擊穿強(qiáng)度測(cè)試設(shè)備（電氣擊穿測(cè)試裝置）

一、結(jié)構(gòu)原理及性能特點(diǎn)

 ZJC-20KV擊穿強(qiáng)度測(cè)試設(shè)備（電氣擊穿測(cè)試裝置）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)。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；

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、JJG 795-2004 《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、ASTM D149《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

擊穿強(qiáng)度測(cè)試設(shè)備（電氣擊穿測(cè)試裝置）主要適用于固體絕緣材料如電線套管、樹(shù)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：AC 220 V

輸出電壓：AC 0－20 kV ;DC 0－20 kV

電器容量：2 KVA

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、0.1 kV/s

B、0.2 kV/s

C、0.3 kV/s

D、0.5 kV/s

E、1.0 kV/s

F、2.0 kV/s

G、3.0 kV/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—30 mA.

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(kāi)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(kāi)關(guān)

④試驗(yàn)箱門安全開(kāi)關(guān)

⑤自動(dòng)放電保護(hù)

⑥漏電保護(hù)開(kāi)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)

七、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及軟件包

1、試驗(yàn)過(guò)程中可動(dòng)態(tài)繪制出試驗(yàn)曲線，試驗(yàn)的曲線可以多種顏色疊加對(duì)比，局部放大，曲線上任意一段可進(jìn)行區(qū)域放大分析；

2、可對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯修改，靈活適用；

3、試驗(yàn)條件及測(cè)試結(jié)果等數(shù)據(jù)可自動(dòng)存儲(chǔ)；

4、試驗(yàn)報(bào)告格式靈活可變，適用于不同用戶的不同需求；

5、可對(duì)一組試驗(yàn)中曲線數(shù)據(jù)的有效與否進(jìn)行人為選定；

6、試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)可導(dǎo)入EXECL,WORD文檔編輯；

7、軟件設(shè)備人員管理功能，試驗(yàn)人員可設(shè)置自己的試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)參數(shù)，設(shè)置自己的試驗(yàn)內(nèi)容后別人無(wú)法進(jìn)入程序；

8、過(guò)電流保護(hù)裝置有足夠的靈敏度，能夠保證試樣擊穿時(shí)在0.1S內(nèi)切斷電源；

9、儀器運(yùn)行的持久性: 儀器可連續(xù)運(yùn)行使用，不需為保護(hù)儀器而定期停機(jī)。

介電強(qiáng)度

一、介質(zhì)在電場(chǎng)中的破壞 

1. 概念 

v 介質(zhì)的擊穿：外加電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)某一臨界值時(shí)，材料中形成 或存在電荷順利通過(guò)的擊穿“隧道"，使材料破壞，介質(zhì)由 介電狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)的現(xiàn)象。 

v 介電強(qiáng)度：使介質(zhì)發(fā)生擊穿的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度。

2. 電擊穿 

v 固體介質(zhì)電擊穿的碰撞理論： 

?強(qiáng)電場(chǎng)作用下，固體導(dǎo)帶中因冷或熱發(fā)射存在一些電子， 這些電子被加速，獲得動(dòng)能； 

?高速電子與晶格振動(dòng)相互作用，把能量傳遞給晶格； 

?一定溫度和場(chǎng)強(qiáng)下平衡時(shí)，固體介質(zhì)有穩(wěn)定的電導(dǎo)； 

?當(dāng)電子從電場(chǎng)中獲得能量大于傳遞給晶格振動(dòng)能量時(shí)， 電子動(dòng)能越來(lái)越大； 

?大到一定值，電子與晶格振動(dòng)的相互作用導(dǎo)致電離產(chǎn)生新電子，使電子數(shù)目迅速增加，電導(dǎo)進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)， 發(fā)生擊穿。

3. 熱擊穿 

v 熱擊穿的本質(zhì)： 

?處于電場(chǎng)中的介質(zhì)，由于介質(zhì)損耗而受熱； 

?當(dāng)外加電壓足夠高時(shí)，散熱和發(fā)熱從平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)入非平 衡狀態(tài)； 

?若發(fā)熱量比散熱量多時(shí)，熱量就在介質(zhì)內(nèi)部聚集，使介 質(zhì)溫度升高； 

?溫度升高又導(dǎo)致電導(dǎo)率和損耗的進(jìn)一步增加，介質(zhì)的溫 度將越來(lái)越高，直至出現(xiàn)破壞。

二、無(wú)機(jī)材料的擊穿 

1. 不均勻介質(zhì)中的電場(chǎng)分配 

v 假設(shè)不均勻介質(zhì)結(jié)構(gòu)由兩層介質(zhì)組成，在系統(tǒng)上加直流電壓 U，利用串聯(lián)模型導(dǎo)出：

2. 電離擊穿 

?材料中存在氣孔，導(dǎo)致均勻性降低； 

?氣體的電導(dǎo)率和介電常數(shù)很小，加上電壓后電場(chǎng)較高， 而氣體本身抗電強(qiáng)度比固體介質(zhì)低得多； 

?發(fā)生強(qiáng)烈的氣體放電，即電離，產(chǎn)生大量的熱量； 

?氣孔附近局部區(qū)域強(qiáng)烈過(guò)熱，在材料內(nèi)部形成相當(dāng)高的 內(nèi)應(yīng)力； 

?當(dāng)熱應(yīng)力超過(guò)一定限度時(shí)，材料喪失機(jī)械強(qiáng)度而發(fā)生破 壞，以致介電強(qiáng)度喪失，造成擊穿； 

?這種擊穿稱為電-機(jī)械-熱擊穿。

v 介電強(qiáng)度與樣品的尺寸有關(guān)：樣品尺寸減小，在一定應(yīng)力下， 存在可導(dǎo)致材料擊穿的缺陷相應(yīng)減小。 

v 電壓老化或化學(xué)擊穿：大量的氣孔放電，在介質(zhì)內(nèi)部引起不 可逆的物理化學(xué)變化，使介質(zhì)擊穿電壓下降。

3. 表面放電和邊緣擊穿 

(1) 表面放電： 

?固體材料常處于氣體媒介中，擊穿時(shí)介質(zhì)本身未擊穿， 但有火花掠過(guò)它的表面。 

(2) 邊緣擊穿： 

?電極邊緣常常電場(chǎng)集中，因而擊穿常在電極邊緣發(fā)生。