電壓擊穿電氣強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)  結(jié)構(gòu)原理及性能特點(diǎn)：

1、主要由升壓系統(tǒng)、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(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、軟件等組成；

2、計(jì)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；

3、高壓變壓器主要產(chǎn)生試樣所需的直流電壓；

4、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；

5、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；

6、放電系統(tǒng)在試驗(yàn)做完以后放電，以免產(chǎn)生放電對(duì)人身的危害；（當(dāng)試驗(yàn)結(jié)束后，機(jī)器部件仍可能存在殘留的高電壓，此殘留電壓足以對(duì)人產(chǎn)生致命的傷害，配備此棒，完好的解決此安全隱患）。

電壓擊穿電氣強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)  配置：

1．試驗(yàn)主機(jī)                        一臺(tái) 

2．高壓發(fā)生器                     一套  

3．試驗(yàn)電極                        二套(國標(biāo)1408.1 25mm  2只 75mm 1只）

4．試驗(yàn)油箱                        一只 北廣

5．實(shí)驗(yàn)軟件                       一套 

6．控制系統(tǒng)                       一套   西門子

7．?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)                   一套

8．試驗(yàn)油箱                       一只

9．電極支架                       一只

10．裝箱單                       一份

試驗(yàn)準(zhǔn)備和環(huán)境：

1．試樣的處理

⑴用綢布蘸對(duì)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?xiàng)l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(duì)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(yàn)前應(yīng)用濾紙輕輕吸去液滴，從試樣取出到試驗(yàn)完畢不應(yīng)超過5分鐘。

⒉ 媒質(zhì)：

⑴氣體媒質(zhì)：采用空氣，如有閃絡(luò)可在電極周圍加柔軟硅橡膠防飛弧圈。防飛弧圈與電極之間有一毫米左右的環(huán)狀間隙，環(huán)寬30mm。

⑵液體媒質(zhì)：常態(tài)試驗(yàn)及90℃以下的熱態(tài)試驗(yàn)采用清潔的變壓器油，90℃至300℃以內(nèi)的熱態(tài)試驗(yàn)采用清潔的過熱氣缸油。

⒊試驗(yàn)環(huán)境：

⑴常態(tài)試驗(yàn)環(huán)境：

溫度為20?5℃，相對(duì)濕度為65?5%。

⑵熱態(tài)試驗(yàn)或潮濕環(huán)境試驗(yàn)條件由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)參照錄中表2予以規(guī)定。

擊穿的判斷：

試樣沿施加電壓方向及位置有貫穿小孔、開裂、燒焦等痕跡為擊穿，如痕跡不清可用重復(fù)施加試驗(yàn)電壓來判斷。

安全保護(hù)功能：

1、試驗(yàn)在試驗(yàn)箱中進(jìn)行，試驗(yàn)箱門打開時(shí)電源加不到高壓變壓器輸入端，即高壓側(cè)無電壓。100KV測試設(shè)備高壓電極距離試驗(yàn)箱壁的最近距離大于270mm，50KV測試設(shè)備高壓電極距離試驗(yàn)箱壁的最近距離大于250mm，試驗(yàn)時(shí)即使人接觸箱壁也不會(huì)有危險(xiǎn)。

2、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(shí)對(duì)周圍產(chǎn)生的較強(qiáng)的電磁干擾。也可避免控制計(jì)算機(jī)失控。

3該試驗(yàn)設(shè)備的電路設(shè)有多項(xiàng)保護(hù)措施，主要有：過流保護(hù)、過壓保護(hù)、漏電保護(hù)、短路保護(hù)、直流試驗(yàn)放電報(bào)警，電磁放電等。

4、直流試驗(yàn)放電報(bào)警功能:在設(shè)備做完直流試驗(yàn)時(shí),當(dāng)開啟試驗(yàn)門時(shí)設(shè)備會(huì)自動(dòng)報(bào)警,直至使用設(shè)備上的放電裝置放電后報(bào)警會(huì)自動(dòng)取消.(注：因?yàn)橹绷髟囼?yàn)后不放電會(huì)危險(xiǎn)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人身傷害)。

5、試驗(yàn)放電裝置，電磁鐵自動(dòng)放電放置。

系統(tǒng)組成

1.控制主機(jī)

2.50kV/50kVA油浸式試驗(yàn)變壓器

3. 50kV無級(jí)變速調(diào)壓器

4.測試系統(tǒng)

5.保護(hù)裝置

6.限流、限壓器

7.試驗(yàn)電極

8.試驗(yàn)油槽

使用時(shí)的注意事項(xiàng)：

本儀器為高壓試驗(yàn)設(shè)備，使用時(shí)必須注意以下幾點(diǎn)

1、試驗(yàn)過程中不能讓無關(guān)人員靠近，因本試驗(yàn)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(yàn)時(shí)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(shí)間不使用設(shè)備，在再使用時(shí)，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(jì)算機(jī)試驗(yàn)界面，看看高壓電壓是否正常。

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

4、設(shè)備安放要平穩(wěn)，安放的地面要堅(jiān)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(huì)損壞設(shè)備。

8、該儀器需安置在室內(nèi)，實(shí)驗(yàn)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(dòng)設(shè)備時(shí),要切斷設(shè)備電源,既要把插頭從插座中拔下。禁止搬動(dòng)設(shè)備時(shí)放倒設(shè)備或傾斜45?角以上。

12、不要在設(shè)備運(yùn)行時(shí)插拔設(shè)備的電源插頭。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

1、采用智能集成電路進(jìn)行勻速升壓。

2、支持短時(shí)間內(nèi)短路試驗(yàn)要求。

3、電壓試驗(yàn)精度： ≤1％。

4、試驗(yàn)電壓連續(xù)可調(diào)：0--50KV。

5、電流可采集到mA級(jí)。

6、出具國家一級(jí)計(jì)量單位校準(zhǔn)檢定證書或出具客戶指定計(jì)量單位的證書。

7、電源：220V?10%的單相交流電壓和50Hz?1%的頻率。

8、電流電壓穩(wěn)定度:外界電源電壓波動(dòng)10%時(shí)

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(duì)應(yīng)的電壓稱為擊穿電壓。電介質(zhì)擊穿時(shí)的電場強(qiáng)度叫擊穿場強(qiáng)。

條件處理與試驗(yàn)環(huán)境

項(xiàng)目   溫度（℃）    時(shí)間（h）    相對(duì)濕度( % )    注意事項(xiàng)

高溫處理與熱態(tài)試驗(yàn)環(huán)境   90?2

105?2

120?2

130?2

155?2

180?2

200?2

220?2

250?2

275?5

320?5    ＜40h

可由試樣的溫度，時(shí)間與性能的關(guān)系曲線來確定

        在規(guī)定的處理?xiàng)l件下放入試樣并開始計(jì)時(shí)。

熱態(tài)試樣須在試樣溫度達(dá)到規(guī)定的

浸蒸餾水、沸水或其他液體處理   20?5

100?5

        0.5、1、2、4、6、8、16、24、48、96    在規(guī)定的處理?xiàng)l件下放入試樣并開始計(jì)時(shí)。

試樣經(jīng)浸沸水或其他高溫液體處理后取出隨即放入同類常溫液體中冷卻到溫度數(shù)20?5℃

受潮處理與潮濕環(huán)境   20?5    95?3    0.5、1、2、3、4、8、16、24、48、96、7天或7天的整數(shù)倍    1.在規(guī)定的處理?xiàng)l件下放入試樣并開始計(jì)時(shí)。

應(yīng)用范圍

主要適用于固體絕緣材料如電線套管、樹脂和膠、浸漬纖維制品、云母及其制品、塑料、薄膜復(fù)合制品、陶瓷和玻璃等介質(zhì)在工頻電壓或直流電壓下?lián)舸?qiáng)度和耐電壓時(shí)間的測試；儀器采用計(jì)算機(jī)控制，可對(duì)試驗(yàn)過程中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的采集、處理，并可存取、顯示、打印。

電壓擊穿試驗(yàn)儀需要單獨(dú)的保護(hù)地線。接保護(hù)地線，主要是減少試樣擊穿時(shí)對(duì)周圍產(chǎn)生的較強(qiáng)的電磁干擾。也可避免控制計(jì)算機(jī)失控。該試驗(yàn)設(shè)備的電路設(shè)有多項(xiàng)保護(hù)措施，主要有：過流保護(hù)、過壓保護(hù)、漏電保護(hù)、短路保護(hù)、直流試驗(yàn)放電報(bào)警，電磁放電等。直流試驗(yàn)放電報(bào)警功能:在設(shè)備做完直流試驗(yàn)時(shí),當(dāng)開啟試驗(yàn)門時(shí)設(shè)備會(huì)自動(dòng)報(bào)警,直至使用設(shè)備上的放電裝置放電后報(bào)警會(huì)自動(dòng)取消.(注：因?yàn)橹绷髟囼?yàn)后不放電會(huì)危險(xiǎn)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人身傷害)。試驗(yàn)放電裝置，電磁鐵自動(dòng)放電放置。

變壓器絕緣油的擊穿電壓不合格原因有：絕緣油品質(zhì)出現(xiàn)劣化、水分過大潮濕、雜質(zhì)過多和溫度變化大等。絕緣油的主要功能是冷卻和絕緣，還具有消滅電路切斷時(shí)產(chǎn)生的電弧的作用。

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(duì)應(yīng)的電壓稱為擊穿電壓。電介質(zhì)擊穿時(shí)的電場強(qiáng)度叫擊穿場強(qiáng)。不同電介質(zhì)在相同溫度下,其擊穿場強(qiáng)不同。當(dāng)電容器介質(zhì)和兩極板的距離d一定后,由U1-U2=Ed知,擊穿場強(qiáng)決定了擊穿電壓。

　　擊穿電壓也是評(píng)定絕緣油(包括變壓器油、電容器油、電纜油等)電氣性能的一項(xiàng)指標(biāo)，可用來判斷絕緣油含水和其他懸浮物污染的程度，以及對(duì)注入設(shè)備前油品干燥和過濾程度的檢驗(yàn)。

　　對(duì)清凈干燥的油施加一個(gè)逐漸升高的電壓時(shí)，在電壓的負(fù)極端會(huì)發(fā)射電子，當(dāng)電子具有足夠能量時(shí)，可使油分子微化離解，于是整個(gè)離解過程隨電壓升高而加強(qiáng)，當(dāng)達(dá)到某一個(gè)電壓后，會(huì)產(chǎn)生大量傳導(dǎo)電流而形成電弧，這種現(xiàn)象被稱為擊穿，此時(shí)的電壓被稱為擊穿電壓。若油中有水或固體物存在時(shí)，則會(huì)使擊穿電壓變小，這是由于水和固體物的導(dǎo)電性均比油大之緣故。運(yùn)行油中的擊穿電壓低是變壓器工作危險(xiǎn)的信號(hào)。

　　對(duì)于變壓器油國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定的擊穿電壓一般在40-50 kV，高的達(dá)60kV甚至更多。

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(huì)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(shí),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(huì)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(shí)間對(duì)電擊穿的影響小,對(duì)熱擊穿和電化學(xué)擊穿的影響大;電場局部不均勻性對(duì)熱擊穿的影響小,對(duì)其他兩種影響大.

交直流實(shí)驗(yàn)的切換

1）本儀器高壓輸出為交流電壓。直流的獲得方式為在原回路中串入高壓硅堆，使測試回路為脈動(dòng)的直流電壓。實(shí)現(xiàn)的過程為：硅堆已經(jīng)在高壓變壓器的高壓絕緣塔中，平時(shí)用一個(gè)短路桿把高壓硅堆短接。需要直流試驗(yàn)時(shí)，取出短路桿，使高壓硅堆接入測試電路中，這時(shí)回路的電壓為脈動(dòng)的直流電壓。

2）前面板直流交流選擇按鈕。該按鈕的狀態(tài)不能改變設(shè)備輸出的電壓性質(zhì)。按下該按鈕，設(shè)備僅僅是把直流報(bào)警電路接入。指示用戶，當(dāng)打開箱門時(shí)，您需要對(duì)高壓均壓球放電。轉(zhuǎn)動(dòng)放電桿，使放電桿的端部銅球接觸高壓均壓球。建議用戶每次放電銅球接觸高壓均壓球時(shí)間大于五秒。

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。當(dāng)取出短路桿時(shí)，高壓均壓球上的電壓為直流電壓，插入短路桿時(shí)，高壓均壓球上的電壓為交流電壓。

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(duì)前者主要有電擊穿理論和氣泡擊穿理論,對(duì)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(huì)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(shí),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.

氣體電介質(zhì)擊穿

在電場作用下氣體分子發(fā)生碰撞電離而導(dǎo)致電極間的貫穿性放電.其影響因素很多,主要有作用電壓,電板形狀,氣體的性質(zhì)及狀態(tài)等.氣體介質(zhì)擊穿常見的有直流電壓擊穿,工頻電壓擊穿,高氣壓電擊穿,沖擊電壓擊穿,高真空電擊穿,負(fù)電性氣體擊穿等.空氣是很好的氣體絕緣材料,電離場強(qiáng)和擊穿場強(qiáng)高,擊穿后能迅速恢復(fù)絕緣性能,且不燃,不爆,不老化,無腐蝕性,因而得到廣泛應(yīng)用.為提供高電壓輸電線或變電所的空氣間隙距離的設(shè)計(jì)依據(jù)（高壓輸電線應(yīng)離地面多高等）,需進(jìn)行長空氣間隙的工頻擊穿試驗(yàn).