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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(jí)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(jí)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(jí)循環(huán)采集技術(shù)對(duì)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(cè)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(duì)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(cè)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(duì)大多數(shù)材料測(cè)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(zhǎng)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(chǎng)強(qiáng)度下發(fā)生破壞。

測(cè)試電極的選擇：

測(cè)試電極的規(guī)格有很多，針對(duì)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(cè)試所要求的測(cè)試，如果里沒有特殊要求，通常測(cè)試板材類的材料時(shí)使用zui多的測(cè)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(duì)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(chǎng)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(cè)部件：由集成電路組成的測(cè)量電路。通過信號(hào)線把檢測(cè)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(cè)設(shè)備采集的測(cè)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(cè)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(duì)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(duì)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(duì)擊穿電壓值相對(duì)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(duì)測(cè)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(píng)定，則可以應(yīng)用這種媒質(zhì)。所選取的媒質(zhì)應(yīng)對(duì)被試材料的危害影響是最小的。周圍媒質(zhì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果可能有很大影響，特別是對(duì)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(zhǎng)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?cè)谠囼?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(cè)量溫度的裝置盡可能放在實(shí)驗(yàn)點(diǎn)附近測(cè)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(duì)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(cè)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(cè)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(duì)漏電檢測(cè)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(duì)并非用于例行的質(zhì)量控制試驗(yàn)．參見附錄A對(duì)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(jiǎn)單明了，且配有示意曲線說明，參數(shù)不同，曲線走勢(shì)不同，方便理解。

6.控制面板簡(jiǎn)潔，功能標(biāo)注明確，操作簡(jiǎn)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(jí)自動(dòng)對(duì)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(duì)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(cè)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(duì)比。

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

7.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；

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(duì)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）