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擊穿電壓測試設備

簡要描述:擊穿電壓測試設備塑料擊穿的特點:塑料材料的擊穿過程,通常伴隨著熱擊穿與電擊穿,很難說界定是某種擊穿。一般來說,工作溫度高,散熱條件差,介質(zhì)電導及損耗大的材料,發(fā)生熱擊穿的幾率高。

  • 產(chǎn)品型號:
  • 廠商性質(zhì):生產(chǎn)廠家
  • 更新時間:2024-08-21
  • 訪  問  量:2547

詳細介紹

品牌AIRTIMES/中航時代價格區(qū)間5萬-10萬
擊穿電壓50KV應用領域化工,石油,航天,汽車,電氣
    擊穿電壓測試設備參數(shù):ZJC-100KV

項目 參數(shù)
輸入電壓 交流 220 V
輸出電壓 交流 0--100 KV ; 直流 0100 KV
電器容量 10KVA
高壓分級 0-10KV0--50KV,0-100KV
升壓速率 100V/S 200V/S 500 V/S 1000 V/S 2000V/S 5000V/S 
試驗方式: 直流試驗:1、勻速升壓 2、梯度升壓 3、耐壓試驗
交流試驗:1、勻速升壓 2、梯度升壓 3、耐壓試驗
試驗介質(zhì) 空氣,試驗油
電壓試驗精度 ≤ 2
電壓連續(xù)可調(diào) 0-100 KV

    擊穿電壓測試設備基本概念

    1、電擊穿

    高分子材料在一定電壓范圍內(nèi)是絕緣體,但隨著施加電壓的升高,性能會逐漸下降。當電壓升到一定值時變成局部導電,此時稱材料被擊穿。

    2、介電強度(擊穿強度)

    指造成聚合物材料介電破壞時所需的最大電壓,一般以單位厚度的試樣被擊穿時的電壓數(shù)表示。

    E=V/d

    式中:E——介電強度,KV/mm

    V擊穿——擊穿電壓,KV

    d——試樣厚度,mm

    基本原理

    ◆通常介電強度越高,材料的絕緣質(zhì)量越好。

    ◆塑料擊穿的主要表現(xiàn)

    ?絕緣性能破壞,擊穿點上產(chǎn)生電弧,材料穿孔熔化、變焦、燒毀等。

    ◆固體介質(zhì)中,總有一些自由電子存在,在外電場作用下被加速而撞擊中性原子,致使原子電離,最終造成材料擊穿。

    ◆高分子的擊穿通常與溫度有關

    ?當?shù)陀谀骋粶囟葧r,界電強度與溫度無關——電擊穿

    ?高于這一溫度時,隨溫度升高而界電強度降低。

    ◆高分子材料在發(fā)生電擊穿時,常伴隨有熱擊穿。

    ?熱擊穿,介電強度隨溫度增加而迅速降低。

    ◆塑料擊穿的特點:

    ?塑料材料的擊穿過程,通常伴隨著熱擊穿與電擊穿,很難說界定是某種擊穿。

    ?一般來說,工作溫度高,散熱條件差,介質(zhì)電導及損耗大的材料,發(fā)生熱擊穿的幾率高。

    ◆熱擊穿的原理

    ?塑料介質(zhì)在電場中發(fā)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),失去了耐電壓能力、材料被破壞。

    ◆熱擊穿的外部表現(xiàn):

    ?介電強度隨溫度升高而迅速下降;

    ?熱擊穿與電壓作用的長短有關;

    ?與電場畸變及周圍介質(zhì)的電性能關系不大;

    ?擊穿點多發(fā)生在電極內(nèi)部。

    試驗方法

    ◆短時法(連續(xù)均勻升壓)

    ?施加于試樣的電壓從零開始,以均勻速率逐漸增加到材料發(fā)生介電破壞。

    ◆低速升壓法(逐級升壓)

    ?將預測擊穿電壓值的一半作為起始電壓,然后以均勻速率增加電壓直到發(fā)生擊穿。

    ?每級升壓值大約為V擊穿的5~10%。

    ?測試的試樣厚度一般是1.59mm

    ◆介電強度試驗方法有

    ?ASTMD149、GB1048—2016、IEC出版物243

    1、試樣制備與處理

    ◆根據(jù)測試產(chǎn)品規(guī)格及測試要求,采用模塑成型或機械加工方法制備試樣。與電極接觸的試樣兩表面要平行,并且應盡可能平整光滑,試樣厚度一般不大于3mm,當厚度大于3mm時,單面成(3±0.2)mm,未加工面應與高壓電極接觸。

    注意:不同厚度的試樣其結(jié)果不能進行比較。

    ◆對于垂直于材料表面的試驗,要求試樣有足夠大的面積以防止試驗過程中發(fā)生閃絡。

    ◆(注:閃絡:試樣和電極周圍的氣體或液體煤質(zhì)承受電應力作用時,其絕緣性能損失,由此引起的試驗回路電流促使相應的回路斷路器動作)

    試樣的幾何形狀見下表,每組試樣數(shù)量不得少于3個

image.png

 
    試樣預處理應遵循測試材料的產(chǎn)品規(guī)格進行。如果沒有特殊要求,則試樣在溫度為(23±2)℃,相對濕度為(50±5)%的條件下不少于24h。

    2、試樣條件

    (1)常態(tài)實驗環(huán)境條件:溫度為20±5℃,相對濕度為65±5%。

    (2)熱態(tài)實驗或潮濕環(huán)境實驗條件由產(chǎn)品標準予以規(guī)定。

    (3)實驗煤質(zhì):介電強度試驗應盡量在接近測試材料的實際使用環(huán)境的煤質(zhì)中進行,同時應避免測試中發(fā)生閃絡。選用的煤質(zhì)不應與被測試試樣發(fā)生反應。通常選用的液體煤質(zhì)應符合IEC60296:2003的變壓器油,當在礦物油會發(fā)生膨脹的材料,也可以采用其他液體(如硅油)。對擊穿電壓值相對較低的試樣,可以直接在空氣中試驗。

    3、試樣步驟

    (1)選擇試樣,并根據(jù)產(chǎn)品要求對試樣進行預處理。

    (2)調(diào)節(jié)環(huán)境的溫濕度并選好試驗煤質(zhì)。試驗環(huán)境的調(diào)節(jié):常態(tài)溫度為20±5℃,相對濕度為65±5%。熱態(tài)或潮濕環(huán)境的試驗條件按產(chǎn)品標準規(guī)定調(diào)節(jié)。試驗煤質(zhì):氣體煤質(zhì)一般采用空氣,液體煤質(zhì)用變壓器油或耐高溫的氣缸油。

    (3)測量試樣厚度。用厚度測量儀在試樣測量電極面積下,沿直徑測量試樣厚度不少于3點,取其算術(shù)平均值作為試樣厚度,測量誤差為±0.01mm。

    (4)試樣經(jīng)測厚和預處理后,再用綢布蘸上對材料無任何作用的溶劑擦凈表面,裝入儀器內(nèi)兩電極之間,保持良好的接觸,開始試驗。

    (5)測試介電強度。

    (6)耐電壓實驗。

    4、實驗結(jié)果

    (1)擊穿的判斷在電擊穿時,回路中的電流增加和試樣兩端電壓下降,使斷路器跳開或熔絲燒斷。試樣沿施加電壓方向及位置有貫穿小孔、開裂或燒焦等痕跡。如果痕跡不清,可用重復施加試驗電壓來判斷。

    (2)介電強度計算按式(5-15)計算

    Eb=Ub/d5-15

    式中:Eb-擊穿強度,KV/mm;

    Ub-擊穿電壓,KV,以各次實驗的算術(shù)平均值作為實驗結(jié)果,取三位有效數(shù)字;

    d-試樣厚度,mm。

    以5次實驗的平均值作為實驗結(jié)果,取三位有效數(shù)字。

    如個別實驗值對平均值的相對誤差超過15%,則另取樣進行5次實驗,實驗結(jié)果由10次實驗的算術(shù)平均值計算。

    實驗設備

    介電強度測試儀,圖片如下圖
 

航天縱橫電壓擊穿 (9)_副本.jpg


    試驗主機由高壓變壓器、調(diào)壓變壓器、保護電路等部件組成

    介電強度測試裝置(高壓試驗變壓器)的維護

    (1)要經(jīng)常檢查儀器室外及室內(nèi)接地是否可靠。

    (2)參加試驗人員必須遵守試驗裝置使用操作規(guī)程,確保試驗安全。

    (3)試驗電壓通常應不大于儀器最高工作電壓的80%(如≤80kV)。

    (4)隨時保持工作環(huán)境的清潔,應避免儀器工作媒質(zhì)受到臟物污染。

    影響因素

    (一)試樣的厚度

    ◆隨試樣厚度增加,介電強度減小。

    √在擊穿中,既有電擊穿,也有熱擊穿。

    ◆從熱擊穿理論來講

    √試樣厚度增加,散熱條件變壞,促使單位厚度的擊穿電壓降低。

    ◆從電擊穿理論講

    √當試樣較薄時,電子加速時間相應地減小,電子不易從電極上逸出,其介電強度也相應增加。

    (二)升壓速度

    以電擊穿為主的試樣,升壓速度的影響不大;

    以熱擊穿為主的試樣,隨升壓速度提高而增大。

image.png


    (三)電極倒角r

    ◆電極與試樣接觸平面邊緣形成的半徑r的角稱為倒角。

    √當電極面積變化不大時,介電強度變化不大,

    √當電極變成半圓球狀(r很大),介電強度變化較大。

    ◆邊緣效應,靠邊緣處場強非常大的現(xiàn)象。

    √由于邊緣效應,電極邊緣間的介質(zhì)容易已被擊穿。

    √而邊緣處場強的大小與倒角r有關系,

    √一般r小,場強變大,所以,標準方法中規(guī)定r=2.5mm。

    電極倒角r的影響

 

image.png


    (五)試驗環(huán)境

    √多數(shù)材料在低溫下,介電強度與溫度無關,

    √當溫度升高至某個高度,介電強度隨著溫度升高而下降。

    √濕度增加,介電強度也下降。

    √水分進入試樣,電導變大之故。

    (六)試樣加工

    √不良的加工方法會在材料中形成缺陷,

    √例如弱的熔接縫、氣泡流線和雜質(zhì)顆粒,都會使介電強度降低30~60%,降低程度隨缺陷的嚴重程度而異。

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