直流絕緣體擊穿電壓試驗機(jī)  擊穿電壓breakdown voltage

1.(在連續(xù)升壓試驗中）在規(guī)定的試驗條件下，試樣發(fā)生擊穿時的電壓。

2.（在逐級升壓試驗中）試樣承受住的最高電壓，即在該電壓水平下，整個時間內(nèi)試樣不發(fā)生擊穿。

直流絕緣體擊穿電壓試驗機(jī)  電極和試樣

金屬電極應(yīng)始終保持光滑、清潔和無缺陷。

注1：當(dāng)對薄試樣進(jìn)行試驗時，電極的維護(hù)格外重要。為了在擊穿時盡量減小電極損傷，優(yōu)先采用不銹鋼電極。

接到電極上的導(dǎo)線即不應(yīng)使得電極傾斜或其他移動或使得試樣上壓力變化，也不應(yīng)使得試樣周圍的電場分布受到顯著影響。

注2：試驗非常薄的薄膜（例如：<μm厚)時,這些材料的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)規(guī)定所用的電極、操作的具體程序和試樣的制備方法。

滿足標(biāo)準(zhǔn)：

1、GB1408.1-2006《絕緣材料電氣強(qiáng)度試驗方法》

2、GB1408.2-2006《絕緣材料電氣強(qiáng)度試驗方法

        第2部分：對應(yīng)用直流電壓試驗的附加要求》

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

4、GB/T3333 電纜紙工頻電壓擊穿試驗方法

5、HG/T 3330絕緣漆漆膜擊穿強(qiáng)度測定法

6、GB12656 電容器紙工頻電壓擊穿試驗方法

7、ASTM D149《固體電絕緣材料工業(yè)電源頻率下的介介電強(qiáng)度的試驗方法》

固體電介質(zhì)擊穿

導(dǎo)致?lián)舸┑淖畹团R界電壓稱為擊穿電壓.均勻電場中,擊穿電壓與介質(zhì)厚度之比稱為擊穿電場強(qiáng)度（簡稱擊穿場強(qiáng),又稱介電強(qiáng)度）.它反映固體電介質(zhì)自身的耐電強(qiáng)度.不均勻電場中,擊穿電壓與擊穿處介質(zhì)厚度之比稱為平均擊穿場強(qiáng),它低于均勻電場中固體介質(zhì)的介電強(qiáng)度.固體介質(zhì)擊穿后,由于有巨大電流通過,介質(zhì)中會出現(xiàn)熔化或燒焦的通道,或出現(xiàn)裂紋.脆性介質(zhì)擊穿時,常發(fā)生材料的碎裂,可據(jù)此破碎非金屬礦石.

固體電介質(zhì)擊穿有3種形式 :電擊穿,熱擊穿和電化學(xué)擊穿.

電擊穿是因電場使電介質(zhì)中積聚起足夠數(shù)量和能量的帶電質(zhì)點(diǎn)而導(dǎo)致電介質(zhì)失去絕緣性能.熱擊穿是因在電場作用下,電介質(zhì)內(nèi)部熱量積累,溫度過高而導(dǎo)致失去絕緣能力.電化學(xué)擊穿是在電場,溫度等因素作用下,電介質(zhì)發(fā)生緩慢的化學(xué)變化,性能逐漸劣化,最終喪失絕緣能力.固體電介質(zhì)的化學(xué)變化通常使其電導(dǎo)增加 , 這會使介質(zhì)的溫度上升,因而電化學(xué)擊穿的最終形式是熱擊穿.溫度和電壓作用時間對電擊穿的影響小,對熱擊穿和電化學(xué)擊穿的影響大;電場局部不均勻性對熱擊穿的影響小,對其他兩種影響大.

結(jié)構(gòu)原理及性能特點(diǎn)：

        本設(shè)備主要由：升壓系統(tǒng)(高壓變壓器)、測量系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換器、放電系統(tǒng)、電極、油箱、電極定位架、計算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、軟件等組成

計算機(jī)--A/D轉(zhuǎn)換器--測量控制系統(tǒng)--調(diào)壓裝置--升壓變壓器--試樣

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，

電壓測量主要是從高壓變壓器測量端測量，高壓變壓器測量端和高壓端是線性的，

放電系統(tǒng)在試驗做完以后自動放電，以免產(chǎn)生放電對人身的危害；

軟件功能:

01、軟件平臺：WINDOWS窗口操作平臺，界面直觀，便于操作

02、曲線顯示：在實驗過程中可以動態(tài)顯示試驗曲線

03、數(shù)據(jù)導(dǎo)出：可以對試驗結(jié)果導(dǎo)入EXCEL表格

04、實驗報告：可以人為設(shè)置報告名稱，并對實驗報告進(jìn)行打印

05、試驗方式：可以根據(jù)需求對直流試驗和交流試驗進(jìn)行靈活選擇

06、試驗方法：可以根據(jù)需求自行選擇擊穿電壓、耐壓試驗、梯度試驗

07、參數(shù)設(shè)置：可以根據(jù)不同的試驗方式及試驗方法靈活設(shè)置所需的不同參數(shù)值

08、試樣設(shè)置：可對不同標(biāo)準(zhǔn)的試樣參數(shù)靈活設(shè)置

09、人員管理：設(shè)置用戶名及密碼，不同的操作員登入進(jìn)行不同的試驗，互不影響

10、標(biāo)準(zhǔn)選擇：含有不同標(biāo)準(zhǔn)，可根據(jù)需求自行選擇

11、連續(xù)操作：連續(xù)操作試驗時，可直接在軟件里結(jié)束試驗，進(jìn)行二次試驗

主要配置:

  1、主機(jī)一臺

  2、試驗電極：

  （1）試驗用薄膜電極 ￠25mm兩個，￠75mm一個

  （2）漆包線電極兩個

  （3）管用電極兩個

  3、試驗用油盒兩只

  4、放電棒一只

  5、試驗用軟件一套

  6、計算機(jī)一套

  7、打印機(jī)一臺

技術(shù)指標(biāo)

1、輸入電壓AC220V50Hz

2、輸出電壓AC：0～20kV；DC：0～20kV

3、輸出功率2kVA

4、測量范圍AC～20kV；DC～20kV

5、測量誤差≤2％

6、升壓速率1kV/s～5kV/s

7、耐壓時間0～6H

8、漏電流1～30mA可由計算機(jī)軟件自由進(jìn)行設(shè)定

9、電源交流220V?10%的單相交流電壓和50Hz?1%的頻率

10、試驗環(huán)境溫度：15～30℃，相對濕度：0～85%能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

11、外形尺寸長?寬?高：800mm?800mm?1450mm

12、設(shè)備自重100Kg

13、儀器需要單獨(dú)接地，接地附合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，金屬棒深埋地下至少要1.5米以下

安全說明：

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對周圍產(chǎn)生的較強(qiáng)的電磁干擾。也可避免控制計算機(jī)失控。

2、直流試驗放電報警功能:在設(shè)備做完直流試驗時,當(dāng)開啟試驗門時設(shè)備會自動報警,直至使用設(shè)備上的放電裝置放電后報警會自動取消.(注：因為直流試驗后不放電會危險到人身安全,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、該試驗設(shè)備的電路設(shè)有多項保護(hù)措施，主要有：過流保護(hù)、失壓保護(hù)、漏電保護(hù)、短路保護(hù)、直流試驗放電報警等。

5、安全保護(hù)：

（1）門限位保護(hù)：不關(guān)門，即使通電點(diǎn)實驗開始，設(shè)備無任何反應(yīng)，軟件有:安全門未關(guān)閉提示。

（2）電壓歸零保護(hù)：如果在實驗過程中，突然斷電，下次開機(jī)后，會自動回到零位，保證初始電壓為在零位

（3）終止電壓保護(hù)：可以通過軟件設(shè)定終止電壓，保證在升壓過程中如果出現(xiàn)異常升到指定的電壓后，自動終止并歸零

（4）高壓機(jī)械限位：如果軟件系統(tǒng)失去控制，電壓繼續(xù)往上升，到高壓限位后自動歸零如果在擊穿后未判停，通過過流保護(hù)器采集數(shù)據(jù)保證電壓自動歸零有高壓指示燈，通過觀察指示燈的狀態(tài)來判斷實在升壓還是在零位如果長時間做實驗，為保證設(shè)備的良好運(yùn)行，設(shè)備留有變壓器排氣口，保證變壓器的良好運(yùn)行，增長使用壽命如果在實驗中，試樣有異味或者出現(xiàn)燃燒和冒煙現(xiàn)象，可以通過排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行排除。

（5）獨(dú)立接地保護(hù)

（6）短路保護(hù)

（7）軟件誤操作保護(hù)

（8）漏電保護(hù)

（9）實驗結(jié)束放電保護(hù)

試驗方式：

1、絕緣試樣空氣中擊穿、耐壓試驗或階梯試驗；

2、絕緣試樣浸油中擊穿、耐壓試驗或階梯試驗；

注：根據(jù)用戶要求，可定制其他試驗方式。

注意事項：

1、試驗過程中不能讓無關(guān)人員靠近，因本試驗儀器可產(chǎn)生較高的電壓，未經(jīng)過培訓(xùn)的人員不能使用該設(shè)備。試驗時要有監(jiān)護(hù)人員，不要單人使用。以防萬一發(fā)生意外情況。

2、長時間不使用設(shè)備，在再使用時，先讓儀器空載加壓一次，即把高壓電極的接線從均壓球上取下。查看計算機(jī)試驗界面，看看高壓電壓是否正常。

3、試驗中發(fā)生意外情況要及時切斷電源，問題處理后才能繼續(xù)試驗。

4、設(shè)備安放要平穩(wěn)，安放的地面要堅固。最好是水泥地面以免產(chǎn)生共振。

5、該設(shè)備在使用中外殼要接保護(hù)地線，既設(shè)備外殼接大地,以保護(hù)操作人員和設(shè)備運(yùn)行的安全。

6、使用完設(shè)備后，要關(guān)掉系統(tǒng)各部分電源，不準(zhǔn)帶電插拔電源線。

7、要按規(guī)定的電源電壓接入設(shè)備。確保電路接線正確。否則會損壞設(shè)備。

8、該儀器需安置在室內(nèi)，實驗室應(yīng)整潔、干燥、無腐蝕性介質(zhì)，非相關(guān)人員不要隨意操作。

9、不要讓設(shè)備電纜碰到尖邊，以免劃破電纜絕緣；不要讓電纜壓在重物之下，以免壓斷電纜引起火災(zāi)；不要用電纜拉物體或用電纜捆綁物體，以免拉斷電纜使設(shè)備不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

10、不要讓設(shè)備碰到水濺，腐蝕性氣體，可燃?xì)怏w和可燃物。如果不避免，可能火災(zāi)。

11、搬動設(shè)備時,要切斷設(shè)備電源,既要把插頭從插座中拔下。禁止搬動設(shè)備時放倒設(shè)備或傾斜45?角以上。

12、不要在設(shè)備運(yùn)行時插拔設(shè)備的電源插頭。

13、儀器安裝時應(yīng)具有獨(dú)立的接地線。

14、在開機(jī)前，操作者要首先熟悉操作方法。

15、儀器不能在有強(qiáng)烈腐蝕性氣體及有顆粒雜質(zhì)的氣體環(huán)境中使用。

16、試驗環(huán)境溫度15度到25度之間，相對濕度60％到70％之間。

17、試樣擊穿瞬間有火花產(chǎn)生并伴有聲響，屬正常現(xiàn)象。

18、每次更換試樣或接觸高壓電極時必須用高壓放電棒對高壓電極進(jìn)行放電，放電時間5秒以上。

19、每次進(jìn)行試驗前，必須檢查儀器接地。

儀器特點(diǎn)

1、本儀器在試驗過程中可對升壓擊穿過程繪制實時曲線，每次試驗的升壓曲線都由不同顏色構(gòu)成，試驗結(jié)束后可疊加對比材料的試驗數(shù)據(jù)重復(fù)性。

2、可以隨時調(diào)取當(dāng)前及歷史試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行查看，編輯及修改參數(shù)。

3、試驗過程中可以隨時修改試驗條件及存儲路徑及自動存儲試驗結(jié)果。

4、試驗過程中，可隨時通過軟件決定本次試驗是否有效，方便篩選試驗結(jié)果。

5、可設(shè)置操作口令，做到專機(jī)專人操作，避免無關(guān)人員誤操作。

試樣的處理

⑴用綢布蘸對試樣無腐蝕作用的溶劑,擦凈試樣。

⑵預(yù)處理和條件處理：處理條件和方法可根據(jù)產(chǎn)品的性能要求從本標(biāo)準(zhǔn)附錄表1和表2中選取。有特殊要求的可由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)另行規(guī)定。

⑶絕緣材料的電氣強(qiáng)度隨溫度和含水量而變化。除被試材料已有規(guī)定外者，試樣應(yīng)在23?2℃，相對濕度（50?5）%的條件下處理不少于24h。

⑷經(jīng)過受潮或浸液體媒質(zhì)的試樣在試驗前應(yīng)用濾紙輕輕吸去液滴，從試樣取出到試驗完畢不應(yīng)超過5分鐘。

整機(jī)組成：

升壓部件：由調(diào)壓器和高壓變壓器組成0～50KV的升壓部分。動部件：由步進(jìn)電機(jī)均勻調(diào)節(jié)調(diào)壓器使加給高壓變壓器的電壓變化。檢測部件：由集成電路組成的測量電路。通過信號線把檢測的模擬信號和開關(guān)信號傳給計算機(jī)。計算機(jī)軟件：通過智能電路把由檢測設(shè)備采集的測控信號傳給計算機(jī)。計算機(jī)根據(jù)采集的信息控制設(shè)備運(yùn)行并處理試驗結(jié)果。試驗電極：根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)(1408.1-2006)隨設(shè)備提供三個電極，具體規(guī)格為：Ф25mm?25mm兩個；Ф75mm?25mm一個。（訂做除外）

擊穿電壓是使電介質(zhì)擊穿的電壓，電介質(zhì)在足夠強(qiáng)的電場作用下將失去其介電性能成為導(dǎo)體，稱為電介質(zhì)擊穿，所對應(yīng)的電壓稱為擊穿電壓。電介質(zhì)擊穿時的電場強(qiáng)度叫擊穿場強(qiáng)。

在強(qiáng)電場作用下，固體電介質(zhì)喪失電絕緣能力而由絕緣狀態(tài)突變?yōu)榱紝?dǎo)電狀態(tài)。導(dǎo)致?lián)舸┑淖畹团R界電壓稱為擊穿電壓，在均勻電場中，擊穿電壓與固體電介質(zhì)厚度之比稱為擊穿電場強(qiáng)度，它反映固體電介質(zhì)自身的耐電強(qiáng)度。

擊穿場強(qiáng)

在發(fā)生擊穿時的電場強(qiáng)度依賴于電介質(zhì)（絕緣體）的各自的幾何形狀和與該電場被施加在電極上，以及在其中所述增加速率電場被施加。由于電介質(zhì)材料通常含有微小的缺陷，實際的電介質(zhì)強(qiáng)度將是理想的無缺陷材料的固有電介質(zhì)強(qiáng)度的一部分。與相同材料的較厚的樣品相比，介電膜傾向于表現(xiàn)出更高的介電強(qiáng)度。例如，幾百納米至幾微米厚的二氧化硅膜的介電強(qiáng)度大約為0.5GV / m。然而非常薄的層（下面，比方說，100納米）成為由于部分導(dǎo)電電子隧穿。在需要最大的實際介電強(qiáng)度的地方，例如高壓電容器和脈沖變壓器，使用多層薄介電膜。由于氣體的絕緣強(qiáng)度取決于電極的形狀和結(jié)構(gòu)而變化，通常以氮?dú)獾慕殡姀?qiáng)度的一部分來測量。

液體電介質(zhì)擊穿

純凈液體電介質(zhì)與含雜質(zhì)的工程液體電介質(zhì)的擊穿機(jī)理不同.對前者主要有電擊穿理論和氣泡擊穿理論,對后者有氣體橋擊穿理論.沿液體和固體電介質(zhì)分界面的放電現(xiàn)象稱為液體電介質(zhì)中的沿面放電.這種放電不僅使液體變質(zhì),而且放電產(chǎn)生的熱作用和劇烈的壓力變化可能使固體介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生氣泡.經(jīng)多次作用會使固體介質(zhì)出現(xiàn)分層,開裂現(xiàn)象,放電有可能在固體介質(zhì)內(nèi)發(fā)展,絕緣結(jié)構(gòu)的擊穿電壓因此下降.脈沖電壓下液體電介質(zhì)擊穿時,常出現(xiàn)強(qiáng)力氣體沖擊波（即電水錘）,可用于水下探礦,橋墩探傷及人體內(nèi)臟結(jié)石的體外破碎.

閃絡(luò)flashover

試樣和電極周圍的氣體或液體媒質(zhì)承受電應(yīng)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(yīng)的回路斷路器動作。

注：碳化通道的出現(xiàn)或穿透試樣的擊穿可用于區(qū)分試驗是擊穿還是閃絡(luò)。

常規(guī)型號：

BDJC-10KV（1萬伏）主要用于薄膜材料，丙烯薄膜聚乙烯薄膜.聚酯薄膜，流延聚丙烯薄膜

BDJC-30KV（3萬伏）主要適用于橡膠，絕緣漆漆膜，聚氨酯，硫化橡膠等

BDJC-50KV（5萬伏）主要用于電纜紙，電容器紙，云母，陶瓷

BDJC-100KV（10萬伏）適用于玻璃，層壓材料，橡膠，樹脂

BDJC-150KV（15萬伏） 適用于塑料、橡膠、層壓材料、薄膜、樹脂、云母、陶瓷、玻璃、絕緣漆等絕緣材料

使用說明：

1、試驗單位：對材料進(jìn)行試驗檢測的單位名稱；

2、送試單位：送材料檢測的單位名稱；

3、試驗方式：選擇進(jìn)行“交流試驗”或“直流試驗”；

4、試驗方法：可進(jìn)行“擊穿”，“耐壓”，“梯度耐壓”試驗；

5、試驗人員：輸入檢測人員姓名；

6、試驗溫度：輸入試驗溫度；

7、試驗濕度：輸入試驗濕度；

8、設(shè)備型號：顯示機(jī)器型號，此處不可變；

9、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：選擇所使用的標(biāo)準(zhǔn)；

10、試驗介質(zhì)：選擇試驗介質(zhì)，或可以自己編輯寫入；

11、電極形狀：輸入電極形狀；

12、電極尺寸：輸入電極尺寸；

13、使用量程：選擇使用量程，分為10KV、20kV、30kv、50kv、100kv；

14、峰降電壓：用于判斷材料是否擊穿，必須輸入項；

15、初始電壓：用于耐壓和梯度耐壓試驗，在試驗開始時將電壓升到的位置；

16、升壓速度：選擇升壓的速度，控制在試驗過程中升壓的快慢；

17、梯度電壓：用于梯度耐壓試驗，設(shè)置每次升壓的梯度值；

18、梯度時間：用于梯度耐壓試驗，設(shè)置在相應(yīng)梯度的耐壓時間；

19、終止電壓：設(shè)置在試驗過程中電壓的上限值；

20、試樣制備：設(shè)置試樣的制備信息；

21、材料名稱：設(shè)置試驗材料的名稱；

22、試驗時間：選擇試驗時期，或?qū)懭朐囼炄掌诤蜁r間；

23、報告編號：設(shè)置報告編號信息；

24、試樣編號：設(shè)置試樣編號信息，試驗樣品的規(guī)格編碼及編號；

25、試樣形狀：設(shè)置試樣形狀；

26、試樣尺寸：輸入試樣的尺寸；

27、試樣厚度：輸入試樣厚度，用于計算試驗強(qiáng)度，必須輸入；

28、應(yīng)    用：確認(rèn)此界面所做設(shè)置；

29、退    出：返回主界面，設(shè)置無效；

介電系數(shù)，是一個在電的位移和電場強(qiáng)度之間存在的比例常量。這一個常量在自由的空間（一個真空）中是8.85?10的-12次方法拉第/米（F/m）。在其它的材料中，介電系數(shù)可能差別很大，經(jīng)常遠(yuǎn)大于真空中的數(shù)值，其符號是eo。 在工程應(yīng)用中，介電系數(shù)時常在以相對介電系數(shù)的形式被表達(dá)，而不是絕對值。如果eo表現(xiàn)自由空間（是，8.85?10的-12次方F/m）的介電系數(shù)，而且e是在材料中的介電系數(shù)，則這個材料的相對介電系數(shù)（也叫介電常數(shù)）由下式給出： ε1=ε / εo=ε?1.13?10的11次方 很多不同的物質(zhì)的介電常數(shù)超過1。這些物質(zhì)通常被稱為絕緣體材料，或是絕緣體。普遍使用的絕緣體包括玻璃，紙，云母，各種不同的陶瓷，聚乙烯和特定的金屬氧化物。絕緣體被用于交流電（AC），聲音電波（AF）和無線電電波（射頻）的電容器和輸電線路。

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