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擊穿強(qiáng)度測(cè)定儀

簡(jiǎn)要描述:擊穿強(qiáng)度測(cè)定儀電極必需是良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能;電極表面光滑并與試樣良好的接觸;板材或薄膜試樣一般用圓柱形銅或不銹鋼電極;管狀或型材試樣,一般要采用金屬箔或沉積金屬層,管狀試樣內(nèi)徑小時(shí),可用彈性金屬片、金屬粉末以及導(dǎo)電液體等作為內(nèi)電極。

  • 產(chǎn)品型號(hào):
  • 廠商性質(zhì):生產(chǎn)廠家
  • 更新時(shí)間:2024-08-21
  • 訪  問(wèn)  量:2173

詳細(xì)介紹

品牌AIRTIMES/中航時(shí)代價(jià)格區(qū)間5萬(wàn)-10萬(wàn)
擊穿電壓50KV應(yīng)用領(lǐng)域化工,石油,航天,汽車,電氣
    ZJC-20KV擊穿強(qiáng)度測(cè)定儀丨ZJC-50KV擊穿強(qiáng)度測(cè)定儀

    一、結(jié)構(gòu)原理及性能特點(diǎn)

    主要由:升壓系統(tǒng)(高壓變壓器)、測(cè)量系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換器、放電系統(tǒng)、電極、油箱、電極定位架、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、軟件等組成;高壓變壓器主要產(chǎn)生試樣所需的直流電壓,調(diào)壓器用于調(diào)節(jié)升壓變壓器輸入端電壓以產(chǎn)生高壓所需的輸入電壓,電壓測(cè)量主要是從高壓變壓器測(cè)量端測(cè)量,高壓變壓器測(cè)量端和高壓端是線性的;試驗(yàn)軟件是我公司0新研發(fā)的功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)單、顯示直觀的試驗(yàn)軟件系統(tǒng)。采用計(jì)算機(jī)控制,過(guò)人機(jī)對(duì)話方式,完成對(duì)、絕緣介質(zhì)的工頻電壓擊穿,工頻耐壓試驗(yàn)。

    二、制造和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

    1、GB1408.1-2006《絕緣材料電氣強(qiáng)度試驗(yàn)方法》

    2、GB1408.2-2006《絕緣材料電氣強(qiáng)度試驗(yàn)方法》

    第2部分:對(duì)應(yīng)用直流電壓試驗(yàn)的附加要求》

    3、JJG795-2004《耐電壓測(cè)試儀檢定規(guī)程》

    三、適用的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)

    1、GB/T1695-2005《硫化橡膠工頻擊穿電壓強(qiáng)度和耐電壓的測(cè)定方法》

    2、GB/T3333《電纜紙工頻擊穿電壓試驗(yàn)方法》

    3、GB12913-2008《電容器紙》

    4、ASTMD149《固體電絕緣材料工業(yè)電源頻率下的介電擊穿電壓和介電強(qiáng)度的試驗(yàn)方法》

    四、應(yīng)用范圍

    主要適用于固體絕緣材料如電線套管、樹脂和膠、浸漬纖維制品、云母及其制品、塑料、薄膜復(fù)合制品、陶瓷和玻璃等介質(zhì)在工頻電壓或直流電壓下?lián)舸?qiáng)度和耐電壓時(shí)間的測(cè)試;該儀器采用計(jì)算機(jī)控制,可對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的采集、處理,并可存取、顯示、打印。

    五、主要技術(shù)指標(biāo)

    輸入電壓:AC220V

    輸出電壓:AC0--20kV;

    DC0--20kV

    電器容量:2KVA

    高壓分級(jí):0--5kV;0-10kV;0--20kV;

    擊穿電壓:0-20kV

    擊穿電壓升壓速率共分七級(jí)(可選定):

    A、0.1kV/s

    B、0.2kV/s

    C、0.3kV/s

    D、0.5kV/s

    E、1.0kV/s

    F、2.0kV/s

    G、3.0kV/s

    升壓方式:

    1、勻速升壓

    2、階梯升壓

    3、耐壓試驗(yàn)

    過(guò)電流保護(hù)裝置:試樣擊穿時(shí)在0.1S內(nèi)切斷電源.

    漏電電流選擇:1—30mA.

    耐壓時(shí)間:0-6H

    六、安全說(shuō)明:

    1、設(shè)備要安裝單獨(dú)的保護(hù)地線。接保護(hù)地線,主要是減少試樣擊穿時(shí)對(duì)周圍產(chǎn)生的較強(qiáng)的電磁干擾。也可避免控制計(jì)算機(jī)失控。

    2、直流試驗(yàn)放電報(bào)警功能:在設(shè)備做完直流試驗(yàn)時(shí),當(dāng)開啟試驗(yàn)門時(shí)設(shè)備會(huì)自動(dòng)報(bào)警,直至使用設(shè)備上的放電裝置放電后報(bào)警會(huì)自動(dòng)取消.(注:因?yàn)橹绷髟囼?yàn)后不放電會(huì)危險(xiǎn)到人身安全,不能直接拿取電極,起到提醒使用人員放電以免造成傷害)。

    3、試驗(yàn)放電裝置,隨主機(jī)為一體化,改進(jìn)了以往單獨(dú)配備一根放電桿的功能。

    4、該試驗(yàn)設(shè)備的電路設(shè)有多項(xiàng)保護(hù)措施,主要有:過(guò)流保護(hù)、失壓保護(hù)、漏電保護(hù)、短路保護(hù)、直流試驗(yàn)放電報(bào)警等。

    5、九級(jí)安全防護(hù)措施:

    ①超壓保護(hù)

    ②試驗(yàn)過(guò)流保護(hù)

    ③調(diào)壓器復(fù)位開關(guān)

    ④試驗(yàn)箱門安全開關(guān)

    ⑤自動(dòng)放電保護(hù)

    ⑥漏電保護(hù)開關(guān)

    ⑦試驗(yàn)短路保護(hù)

    ⑧獨(dú)立接地保護(hù)

    ⑨安全防護(hù)網(wǎng)保護(hù)

    介電強(qiáng)度

    1概述

    一、定義:絕緣材料或結(jié)構(gòu),在電場(chǎng)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(shí)所加的電壓稱為擊穿電壓,擊穿點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)稱為擊穿場(chǎng)強(qiáng)。

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    式中:EB—擊穿場(chǎng)強(qiáng)(MV/mm);UB—在規(guī)定試驗(yàn)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(jiǎn)稱閃絡(luò).絕緣閃絡(luò):絕緣材料在電場(chǎng)作用下,尚未發(fā)生絕緣結(jié)構(gòu)的擊穿時(shí),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)。

    二、影響介電強(qiáng)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(cè)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)也不同,工頻交流電壓下的擊穿場(chǎng)強(qiáng)比直流和沖擊電壓下的低得多。

    2、電壓作用時(shí)間,無(wú)論電擊穿還是熱擊穿都需要時(shí)間,隨著加壓時(shí)間的增長(zhǎng),擊穿電壓明顯下降。

    3、電場(chǎng)的均勻性及電壓的極性,電場(chǎng)不均勻往往測(cè)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(chǎng)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(huì)使擊穿場(chǎng)強(qiáng)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(huì)影響試樣的擊穿場(chǎng)強(qiáng);溫度升高,通常會(huì)使擊穿場(chǎng)強(qiáng)下降;濕度增大,會(huì)使擊穿場(chǎng)強(qiáng)下降;氣壓對(duì)擊穿場(chǎng)強(qiáng)的影響,主要是對(duì)氣體而言。氣壓高,擊穿場(chǎng)強(qiáng)升高;但接近真空時(shí),也會(huì)使擊穿場(chǎng)強(qiáng)升高。另外還有:時(shí)間、輻射、機(jī)械力、電極材料及極性效應(yīng)。

    2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(chǎng)中,由于受輻照、電能、熱能等因素的作用,總會(huì)存在少量的離子和電子。

    這些帶電質(zhì)點(diǎn)在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)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(shí)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(guò)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(chǎng)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(lái)越多形成電子崩。同時(shí)由于離子的質(zhì)點(diǎn)大,速度慢,而集聚在陰極的附近,造成陰極附近的電場(chǎng)強(qiáng)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(zhǎng)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(qiáng),而復(fù)合時(shí)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(gè)混合通道稱為流柱。

    3)在均勻和不均勻電場(chǎng)中氣體的擊穿電壓,在均勻電場(chǎng)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(chǎng)中,氣體的擊穿電壓將高于氣體起始電離擊穿電壓,因電場(chǎng)*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(shí)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(chǎng)的作用下產(chǎn)生極化并沿著電場(chǎng)方向排列起來(lái),移向電場(chǎng)強(qiáng)度高的地方連成小橋,而使電場(chǎng)發(fā)生畸變。造成擊穿電場(chǎng)下降。2)撞擊游離和氣體電離的理論類似。不過(guò)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(chǎng)強(qiáng)度,這說(shuō)明液體的擊穿場(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)強(qiáng)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(yùn)動(dòng)就不能簡(jiǎn)單地看作單個(gè)電子與單個(gè)分子或原子相碰撞,而是受周圍許多分子或原子對(duì)它的制約。如電子通過(guò)晶格時(shí),受晶格質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的影響,使運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化,同時(shí)也發(fā)生能量的轉(zhuǎn)移,這過(guò)程稱散射。當(dāng)電子的獲得的能量大于損失的能量時(shí),電子就不斷被加速,就會(huì)導(dǎo)致?lián)舸┌l(fā)生。從這點(diǎn)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(gè)是希伯爾理論。此外,還有許多電擊穿理論,如場(chǎng)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┎牧蠐舸┌l(fā)生在局部,而沒(méi)有貫穿到兩電極之間,這種現(xiàn)象稱為局部放電。

    3試樣、電極、媒質(zhì)以及升壓方式的選擇

    1、試樣與電極

    試樣與電極的大小影響擊穿試驗(yàn)結(jié)果

    1)固體材料的試樣

    GB1408有規(guī)定,如表

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    一般試樣厚度不要超過(guò)3mm,厚度測(cè)量誤差最好不要超過(guò)1%

    2)測(cè)量固體材料用電極

    電極必需是良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能;電極表面光滑并與試樣良好的接觸;板材或薄膜試樣一般用圓柱形銅或不銹鋼電極;管狀或型材試樣,一般要采用金屬箔或沉積金屬層,管狀試樣內(nèi)徑小時(shí),可用彈性金屬片、金屬粉末以及導(dǎo)電液體等作為內(nèi)電極。電極尺寸見(jiàn)表

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    3)液體材料取樣及電極

    液體介質(zhì)擊穿試驗(yàn)用電極有平板和球型兩種。我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)用是平板型電極,電極直徑為25mm,間距為2.5mm,邊緣的曲率半徑2mm,表面光潔度▽7.液面離電極的最高點(diǎn)距離不少于22mm.電極距容器內(nèi)壁各點(diǎn)不少于13mm,電極軸心應(yīng)對(duì)準(zhǔn)并保持水平,電極間隙應(yīng)均勻。電極及容器所用材料應(yīng)不會(huì)和試樣作用,一般用陶瓷或玻璃制成容器,用銅或不銹鋼做電極。

    2、媒質(zhì)

    為防止材料發(fā)生表面閃絡(luò),同時(shí)也為了避免擊穿發(fā)生在電極的邊緣,必須選用相對(duì)介電常數(shù)(或電導(dǎo)率)比較大的,而且擊穿場(chǎng)強(qiáng)也比較高的材料做媒質(zhì)。如變壓器油、礦物油和硅油.選用的媒質(zhì)必須與試樣不會(huì)發(fā)生相互作用

    3、升壓方式

    擊穿場(chǎng)強(qiáng)隨施加電壓的時(shí)間的增長(zhǎng)而下降;在交流或直流電壓的擊穿試驗(yàn)中,電壓作用時(shí)間體現(xiàn)在升壓方式和升壓速度;而在耐壓試驗(yàn)中,電壓的作用除與升壓速度有關(guān)外,主要還決定于耐壓時(shí)間。顯然,電壓作用時(shí)間越長(zhǎng)對(duì)試樣考驗(yàn)就越嚴(yán)格。擊穿試驗(yàn)升壓方式分三種:連續(xù)升壓、逐級(jí)升壓和慢升壓。

    連續(xù)升壓升壓速度

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    逐級(jí)升壓

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    慢速升壓

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    幾點(diǎn)說(shuō)明:逐級(jí)升壓是讓施加于試樣的電壓先以連續(xù)升壓的速度上升到擊穿電壓的50%,之后,按每級(jí)升壓值(大約為擊穿電壓的5-10%)逐級(jí)升壓,每級(jí)停留1分鐘,直到擊穿為止。最后一級(jí)的電壓為擊穿電壓。級(jí)與級(jí)之間升壓時(shí)間要盡可能的短,一般不會(huì)超過(guò)10秒,這一時(shí)間應(yīng)計(jì)入后一級(jí)的停留時(shí)間內(nèi)。如果擊穿發(fā)生在前一級(jí),則應(yīng)取前一級(jí)電壓。慢升壓是先讓施加于試樣的電壓以連續(xù)升壓的速度上升到擊穿電壓的50%,以后降低升壓速度,但電壓仍然以勻速上升直到擊穿為止。而耐壓試驗(yàn)先以任何升壓速度使施加于試樣的電壓由零上升到試驗(yàn)電壓的40%,以后以每秒升高試驗(yàn)電壓3%的速度升到試樣電壓為止;在試驗(yàn)電壓下保持一定的耐壓時(shí)間(1-5min),之后要在5分鐘內(nèi)將電壓降到試驗(yàn)電壓的25%,最后切斷電源。

    4工頻電壓下絕緣的擊穿和耐壓試驗(yàn)

    工頻電壓下絕緣強(qiáng)度和耐壓試驗(yàn)裝置:高壓試驗(yàn)變壓器、調(diào)壓器、電壓測(cè)量系統(tǒng)以及控制和保護(hù)裝置等。

    1、高壓試驗(yàn)變壓器

    包括容量、電壓及其波形。容量--根據(jù)試樣在試驗(yàn)電壓下流過(guò)的電容電流來(lái)計(jì)算即:

    P=U2ωCx(伏.安)式中:U--施加電壓有效值(伏),ω--角頻率,Cx—試樣電容;一般電容量高壓側(cè)電流1安以上。

    電壓-一般根據(jù)試樣電壓來(lái)選,單臺(tái)變壓器最高電壓等級(jí)為750千伏;如果再高實(shí)驗(yàn)電壓就用多臺(tái)串聯(lián)。實(shí)驗(yàn)電壓波形,一般為正弦波,波形畸變將會(huì)影響電壓測(cè)量。Um=√2U有效

    2、調(diào)壓、控制及保護(hù)

    1)調(diào)壓器-調(diào)節(jié)通過(guò)接在實(shí)驗(yàn)變壓器和電源之間的調(diào)壓器來(lái)實(shí)現(xiàn),分:自耦調(diào)壓器(通過(guò)滑動(dòng)觸點(diǎn)沿繞阻移動(dòng)來(lái)改變輸出電壓,其特點(diǎn)是體積小、漏抗小、價(jià)格也便宜,但由于滑動(dòng)觸點(diǎn)在電流比較大時(shí)會(huì)出現(xiàn)火花,因此,一般容量只用于幾千伏安以下,油浸式的可達(dá)幾十千伏安)和移圈式調(diào)壓器。2)控制電路控制線路要實(shí)現(xiàn)下列各點(diǎn)要求(1)只有在試驗(yàn)人員撤離高壓危險(xiǎn)區(qū),并關(guān)好安全門之后才能加壓;(2)升壓必需從零開始;(3)在試樣發(fā)生擊穿時(shí)能自動(dòng)切斷電源;(4)在自動(dòng)升壓裝置中還要能控制升壓、降壓及停止等動(dòng)作。3)保護(hù)和接地(除過(guò)電流保護(hù)器、安全門開關(guān)、調(diào)壓器限位開關(guān)等外,其他在線路的低壓部分都要接上保護(hù)放電器,還需接保護(hù)電阻、此外,還要有圍欄、連鎖裝置和信號(hào)燈并備有接地棒以保證人身安全)

    3、工頻電壓的測(cè)量

    工頻高電壓的測(cè)量方法分:直接測(cè)量高電壓(如利用球隙放電、靜電電壓表、旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)等);將高電壓變換為低電壓測(cè)量(互感器、分壓器);通過(guò)測(cè)量試驗(yàn)變壓器本身低壓繞組的電壓來(lái)?yè)Q算出高壓端的試驗(yàn)電壓。1)靜電電壓表法-用于試驗(yàn)電壓不高的情況(200KV)2)球隙測(cè)量法-此法試驗(yàn)電壓可以高,但測(cè)量麻煩,影響因素較多,裝置的占地面積較大。3)互感器測(cè)量法-通過(guò)互感器將高壓變低壓進(jìn)行測(cè)量,精度高,但較貴。4)電容分壓器法-通過(guò)串聯(lián)電容分壓測(cè)出其中低阻抗的電容器上的電壓,可以推算出試驗(yàn)電壓。5)測(cè)量繞組法-通過(guò)變壓器內(nèi)部繞組,可以按比例把測(cè)量電壓算出來(lái)。

    5直流電壓下絕緣的擊穿和耐壓試驗(yàn)

    由于有很多電氣設(shè)備是在直流電壓下運(yùn)行的,有些雖在交流下運(yùn)行,但由于其電容量很大,工頻試驗(yàn)變壓器的容量不能滿足要求而又沒(méi)有補(bǔ)償電抗器時(shí),采用直流電壓下測(cè)定其絕緣強(qiáng)度以替代工頻下的絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)。其測(cè)量裝置必需要有一套直流高壓裝置和直流電壓測(cè)量系統(tǒng)。直流高電壓可以通過(guò)各種方法獲得。一般是通過(guò)高壓整流,即先通過(guò)變壓器把工頻電壓升高。而后,在利用高壓整流器把工頻高壓變?yōu)橹绷鞲邏?。工頻的升壓及有關(guān)的控制、保護(hù)裝置與上節(jié)所述相同。

    一、高壓整流

    絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)用的直流高壓設(shè)備應(yīng)滿足一下要求:

    1)電壓等級(jí)應(yīng)滿足試驗(yàn)電壓要求,我國(guó)已有百萬(wàn)伏以上的直流高壓裝置

    2)設(shè)備容量應(yīng)能輸出電流10-20毫安

    3)電壓脈動(dòng)系數(shù)小于或等于5%

    二、倍壓線路

    簡(jiǎn)單的整流線路不論是半波還是全波,最高輸出電壓只能接近于變壓器輸出電壓的峰值。如果要獲得更高的直流電壓,可以采用倍壓線路。

    三、直流高壓的測(cè)量

    測(cè)量方法很多,可用儀表直接測(cè)量,也可用分壓器等間接測(cè)量。測(cè)量的誤差小于3%。對(duì)于電壓脈動(dòng)系數(shù)小于或等于5%,可用靜電伏特計(jì)和球隙法。旋轉(zhuǎn)伏特計(jì)也可測(cè)直流高壓。

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