工頻介電強度試驗機

工頻介電強度試驗機

    升壓方式的選擇

v  介電強度試驗：電壓從零按一定方式和速度上升到規定的試驗電壓或擊穿電壓。

v  升壓方式：快速升壓、20s逐級升壓、60s逐級升壓、慢速升壓、和極慢速升壓。

v  （1）快速升壓

v  電壓從零上升到擊穿電壓所經歷的時間約為10~20s。現行標準中規定的升壓速度有：100V/s、200V/s、500V/s、1000V/s、2000V/s和5000V/s。

v  （2）20s逐級升壓

v  施加于試樣的電壓先以快速升壓的速度上升到擊穿電壓的40%，之后按每級升壓值逐級升壓，每級停留20s，直到試樣擊穿為止。

v  （3）60s逐級升壓

v  與20s逐級升壓方式相似，只是每級停留時間為60s。

v  （4）慢速升壓

v  從快速升壓的擊穿電壓的40%開始，以較慢的速度升壓，使擊穿過程發生在120~240s內。電壓上升速度可選取2V/s、5V/s、10V/s、20V/s、50V/s、100V/s、200V/s、500V/s和1000V/s 。

v  （5）極慢速升壓

v  與慢速升壓方式相似，只是擊穿過程發生在300~600s內。電壓上升速度可選取1V/s、2V/s 5V/s、10V/s、20V/s、50V/s、100V/s、200V/s。

工頻介電強度試驗機介電強度定義：

v  大多數高分子材料在一定電壓范圍內是絕緣體，但是隨著施加電壓的升高，性能會逐漸下降。電壓升到一定值時變成局部導電，此時稱為材料的擊穿。

v  定義:介電強度   試樣擊穿時,單位厚度承受的擊穿電壓值，單位為kv/mm或Mv/m。有時也稱為電氣強度或擊穿強度。通常介電強度越高,材料的絕緣質量越好

v  Eb＝Ub/h.

v  Eb表征了材料所能承受的最大電場強度，是高聚物絕緣材料的一項重要指標。聚合物絕緣材料的 Eb 一般為107V/cm左右。

v  耐電壓   在規定的試驗條件下,對試驗施加規定的電壓及時間,試樣不被擊穿所能承受的最高電壓。

v  塑料的電擊穿機理

v  問題復雜---介電擊穿機理可分為本征擊穿（電擊穿）、熱擊穿、化學擊穿、放電擊穿等，往往是多種機理綜合發生。通常把不隨溫度變化的擊穿稱為電擊穿，把隨溫度變化的擊穿稱為熱擊穿

v  熱擊穿   外部表現是介電強度隨溫度升高而迅速下降；與電壓作用的長短有關；與電場畸變及周圍介質的電性能關系不大；擊穿點多發生在電極內部。

v  介質在電場中產生的熱量大于它能散發的熱量．使其內部溫度不斷升高。溫度升高導致其電阻下降，流經試樣電流增大．產生的熱量更多，如此循環不已，致使介質轉變為另一種聚集態，失去耐電壓能力,材料被破壞。

v  電擊穿   特點是介電強度受溫度的影響不大；電作用時間對結果無影響；與周圍介質的電性能有關；擊穿點常常出現在電極邊緣其至電極以外。

v  在固體介質中，總有一些自由電子存在,它們在外電場作用下被加速而撞擊中性原子,致使原子電離，在這種作用繼續下造成材料擊穿.

v  一般來說，工作溫度高散熱條件差，介質電導及損耗大的材料．發生熱擊穿的幾率高。

v  介電強度測定

v  介電強度實驗采用的基本裝置是一個可調變壓器和一對電極。

v  試驗中使用的試樣厚度為1.59mm.

v  實驗方法有兩種

v  短時法：將電壓以平均速度率逐漸增加到材料發生介電破壞；

v  低速升壓法：是將預測擊穿電壓值的一半作為起始電壓，然后以均勻速度率增加電壓直到發生擊穿。

v  介電強度測試的影響因素

v  電壓波形及電壓作用時間影響： 

v  材料在電場作用下，單位時間產生的熱量為QF介質散發出去的熱量為Qs，當QF略大時就產生熱不平衡，進而介質溫度升高,最后發生擊穿。因此, 可根據極限條件QF＝QS來求得熱擊穿電壓VB：

v  當電壓頻率增加時值要下降，當波形失真大時，—般都會有高次諧波出現，這樣會使VB降低，因此必須限制這個量。

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v  作用時間的影響:多因熱量積累而使擊穿電壓值隨電壓作用時間增加而下降.

v  處于熱擊穿形式的試樣，基本上隨升壓速度的提高擊穿強度也增大。因此，一般規定試樣擊穿電壓低于20kv時升壓速度為1.0kv/s;大于或等于20kv時升壓速度為2.0kv/s。

v  溫度的影響 ：

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v  試樣厚度對介電強度的影響 ：

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v  濕度影響：  因水分浸入材料而導致其電阻降低，必然降低擊穿電壓VB值。如有機硅玻璃布板。常態下E＝18kv／mm，受潮后E＝12kV／mm。

v  電極倒角的影響 ：  電極邊緣處電場強度遠遠高于內部,但邊緣效應極難消除。為避免電極邊緣成一直角,需采用一定倒角r 。國家標準中規定r＝2.50mm。

v  媒質電性能影響 ：   

v   高壓擊穿試驗往往把樣品放在一定媒質(如變壓器油)中．其目的為縮小試樣尺寸防止飛弧。但媒質本身的電性能對屬于電擊穿為主的材料有明顯影響，而以熱擊穿為主的材料影響極小.故標準中對要求油的擊穿電壓 VB＞=25kv/2.5mm.

v  Pvc電纜料及酚醛模塑料擊穿點在電極邊緣，當油臟時在試樣邊緣處有很明顯的集聚物的痕跡，而在凈油中沒有。

v   對于酚醛層壓板擊穿點在電極內部，以熱擊穿為主。油的性能對該材料沒什么影響

工頻耐壓試驗

1、交流耐壓：是交流設備的基本耐壓方式。用于校核設備在交流高壓下的絕緣水平。對220kV及以下電壓等級的設備也用于等效校核絕緣耐受沖擊電壓的能力。

2、交流耐壓試驗實施辦法：電力設備預防性試驗規程（DL/T 596）已對各類設備的耐壓值作出了規定。以電力變壓器為例，當大修而全部更換繞組后，按出廠試驗電壓值進行試驗。在其它情況下，它們的耐壓值取出廠試驗電壓的85％。

3、方法：1min工頻耐壓試驗。如通過1min耐壓試驗，則可判斷絕緣合格。