷和玻璃等在工頻電壓下?lián)舸╇妷?，介電?qiáng)度和耐電壓值的測(cè)試。對(duì)有些絕緣材料如橡膠以及橡膠制品，薄膜等的上述性能實(shí)驗(yàn)，可按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或者參考本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

3.實(shí)驗(yàn)試樣

本次實(shí)驗(yàn)采用多型腔圓片模具注塑成型的高密度聚乙烯圓片試樣，試樣尺寸直徑為120mm，

試樣外觀：表面要平整、均勻、沒有裂紋、氣泡和機(jī)械等缺陷

試樣數(shù)量：不得少于3個(gè)

4.實(shí)驗(yàn)設(shè)備

電壓擊穿試驗(yàn)儀ZJC-100E    1臺(tái)（北京智德創(chuàng)新儀器設(shè)備有限公司）

等直徑電極                  1套

游標(biāo)卡尺                           1條

臺(tái)式計(jì)算機(jī)及控制軟件        1臺(tái)

5.實(shí)驗(yàn)操作

①按連續(xù)均勻開壓法，先安裝好式樣，即將HDPE圓片放在2電極中間夾??；

②通過計(jì)算機(jī)控制連續(xù)升壓，直到聽到擊穿的聲響，軟件顯示最大值即為擊穿電壓。

6.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

7.思考討論

1.用不同的試樣制備方法所得試樣測(cè)試結(jié)果有何不同？為什么？

答：用不同的試樣制備方法制得的試樣，其均勻性密度及雜質(zhì)含量會(huì)有所不同，而這些都會(huì)使擊穿電壓發(fā)生變化。

2試樣中的含水量對(duì)測(cè)定結(jié)果有何影響？

答：由于水未及性分子在交變電場(chǎng)作用下十分活躍，會(huì)加速試樣的擊穿，也就是說降低試樣的介電強(qiáng)度。含水率越大，水份越多，能明顯增加高聚物導(dǎo)電的極性雜質(zhì)。

3.實(shí)驗(yàn)條件對(duì)實(shí)驗(yàn)有何影響？如何影響？

答：在較低溫度段下的升高，一方面使聚合物的粒度降低，極性鏈的活動(dòng)增強(qiáng)，導(dǎo)電能力增加，擊穿強(qiáng)度降低；另一方面，在較高的溫度段下，分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，對(duì)偶極轉(zhuǎn)動(dòng)干擾增加，使極化減弱，導(dǎo)電能力下降，擊穿強(qiáng)度增大。

環(huán)境溫度下升高，使得空氣中的分子增多，由于濕空氣中的水分子被吸附于電介質(zhì)的表面，形成一層很薄的膜，同時(shí)水又是半導(dǎo)體，所以擊穿強(qiáng)度增大。

介電擊穿電壓強(qiáng)度測(cè)試儀測(cè)試電極：
金屬電極應(yīng)始終保持光滑、清潔和無缺陷。
注1：當(dāng)對(duì)薄試樣進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，電極的維護(hù)格外重要為了在擊穿時(shí)盡量減小電極損傷，優(yōu)先采用不銹鋼電極；
接到電極上的導(dǎo)線既不應(yīng)使得電極傾斟或其他移動(dòng)或使得試樣上壓力變化，也不應(yīng)使得試樣周圍的電場(chǎng)分布受到顯著影響；
注2：試驗(yàn)非常薄的薄膜（例如，＜5μm厚>時(shí)，這些材料的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)規(guī)定所用的電極、操作的具體程序和試樣的制備方法。
1、不等直徑電極：
電極極由兩個(gè)金屬圓柱體組成，其邊緣倒圓成半徑為（3.0土0.2) mm的圓弧。其中一個(gè)電極的直徑為（25士1) mm，高約25 mm，另一個(gè)電極直徑為（75士。mm，高約 15 mm。 兩個(gè)電極同鈾放置，誤差在 2mm內(nèi)）所示。
2、等直徑電極：
如果使用一電極架便上下電極準(zhǔn)確對(duì)中放置，誤差在1. 0 mm內(nèi)，則下電極直徑可減小到（25士 。 mm，兩電極直徑差不大于0. 2 mm. 其所測(cè)結(jié)果與5. 1. 1. 1不等直徑電極測(cè)得的結(jié)果不一定相同。
3、厚樣品的試驗(yàn)：
當(dāng)有規(guī)定時(shí)，厚度超過 3mm 的板材和片材應(yīng)單面機(jī)加工至（3. 0 士 0. 2) mm. 然后，試驗(yàn)時(shí)將高壓電極置于未加工的面上。
注：為了避兔網(wǎng)絡(luò)或因受現(xiàn)有設(shè)備限制，必要時(shí)可以根據(jù)需要，通過機(jī)加工把試樣制備成更小的厚度。
4、帶、薄膜和窄條：
兩個(gè)電極為兩根金屬棒，其直徑為（6. 0±0. 1) mm. 垂直安裝在電極架內(nèi)，使一個(gè)電極在另一個(gè)電 撞上面，試樣夾在棒的兩個(gè)端面之間。
上下電極要同心軸，誤差在0.1 mm內(nèi)。 兩電極面應(yīng)與其軸向相垂直，端面的邊緣倒成半徑為(1. 0土0.2) mm的圓弧。上電極壓力為（50±2) g且應(yīng)能在電極架內(nèi)的沿垂直方向自由移動(dòng)。
為了防止窄條邊緣發(fā)生閃絡(luò)，可用薄膜或其他薄的絕緣材料條搭蓋在窄條邊緣并夾住試樣。 此外， 電極周圍可以采用防弧密封固，此時(shí)電植和密封圈之間留有（1～2) mm的環(huán)狀間隙。 下電極與試樣之間的間隙（在上電極與試樣接觸之前>應(yīng)小于0.1 mm。
5、錐銷電極：
在試樣上垂直試樣表面鉆兩個(gè)相互平行的孔，兩孔中心距離為（25土1) mm. 兩孔的直徑這樣來確定：用錐度約2%的錢刀擴(kuò)孔后每個(gè)孔的較大的一端的直徑不小于4.5 mm且不大5. 5 mm.。
鉆好的兩孔全貫穿試樣，但如果試樣是大管子，則孔僅貫穿一個(gè)管壁，并在孔的整個(gè)長(zhǎng)度上用鉸刀擴(kuò)孔。
在鉆孔和擴(kuò)孔時(shí)，孔周圍的材料不應(yīng)有任何形式的損壞，如劈裂、破碎或碳化。
用作電極的錐形銷的錐度為（2.0土0. 2）%，并將錐形銷壓人<但不要錘人>兩孔，以使它們能與試樣緊密配合，并突出試樣每一面至少2 mm））
這類電極僅適用于試驗(yàn)厚度至少為1. 5 mm的硬質(zhì)材料。
6、平行圓柱形電極：
對(duì)厚度大于15mm的具有高電氣強(qiáng)度的試樣進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，將試樣切成100mm×50 mm，并鉆兩個(gè)孔，每個(gè)孔的直徑比圓柱形電極的直徑大，但差值不大于0.I mm.圓柱形電極直徑為（6.0士0.1）mm，并有半球形端部，每個(gè)孔的底部是半球形以便與電極配合，使得電極部和孔的底部之間間隙在任何點(diǎn)都不超過0.05 mm。如果在材料規(guī)范中沒有另外規(guī)定，則兩孔沿其長(zhǎng)度的側(cè)面相距應(yīng)是(10士1)mm，每孔應(yīng)延伸到離相對(duì)的表面（2.25±0. 25) mm以內(nèi)。

電極全部執(zhí)行 GB/T -1408-2016   ASTM149 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造

板材與片狀材料：不等直徑電極、等直徑電極帶、薄膜和窄條：薄膜電極軟件

其它電極：  軟管電極、平行板電極、錐銷電極、平行圓柱電極、球型電極。

同時(shí)定做其它專用測(cè)試電極。

液體材料的試樣與電極

電極的形式：平板型和球型。（我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)用平板型電極）

注意事項(xiàng)：

1.電極的軸心要對(duì)準(zhǔn)并保持水平，電極間隙應(yīng)均勻。

2.電極容器材料不會(huì)與被試液體相互作用，常用電瓷或玻璃制成，電極用銅或不銹鋼制成。

3.取樣時(shí)不能讓雜質(zhì)混入，注入液體后靜止片刻，避免電極間留有氣泡。

可測(cè)項(xiàng)目：
介電強(qiáng)度、擊穿強(qiáng)度、電氣強(qiáng)度、電氣強(qiáng)度、耐壓強(qiáng)度、漏電流、交流試驗(yàn)電壓、直流試驗(yàn)電壓、介電擊穿強(qiáng)度、耐電壓擊穿強(qiáng)度、電氣介電強(qiáng)度、高壓擊穿、工業(yè)頻率。
關(guān)于校準(zhǔn)：
1、在校準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，測(cè)試樣應(yīng)處于通路狀態(tài)。
2、將一個(gè)獨(dú)立的校準(zhǔn)電壓表連接到測(cè)試電壓源的輸出端，以檢測(cè)測(cè)量設(shè)備的精度。北京智德創(chuàng)新檢測(cè)儀器校準(zhǔn)測(cè)量適用的這類電壓表示例為：具有可比精度的電極電壓表，分壓器，或電壓互感器。
3、在電壓大于12kV有效值（16.9kV峰值）時(shí)，應(yīng)用球隙校準(zhǔn)電壓測(cè)量設(shè)備的讀數(shù)。
典型用戶：
北京航天科工防御技術(shù)研究試驗(yàn)中心
上海樂來汽車分析測(cè)試有限公司
廣州天祥質(zhì)量技術(shù)服務(wù)有限公司
河南平煤神馬聚碳材料有限責(zé)任公司
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