絕緣材料電壓擊穿試驗儀試驗要求及測試報告

一 、試驗前準備：

1．樣品準備：

1．1 試樣處理：將所測試樣加工成200*200mm厚度3mm以下的片狀，并將其表面清潔干凈，試驗時將試樣光面向上放置（即光滑面放高壓電極）。絕緣材料的電氣強度隨溫度和水份含量而變化.若被試驗材料已有規(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±2)℃,相對濕度為(50±5)%℃條件下處理少于24H

1．2 樣品準備注意點.

       1．2．1 制備固體材料試樣時,應(yīng)注意與電極接觸的試樣兩表面要平行,而且應(yīng)盡可能平整光滑.

       1．2．2 對于垂直于材料表面的試驗,要求試樣有足夠大的面積以防止試驗過程中發(fā)生閃絡(luò).

      1．2．3 對于垂直于材料表面的試驗,不同厚度的試樣其結(jié)果不能直接相比

2、兩電極間距離測量用來計算電氣強度的兩電極間距離值應(yīng)為下列之一(按被試樣材料的規(guī)定).

2．1 標稱厚度或兩電極間距離(除非另有規(guī)定,一般均采用此值);

2．2 對于平等于表面的試驗,兩電極間的距離;

2．3 在每個試樣上擊穿點附近直接測得的厚度或兩電極間的距離.

3、電極清潔：在試驗前，檢查電極是否干凈，如果有污垢，使用無塵布蘸取酒精擦干凈上下電極，保證電極無污垢。

二、周圍煤質(zhì)選擇

材料應(yīng)在為防止閃絡(luò)而選取的周圍煤質(zhì)中試驗,在大多數(shù)情況下,符合IEC60296:2003的變壓器油是zui適用的煤質(zhì).對在礦物油中會引起膨脹的材料,此時其他的流體(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,此時若要在高溫下進行試驗時,應(yīng)注意即使在中等的試驗電壓下,在電極邊緣的放電也會對測試值造成很大的影響.

如果試圖在另一種媒質(zhì)中對某種材料的性能進行試驗評定,則可以應(yīng)用這種媒質(zhì).

所選取的媒質(zhì)應(yīng)對被試樣材料的危害影響是zui小的.

周圍媒質(zhì)對試驗結(jié)果可能有很大影響,特別是對易吸收的材料,如紙和紙板,因此必需在試樣制備程序中確定全部的必要步驟(例如干媒和浸漬),以及試驗過程中周圍煤質(zhì)的狀態(tài).必須有足夠的時間讓試樣和電極達到所要求的溫度,但有些材料會因長期處于高溫而受到的影響.

1、 在高溫空氣中的試驗在高溫空氣中的試驗,可在任何設(shè)計合理的烘箱中進行,烘箱要有足夠大的體積來容納試樣和電極,使它們在試驗時不發(fā)生閃絡(luò).烘箱應(yīng)裝有空氣循環(huán)裝置使試樣周圍溫度在規(guī)定溫度的±2℃內(nèi)且應(yīng)大體上保持均勻,把溫度計、熱電偶或其他測量溫度的裝置盡可能放在實驗點附近測量溫度.

2、在液體中的試驗

當試驗要在絕緣液體中進行時,除非其他液體更合適外,一般應(yīng)在使用符合IEC60296:2003的變壓器油,必須保證液體有足夠的電氣強度以避免閃絡(luò).在具有此變壓器油更高的相對電容率的液體中試驗的試樣,會出現(xiàn)在此在變壓器油中試驗時更高的電氣強度.降低變壓器油或其他液體電氣強度的雜質(zhì),也可能會增加試驗上測得的電氣強度.

高溫下的試驗可能在烘箱內(nèi)的盛液容器中進行,也可在絕緣油作為熱傳遞介質(zhì)的恒溫控制的油浴中進行.在這種情況下,應(yīng)采用合適的液體循環(huán)措施,以使試樣周圍的溫度大致均勻,并保持在規(guī)定溫度的±2℃內(nèi).

三、 升壓方式

1、短時(快速)試驗

1.1將試驗電壓由零開始以均勻均勻的速度升高直至擊穿發(fā)生.

1.2對被試材料選擇升壓速度時,應(yīng)使大多數(shù)擊穿發(fā)生在(10～20)s之間,則認為試驗是成功的.

1.3 升壓速度應(yīng)從下述中選取:

100V/s, 200V/s, 500V/s, 1000V/s, 100V/s, 5000V/s等等.

注:對于大多數(shù)材料,通常使用500 V/s的升壓速度,對模塑材料,推薦使用2000 V/s升壓速度.以便獲得與IEC60296:2003相適應(yīng)的可比數(shù)據(jù).

2、 20s逐級升升壓試驗

2.1 將40%的預(yù)計短時擊穿電壓施加于試樣上假如不知道短時擊穿電壓預(yù)計值，則應(yīng)按上述1.1~1.3方法得來。

2.2 假如試樣耐受這個電壓20 s還未擊穿,則應(yīng)該按表1規(guī)定的增量逐級增加電壓.每一次增加的電壓應(yīng)立即且連續(xù)施加20 s直至發(fā)生擊穿.

2.3 升壓要盡可能地快并無任何瞬態(tài)過電壓,級間升壓所用的時間應(yīng)包括在較高一級電壓的20s期間內(nèi)

2.4 如果擊穿發(fā)生在從起始試驗算起少于6級的電壓內(nèi),則用更低的起始電壓再做5個試樣的試驗

2.5 根據(jù)試樣能耐受20 s而不擊穿的zui高試驗電壓來確定電氣強度.

3、 慢速升壓試驗(120～240) s從40%的預(yù)計適時擊穿電壓開始勻速升壓,便擊穿發(fā)生在(120～240) s之間,對于擊穿電壓有顯著差異的材料來說,有些試樣可能在此時間范圍以外發(fā)生破壞.如果大多數(shù)擊穿發(fā)生在(120～240) s之間,則認為是滿意的,選擇升壓速度時應(yīng)從下列數(shù)據(jù)中開始選擇 :2 V/s,5 V/s,10 V/s,20 V/s,50 V/s,100 V/s,200 V/s,500 V/s,1000 V/s等等.

4、  60s逐級升壓試驗除非另有規(guī)定,應(yīng)按“20s逐級升升壓試驗”進行試驗,但每一級中的耐壓時間為60s.

5、  極慢速升壓試驗(300～600) s

除非另有規(guī)定,應(yīng)按“慢速升壓試驗(120～240) s”進行試驗,但擊穿應(yīng)發(fā)生在(300～600) s之間,從下列數(shù)據(jù)中選擇升壓速度;1 V/s,2 V/s,5 V/s;10 V/s;20 V/s;50 V/s,100 V/s,200 V/s等等

注:在10.3中所述的(120-240) s的慢速升壓試驗和在10.5在所述的(300～600) s的極慢速升壓試驗所得結(jié)果與20 s逐級升壓(10.2)或60 s逐級升壓(10.4)所得結(jié)果大致相似,當使用現(xiàn)代自動設(shè)備時,前兩者較逐級升壓試驗更為方便且采用這兩種慢速升壓試驗也使自動設(shè)備的使用成為可能.

6、 檢查試驗

當做檢查或耐壓試驗時,要求施加一個預(yù)先確定的電壓值,即將該電壓盡可能快而準確地升到所要求的值,升壓過程中不出現(xiàn)任何瞬態(tài)的過電壓,然后將所要求的電壓值維持到規(guī)定的時間.

四、擊穿的判斷

在電擊穿的同時,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,但有時也可由于閃絡(luò)、試驗充電電流、漏電或局部放電電流、設(shè)備磁化電流或誤動作而引起斷路器跳開.因此,斷路器應(yīng)與試驗設(shè)備及被試材料的特性相匹配,否則,斷路器可能會在試樣未擊穿時動作或當試樣擊穿時斷路器不動作,這樣便不能正確的判斷出是否擊穿.即使在條件下,也存在周圍煤質(zhì)先擊穿的情況也會發(fā)生,因此試驗過程中要注意觀察和檢測這些現(xiàn)象,若發(fā)現(xiàn)煤質(zhì)擊穿,應(yīng)在報告中注明.

注:對漏電檢測電路敏感性特別重要那些材料,在這種材料的標準中也應(yīng)作同樣的說明.

在垂直于材料表面方向試驗時通常容易判斷,無論通道是否充有碳粒,當擊穿發(fā)生后用肉眼容易看到真正擊穿的通道.當平行于材料表面方向試驗時,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.可以通過檢查試樣或使用再施加一次電壓的辦法來進行鑒別,再次施加的電壓值應(yīng)小于*次施加的擊穿電壓值.試驗證明,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*次試驗相同的方法升壓直到在破壞.