電壓擊穿試驗儀概述:電壓擊穿試驗儀器是測量絕緣材料板材及管材介電強度的試驗儀器。它也可以用于絕緣材料的耐電壓測試。電壓擊穿試驗儀器的試驗原理是由高壓試驗變壓器產(chǎn)生高電壓,通過(guò)電機改變調壓器的輸出給高壓試驗變壓器原邊,從而得到連續可調的交流電壓,即可得到連續可調的高電壓。由于交流調壓通常是通過(guò)自耦調壓器來(lái)完成調壓的精度受自耦調壓器的總匝數有關(guān),理論上有△U=U0/n。式中△U表示調壓可得到小調壓增量值;U0是調壓器的輸入電壓;n是自耦調壓器線(xiàn)圈匝數。例如:自耦調壓器線(xiàn)圈匝數為1500匝,輸入電壓220V,若高壓變壓器輸出為100KV。用此調壓器可得到的小高壓調壓增量為220*100*1000/1500/200=73(v)。既在此時(shí)的試驗條件下調壓的小電壓增量要達到73V之多。若高壓變壓器輸出為50KV時(shí),其它條件還是上述,則調壓的小電壓增量也要有73/2=36.5V。從以上分析可看出,若想減小增量間隔就要增加調壓器的匝數n的數值,但增大n會(huì )迅速增大調壓器的體積和成本。若想*GB1408中的第10.3條與10.5條之調壓速率規定如調壓速率在100V/S以下時(shí),用自藕調壓器采用機械式調壓方式將無(wú)法滿(mǎn)足標準的要求。要想*標準中的要求,調壓方式僅能通過(guò)電子式調壓方式實(shí)現。電子式調壓方式是先將市電整流再逆變,此時(shí)會(huì )有另一個(gè)問(wèn)題,通過(guò)電子式調壓方式得到的交流電壓中會(huì )含有高次諧波,高次諧波可對測試材料的擊穿產(chǎn)生影響。
擊穿電壓:高分子材料在一定電壓范圍內是絕緣體,當在材料上施加的電壓逐漸增加,致使材料*薄弱點(diǎn)失去絕緣能力而產(chǎn)生電弧,材料的絕緣被破壞。此時(shí)的大電壓值稱(chēng)為該絕緣材料的擊穿電壓。絕緣材料的厚度影響擊穿電壓值。材料越厚擊穿電壓越高,但一般不成正比。
介電強度:我們把絕緣材料擊穿電壓和此時(shí)材料的厚度比稱(chēng)為介電強度。即試樣擊穿時(shí),單位厚度承受的擊穿電壓值,單位為kv/mm或Mv/m。有時(shí)也稱(chēng)為電氣強度或擊穿強度。通常介電強度越高,材料的絕緣質(zhì)量越好。介電強度是表征了材料所能承受的大電場(chǎng)強度,是高聚物絕緣材料的一項重要指標。
耐壓電壓:在規定的試驗條件下,對試樣施加規定的電壓及時(shí)間,試樣不被擊穿所能承受的*高電壓。
塑料的電擊穿機理:介電擊穿機理可分為電擊穿、熱擊穿、化學(xué)擊穿,放電擊穿等,往往是多種機理綜合發(fā)生。通常把不隨溫度變化的擊穿稱(chēng)為電擊穿,把隨溫度變化的擊穿稱(chēng)為熱擊穿。熱擊穿的外部表現是介電強度隨溫度升高而迅速下降,與施加電壓作用的長(cháng)短有關(guān);與電場(chǎng)畸變及周?chē)橘|(zhì)的電關(guān)系不大;擊穿點(diǎn)多發(fā)生在電極內部。介質(zhì)在電場(chǎng)中產(chǎn)生的熱量大于它能散發(fā)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(jīng)試樣電流增大。產(chǎn)生的熱量多,如此循環(huán)不已,致使介質(zhì)轉變?yōu)榱硪环N聚集態(tài),失去耐電壓能力,材料被破壞。電擊穿的特點(diǎn)是介電強度與周?chē)橘|(zhì)的電有關(guān);擊穿點(diǎn)常常出現在電極邊緣其至電極以外。
介電強度測試的影響因素:電壓波形及電壓作用時(shí)間影響。材料在電場(chǎng)作用下,初始時(shí)單位時(shí)間內材料內部產(chǎn)生的熱量大于介質(zhì)散發(fā)出去的熱量,進(jìn)而介質(zhì)溫度升高,溫度的升高是一個(gè)由快轉慢的,若升壓速度較慢后發(fā)生材料擊穿熱擊穿的成分較大。作用時(shí)間的影響多因熱量積累而使擊穿電壓值隨電壓作用時(shí)間增加而下降,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(shí)升壓速度為1.0kv/s;大于或等于20kv時(shí)升壓速度為2.0kv/s。
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