電氣強(qiáng)度電壓擊穿試驗(yàn)機(jī)

電氣強(qiáng)度電壓擊穿試驗(yàn)機(jī)

低通濾波電流監(jiān)測技術(shù):

高壓壓放電過程中將產(chǎn)生高頻信號(hào)。而無論是國產(chǎn)與進(jìn)口電流采集傳感器,大都為工頻電流傳感器。而采集過程中無法將高頻信號(hào)處理時(shí),從而造成檢測不準(zhǔn)確。無論是采用磁通門或霍爾原理所設(shè)計(jì)的傳感器存在擊穿后瞬間輸出電壓或電流信號(hào)過大,從而燒壞控制系統(tǒng)的采集部分。華測開發(fā)的低濾波電流采集傳感器將高頻雜波信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)處理。同流采集華測自主開發(fā)的保護(hù)模塊來保證采集精度與保護(hù)采集元件。

多級循環(huán)電壓采集技術(shù):

材料擊穿后,瞬間放電速度約為光速的1/5~1/3,國際通用的方法為壓降法進(jìn)行采集擊穿電壓。即變壓器的初級電壓瞬間下降一定比率來判別材料是否擊穿。顯然記錄擊穿電壓值產(chǎn)生偏差。而采用多級循環(huán)采集技術(shù)對擊穿后的電壓采集將解決此難題。

雙系統(tǒng)互鎖技術(shù)及隔離屏蔽技術(shù):

采用雙系統(tǒng)互鎖技術(shù)應(yīng)用于電擊穿儀器,生產(chǎn)的電壓擊穿儀器不僅具備過壓、過流保護(hù)系統(tǒng),它*的雙系統(tǒng)互鎖機(jī)制,當(dāng)任何元器件出現(xiàn)問題或單系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),將瞬間切斷高壓。

試驗(yàn)的意義：

按本部分得到的電氣強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，能用來檢測由于工藝變更、老化條件或其他制造或環(huán)境情況而引起的性能相對于正常值的變化或偏離，而很少能用于直接確定在實(shí)際應(yīng)用中的絕緣材料的性能狀態(tài)。

材料的電氣強(qiáng)度測試值可受如下多種因素的影響：

式樣狀態(tài)：

1) 試樣的厚度和均勻性，是否存在機(jī)械應(yīng)力；

2) 試樣預(yù)處理，特別是干燥和浸漬過程；

3) 是否存在孔隙、水分或其他雜質(zhì)。

試驗(yàn)條件

1) 施加電壓的頻率、被形和升壓速度或加壓時(shí)間；

2) 環(huán)境溫度、氣壓和濕度；

3) 電極形狀、電植尺寸及其導(dǎo)熱系數(shù)；

4) 周圍媒質(zhì)的電、熱特性。在研究還沒有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的新材料時(shí)，應(yīng)考慮到所有這些有影響的因素本部分規(guī)定了一些特定的條件，以便迅速地判別材料，并可用以進(jìn)行質(zhì)量控制和類似的目的．用不同方法得到的結(jié)果是不能直接相比的，但每一結(jié)果可提供關(guān)于材料電氣強(qiáng)度的資料。應(yīng)該指出的是，大部分材料的電氣強(qiáng)度隨著電極間試樣厚度的增加而減小，也隨著電壓施加時(shí)間的增加而減小。由于擊穿前的表面放電的強(qiáng)度和延續(xù)時(shí)間對大多數(shù)材料測得的電氣強(qiáng)度有顯著影響，為了設(shè)計(jì)直到試驗(yàn)電壓無局部放電的電氣設(shè)備，必須知道材料擊穿前無放電的電氣強(qiáng)度，但本部分的方法通常不適用于提供這方面的資料。具有高電氣強(qiáng)度的材料未必能耐長時(shí)期的劣化過程，例如熱老化腐蝕或由于局部放電而引起化學(xué)腐蝕或潮濕條件下的電化學(xué)腐蝕或潮濕條件下的電化學(xué)腐蝕，而這些過程都會(huì)導(dǎo)致在運(yùn)行中于較低的電場強(qiáng)度下發(fā)生破壞。

測試電極的選擇：

測試電極的規(guī)格有很多，針對不同材料和規(guī)格選擇不同的電極尺寸，具體根據(jù)材料測試所要求的測試，如果里沒有特殊要求，通常測試板材類的材料時(shí)使用zui多的測試電極是等徑和不等徑電極。

1.金屬電極應(yīng)始終保持光滑、清潔和無缺陷。

（當(dāng)對薄試樣進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，電極的維護(hù)格外重要為了在擊穿時(shí)盡量減小電極損傷，優(yōu)先采用不銹鋼電極．）

2.接到電極上的導(dǎo)線既不應(yīng)使得電極傾斟或其他移動(dòng)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，

（試驗(yàn)非常薄的薄膜（例如，＜5μm厚>時(shí)，這些材料的產(chǎn)品應(yīng)規(guī)定所用的電極、操作的具體程序和試樣的制備方法。）

3.電極極由兩個(gè)金屬圓柱體組成，其邊緣倒圓成半徑為（3.0土0.2) mm的圓弧。其中一個(gè)電極的直徑為（25士1) mm，高約25 mm，另一個(gè)電極直徑為（75士。mm，高約 15 mm。 兩個(gè)電極同鈾放置，誤差在 2mm內(nèi)。

整機(jī)組成：

1、升壓部件：由調(diào)壓器和高壓變壓器組成0～50KV的升壓部分。

2、動(dòng)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。

3、檢測部件：由集成電路組成的測量電路。通過信號(hào)線把檢測的模擬信號(hào)和開關(guān)信號(hào)傳給計(jì)算機(jī)。

4、計(jì)算機(jī)軟件：通過智能電路由檢測設(shè)備采集的測控信號(hào)傳給計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)根據(jù)采集的信息控制設(shè)備運(yùn)行并處理試驗(yàn)結(jié)果。

5、試驗(yàn)電極：根據(jù)(1408.1-2006)隨設(shè)備提供三個(gè)電極，規(guī)格為：Ф25mm×25mm兩個(gè)；Ф75mm×25mm一個(gè)。

Ф25mm×25mm兩個(gè)；Ф75mm×25mm一個(gè)。

操作步驟：

1、試驗(yàn)前的準(zhǔn)備：

1）打開試驗(yàn)機(jī)右側(cè)的總電源開關(guān),預(yù)熱15分鐘。

2）打開計(jì)算機(jī)進(jìn)入Windows系統(tǒng)。雙擊本儀器軟件的快捷圖標(biāo)打開試驗(yàn)登錄界面輸入登錄密碼即可進(jìn)入試驗(yàn)界面。

1）本儀器高壓輸出為交流電壓。

2）前面板直流交流選擇按鈕。

3）試驗(yàn)的交直流電壓切換，主要取決于高壓絕緣塔中的短路桿是否取出。

4）在直流試驗(yàn)時(shí)，計(jì)算機(jī)也要選擇直流狀態(tài)，否則測的結(jié)果是不正確的。

試驗(yàn)前的條件：

處理絕緣材料的電氣強(qiáng)度隨溫度和水份含量而變化，若被試材料已有規(guī)定，則應(yīng)遵循此規(guī)定。否則，除非另有商定條件，試樣應(yīng)在溫度為（23土2）℃，相對濕度為（50士5）%條件下扯理不少于24 h。

周圍媒質(zhì)：

材料應(yīng)在為防止閃絡(luò)而選取的周圍媒質(zhì)中試驗(yàn)。在大多數(shù)情況下，符合IEC 60296: 2003的變壓器油是的媒質(zhì)。對在礦物油中會(huì)引起膨脹的材料，此時(shí)其他的流體（例如硅油），可能是更合適的。對擊穿電壓值相對較低的試樣，可在空氣中試驗(yàn)，此時(shí)若要在高溫下進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意即使在中等的試驗(yàn)電壓下，在電極邊緣的放電也會(huì)對測試值造成很大影響。如果試圖在另一種媒質(zhì)中時(shí)某種材料的性能進(jìn)行試驗(yàn)評定，則可以應(yīng)用這種媒質(zhì)。所選取的媒質(zhì)應(yīng)對被試材料的危害影響是最小的。周圍媒質(zhì)對試驗(yàn)結(jié)果可能有很大影響，特別是對易暖收的材料，如紙租紙板，因此必須在試樣制備程序中確定全部的必要步驟（例如干燥和浸漬），以及試驗(yàn)過程中周圍媒質(zhì)的狀態(tài)。必須有足夠的時(shí)間讓試樣和電極達(dá)到所要求的溫度，但有些材料會(huì)因長期處于高溫而受到影響。在高溫空氣中的試驗(yàn)在高溫空氣中做試驗(yàn)，可在任何設(shè)計(jì)合理的烘箱中進(jìn)行，烘箱要有足夠大的體棋來容納試樣和電極，使官們在試驗(yàn)時(shí)不發(fā)生閃絡(luò)。烘箱應(yīng)裝有空氣循環(huán)裝置使試樣周圍的溫度在規(guī)定溫度的土2℃內(nèi)且應(yīng)大體上保持均勻，把溫度計(jì)、熱電偶或其他測量溫度的裝置盡可能放在實(shí)驗(yàn)點(diǎn)附近測量溫度在班體申的試驗(yàn)當(dāng)試驗(yàn)要在絕緣液體中進(jìn)行時(shí)，除非其他液體更合適外，一般應(yīng)使用符合IEC 60296: 2003的變莊器油。 必須保證穰體有足夠的電氣強(qiáng)度以避免網(wǎng)絡(luò)－ 在具有比變壓器油更高的的相對電容率的液體中 試驗(yàn)的試樣，會(huì)出現(xiàn)比在變壓器袖中試驗(yàn)時(shí)更高的電氣強(qiáng)度。 降低變壓器油或其他掖體電氣強(qiáng)度的雜 質(zhì)，也可能會(huì)增加試樣上測得的電氣強(qiáng)度。高溫下的試驗(yàn)可以在烘箱內(nèi)的盛液容器中進(jìn)行<見7. 1)，也可在絕緣油作為竟也傳遞介質(zhì)的恒溫控制的油播中進(jìn)行。在這種情況下，應(yīng)采用合適的液體循環(huán)措施，以便試樣周圍的溫度大致均勻，并保持在規(guī)定溫度的±2℃內(nèi)。

擊穿的判斷：

在電擊穿的同時(shí)，回路中電流增加和試樣兩端電壓下降。電流的增加可使斷路器跳開或熔絲燒斷．但是有時(shí)也可由于閃絡(luò)、試樣充電電流、漏電或局部版電電流、設(shè)備磁化電流或誤動(dòng)作而引起斷路囂跳開．因此，斷路器應(yīng)與試驗(yàn)設(shè)備及被試材料的特性相匹配，否則，斷路器可能會(huì)在試樣未擊穿時(shí)動(dòng)作或當(dāng)試樣擊穿時(shí)斷路器不動(dòng)作，這樣便不能正確地判斷出是否擊穿。即使在的條件下，也存在周圍媒質(zhì)先擊穿的情況也會(huì)發(fā)生。因此，在試驗(yàn)過程中要注意觀察和檢測這些現(xiàn)象，若發(fā)現(xiàn)媒質(zhì)擊穿，應(yīng)在報(bào)告中注明．注：對漏電檢測電路敏感性特別重要的那些材料在垂直于材料表面方向試驗(yàn)時(shí)通常容易判斷，無論通道是否充有碳粒，當(dāng)擊穿發(fā)生后用肉眼容易看到真正擊穿的通道．當(dāng)平行于材料表面方向試驗(yàn)時(shí)，要求判斷是由試樣破壞引起的擊穿現(xiàn)象還是由閃絡(luò)引起的失效（見5.2）。可以通過檢查試樣或使用再施加一次電壓的辦法來進(jìn)行鑒別，再次施加的電壓值應(yīng)小于di 一次施加的擊穿電壓值。試驗(yàn)證明，再次施加的電壓值為次擊穿電壓值的50%比較合適，然后用 與次試驗(yàn)相同的方法升壓直到破壞。

試驗(yàn)次數(shù)：

除非另有規(guī)定，通常應(yīng)做5次試驗(yàn)，取試驗(yàn)結(jié)果的中值作為電氣強(qiáng)度或擊穿電壓的值。如果任何一個(gè)試驗(yàn)結(jié)果 當(dāng)試驗(yàn)并非用于例行的質(zhì)量控制時(shí)，必須做較多的試樣，具體的數(shù)量與材料的分散性和所用的統(tǒng)計(jì)分析方法有關(guān)。 對并非用于例行的質(zhì)量控制試驗(yàn)．參見附錄A對決定需要試驗(yàn)次數(shù)和數(shù)據(jù)分析參考是有用的。

儀器特點(diǎn)：

1.設(shè)備具有試驗(yàn)參數(shù)記憶功能，相同試驗(yàn)條件不需要每次試驗(yàn)都進(jìn)行設(shè)置，且斷電仍會(huì)記憶一次試驗(yàn)設(shè)置參數(shù)。

2.設(shè)備試驗(yàn)界面采用儀表盤及數(shù)字同時(shí)且實(shí)時(shí)顯示的方式，更方便試驗(yàn)過程的觀看。

3.增加了U盤下載功能，可以將設(shè)備中的試驗(yàn)記錄直接下載到U盤中。

4.采用藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸，解決由于有隔離墻阻擋穿墻過線的麻煩和遠(yuǎn)距離操作安全可靠；

5.試驗(yàn)界面簡單明了，且配有示意曲線說明，參數(shù)不同，曲線走勢不同，方便理解。

6.控制面板簡潔，功能標(biāo)注明確，操作簡單。

7.獨(dú)立的控制系統(tǒng)，模塊式結(jié)構(gòu)方便于售后維護(hù)，外觀美觀大氣，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中無噪音，電級自動(dòng)對中定位，操作方便，安全系數(shù)大，精度高。

8.由設(shè)備本身觸摸屏及控制面板進(jìn)行操作控制，如不需要進(jìn)行曲線分析，可不配備計(jì)算機(jī)。

9.如需進(jìn)行曲線分析，可配備計(jì)算機(jī)，只進(jìn)行數(shù)據(jù)及曲線記錄功能，不進(jìn)行設(shè)備控制，避免了試驗(yàn)人員在計(jì)算機(jī)和設(shè)備間交替操作，更人性化。

10.可記錄并同時(shí)顯示10次試驗(yàn)記錄，方便試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比分析。且可以隨時(shí)舍棄不理想的任意一組數(shù)據(jù)。

11.如配備計(jì)算機(jī)，可生成詳細(xì)的試驗(yàn)報(bào)告單，包括每一組具體信息，多組綜合信息，及曲線。

12.設(shè)備配有三色報(bào)，綠燈亮?xí)r表示箱門關(guān)閉良好可以開始試驗(yàn)，黃燈亮?xí)r表示試驗(yàn)箱門打開，此時(shí)可進(jìn)行試樣更換。紅燈亮?xí)r表示高壓大于0.5KV，此時(shí)不要開箱門。直流試驗(yàn)結(jié)束放電過程警報(bào)燈會(huì)閃爍且報(bào)警。

13.設(shè)備具有安全警告提示，在未關(guān)閉試驗(yàn)箱門時(shí)試驗(yàn)無法開始，且會(huì)彈出警告，在滿度（即：高壓變壓器無輸出）時(shí)會(huì)彈出警告，且試驗(yàn)過程中如果開門，試驗(yàn)會(huì)自動(dòng)結(jié)束。

主要功能：

1.試驗(yàn)條件及測試結(jié)果等數(shù)據(jù)可自動(dòng)存儲(chǔ)；

2.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)。

3.軟件可以設(shè)置管理員與各個(gè)使用人員自己的參數(shù)和報(bào)告存儲(chǔ)權(quán)限

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.試驗(yàn)過程中可動(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比。

6.可對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯修改，靈活適用；

7.可對一組試驗(yàn)中曲線數(shù)據(jù)的有效與否進(jìn)行人為選定；

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

9.過電流保護(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；

設(shè)備組成原理及安全防護(hù)：

1.設(shè)備主要由高壓試驗(yàn)變壓器、接觸式調(diào)壓器、伺服調(diào)速系統(tǒng)、采集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、自動(dòng)放電等部分組成。

2.試驗(yàn)變壓器輸入由調(diào)壓器輸出給出，同時(shí)由采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集高壓輸出，計(jì)算機(jī)根據(jù)電壓，調(diào)整控制調(diào)壓器旋轉(zhuǎn)的調(diào)速系統(tǒng)，形成閉環(huán)，使調(diào)壓過程更為平滑。且可滿足極慢速升壓要求。

3.自動(dòng)區(qū)分交直流試驗(yàn)過程。若進(jìn)行直流試驗(yàn)后，試驗(yàn)結(jié)束可自動(dòng)進(jìn)行放電操作，期間（未放電情況下）打開試驗(yàn)艙門，會(huì)有聲光報(bào)警，警示危險(xiǎn)！

1.高壓斷電保護(hù)：

1.1超量程自動(dòng)切斷高壓輸出

1.2實(shí)驗(yàn)過程中可手動(dòng)關(guān)停高壓輸出

1.3電壓跌落超過預(yù)設(shè)，切斷高壓輸出

2.輸出零點(diǎn)保護(hù)：

1.1實(shí)驗(yàn)開始前，若高壓輸出不在零位，給出提示

1.2若高壓輸出不在零位，強(qiáng)制回零

3.安全防護(hù)：

1.過流保護(hù)：

1.1低壓側(cè)過流保護(hù)，保護(hù)高壓變壓器安全運(yùn)行

1.2高壓側(cè)過流保護(hù)，保護(hù)電極表面不受電火花腐蝕

1.3超出預(yù)設(shè)漏電流，切斷高壓輸出

4.短路保護(hù)：

1.1高壓輸出短路，自動(dòng)切斷輸出

1.2低壓輸入短路，自動(dòng)斷電

5.安全門保護(hù)：

1.1實(shí)驗(yàn)中無意開啟艙門，自動(dòng)切斷輸出

1.2實(shí)驗(yàn)艙門開啟狀態(tài)下，無法開始試驗(yàn)

1.3實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，開啟艙門切斷高壓輸出

6.放電保護(hù)：

1.1直流試驗(yàn)后，開啟艙門時(shí)聲光報(bào)警，強(qiáng)制要求對均壓球放電

7.漏電保護(hù)：

1.1獨(dú)立接地保護(hù)

1.2漏電保護(hù)開關(guān)

8.軟件保護(hù)：

每次開始實(shí)驗(yàn)前，要求確認(rèn)。否則彈出窗口

1.1高壓準(zhǔn)備開關(guān)按下，高壓指示燈點(diǎn)亮

1.2實(shí)驗(yàn)艙門已關(guān)閉

1.3調(diào)壓器復(fù)位（高壓輸出為零）