电压击穿试验仪性能分析
北京华测电压击穿试验仪满足标准：
GB1408.1-2016《绝缘材料电气强度试验方法 第1部分；工频下试验、第2部分》
GB/T1695-2005《硫化橡胶工频击穿电压强度和耐电压的测定方法》
GB/T 3333-1999《电缆纸工频击穿电压试验方法》
GB/T 1 2656-1990《电容器纸工频击穿电压测定法》
ASTM D149 - 09 《固体电绝缘材料在商用电源频率下的介电击穿电压和介电强度的标准试验方法》
DL/T 3 76-2010 复合绝缘子用硅橡胶绝缘材料通用技术条件
电压击穿试验仪概述:
电压击穿试验仪器是测量绝缘材料板材及管材介电强度的试验仪器。它也可以用于绝缘材料的耐电压测试。电压击穿试验仪器的试验原理是由高压试验变压器产生高电压,通过电机改变调压器的输出给高压试验变压器原边,从而得到连续可调的交流电压,即可得到连续可调的高电压。由于交流调压通常是通过自耦调压器来完成调压的精度受自耦调压器的总匝数有关,理论上有△U=U0/n。式中△U表示调压可得到至小调压增量值;U0是调压器的输入电压;n是自耦调压器线圈匝数。例如:自耦调压器线圈匝数为1500匝,输入电压220V,若高压变压器输出为100KV。用此调压器可得到的至小高压调压增量为220*100*1000/1500/200=73(v)。既在此时的试验条件下调压的至小电压增量要达到73V之多。若高压变压器输出为50KV时,其它条件还是上述,则调压的至小电压增量也要有73/2=36.5V。从以上分析可看出,若想减小增量间隔就要增加调压器的匝数n的数值,但增大n会迅速增大调压器的体积和成本。若想完全满足GB1408中的第10.3条与10.5条之调压速率规定如调压速率在100V/S以下时,用自藕调压器采用机械式调压方式将无法满足标准的要求。要想完全满足标准中的要求,调压方式仅能通过电子式调压方式实现。电子式调压方式是先将市电整流再逆变,此时会有另一个问题,通过电子式调压方式得到的交流电压中会含有高次谐波,高次谐波可对测试材料的击穿性能产生影响。
击穿电压:高分子材料在一定电压范围内是绝缘体,当在材料上施加的电压逐渐增加,致使材料至薄弱点失去绝缘能力而产生电弧,材料的绝缘性能被破坏。此时的至大电压值称为该绝缘材料的击穿电压。绝缘材料的厚度影响击穿电压值。材料越厚击穿电压越高,但一般不成正比。
介电强度:我们把绝缘材料击穿电压和此时材料的厚度比称为介电强度。即试样击穿时,单位厚度承受的击穿电压值,单位为kv/mm或Mv/m。有时也称为电气强度或击穿强度。通常介电强度越高,材料的绝缘质量越好。介电强度是表征了材料所能承受的至大电场强度,是高聚物绝缘材料的一项重要指标。
耐压电压:在规定的试验条件下,对试样施加规定的电压及时间,试样不被击穿所能承受的至高电压。
塑料的电击穿机理:介电击穿机理可分为电击穿、热击穿、化学击穿、放电击穿等,往往是多种机理综合发生。通常把不随温度变化的击穿称为电击穿,把随温度变化的击穿称为热击穿。热击穿的外部表现是介电强度随温度升高而迅速下降,与施加电压作用的长短有关;与电场畸变及周围介质的电性能关系不大;击穿点多发生在电极内部。介质在电场中产生的热量大于它能散发的热量.使其内部温度不断升高。温度升高导致其电阻下降,流经试样电流增大.产生的热量更多,如此循环不已,致使介质转变为另一种聚集态,失去耐电压能力,材料被破坏。电击穿的特点是介电强度与周围介质的电性能有关;击穿点常常出现在电极边缘其至电极以外。
介电强度测试的影响因素:电压波形及电压作用时间影响。材料在电场作用下,初始时单位时间内材料内部产生的热量大于介质散发出去的热量,进而介质温度升高,温度的升高是一个由快转慢的,若升压速度较慢末后发生材料击穿热击穿的成分较大。作用时间的影响多因热量积累而使击穿电压值随电压作用时间增加而下降,处于热击穿形式的试样,基本上随升压速度的提高击穿强度也增大。因此,一般规定试样击穿电压低于20kv时升压速度为1.0kv/s;大于或等于20kv时升压速度为2.0kv/s。
温度的影响:温度的增加普遍介电强度降低。
试样厚度对介电强度的影响:试样厚度与介电强度不成线性关系,通常同种材料在不同厚度下测得的介电强度是不同的,较厚的试样测得的介电强度略低些。
湿度影响:因水分浸入材料而导致其电阻降低,必然降低击穿电压值。
电极倒角的影响:电极边缘处电场强度远远高于内部,但边缘效应极难消除。为避免电极边缘成一直角,需采用一定倒角r 。国家标准中规定r=2.50mm。
媒质电性能影响:高压击穿试验往往把样品放在一定媒质(如变压器油)中.其目的为缩小试样尺寸防止飞弧。但媒质本身的电性能对属于电击穿为主的材料有明显影响,而以热击穿为主的材料影响极小.故标准中对要求油的击穿电压 VB>=25kv/2.5mm。
