擊穿強度測試設備（電氣擊穿測試裝置）

一、結構原理及性能特點

 ZJC-20KV擊穿強度測試設備（電氣擊穿測試裝置）主要產生試樣所需的直流電壓，調壓器用于調節升壓變壓器輸入端電壓以產生高壓所需的輸入電壓，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；試驗軟件是我公司研發的功能強大、操作簡單、顯示直觀的試驗軟件系統。采用計算機控制，過人機對話方式，完成對、絕緣介質的工頻電壓擊穿，工頻耐壓試驗。主要由：升壓系統(高壓變壓器)、測量系統、A/D轉換器、放電系統、電極、油箱、電極定位架、計算機數據處理系統、軟件等組成；

二、制造和檢驗標準

1、GB1408.1-2006《絕緣材料電氣強度試驗方法》

2、GB1408.2-2006《絕緣材料電氣強度試驗方法 

第2部分：對應用直流電壓試驗的附加要求》

3、JJG 795-2004 《耐電壓測試儀檢定規程》

三、適用的試驗方法標準

1、GB/T1695-2005《硫化橡膠工頻擊穿電壓強度和耐電壓的測定方法》

2、GB/T3333《電纜紙工頻擊穿電壓試驗方法》

3、GB12913-2008《電容器紙》

4、ASTM D149《固體電絕緣材料工業電源頻率下的介電擊穿電壓和介電強度的試驗方法》

四、應用范圍

擊穿強度測試設備（電氣擊穿測試裝置）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、薄膜復合制品、陶瓷和玻璃等介質在工頻電壓或直流電壓下擊穿強度和耐電壓時間的測試；該儀器采用計算機控制，可對試驗過程中的各種數據進行快速、準確的采集、處理，并可存取、顯示、打印。

五、主要技術指標

輸入電壓：AC 220 V

輸出電壓：AC 0－20 kV ;DC 0－20 kV

電器容量：2 KVA

高壓分級：0－5kV； 0-10kV；0－20kV；

擊穿電壓：0-20kV

擊穿電壓升壓速率共分七級（可選定）：

A、0.1 kV/s

B、0.2 kV/s

C、0.3 kV/s

D、0.5 kV/s

E、1.0 kV/s

F、2.0 kV/s

G、3.0 kV/s

升壓方式：

1、勻速升壓 

2、階梯升壓 

3、耐壓試驗 

過電流保護裝置：試樣擊穿時在0.1S內切斷電源.

漏電電流選擇：1—30 mA.

耐壓時間：0-6H

六、安全說明：

1、設備要安裝單獨的保護地線。接保護地線，主要是減少試樣擊穿時對周圍產生的較強的電磁干擾。也可避免控制計算機失控。

2、直流試驗放電報警功能:在設備做完直流試驗時,當開啟試驗門時設備會自動報警,直至使用設備上的放電裝置放電后報警會自動取消.(注：因為直流試驗后不放電會危險到人身安全,不能直接拿取電極,起到提醒使用人員放電以免造成傷害)。

3、試驗放電裝置，隨主機為一體化，改進了以往單獨配備一根放電桿的功能。

4、該試驗設備的電路設有多項保護措施，主要有：過流保護、失壓保護、漏電保護、短路保護、直流試驗放電報警等。

5、九級安全防護措施：

①超壓保護

②試驗過流保護

③調壓器復位開關

④試驗箱門安全開關

⑤自動放電保護

⑥漏電保護開關

⑦試驗短路保護

⑧獨立接地保護

⑨安全防護網保護

七、計算機系統及軟件包

1、試驗過程中可動態繪制出試驗曲線，試驗的曲線可以多種顏色疊加對比，局部放大，曲線上任意一段可進行區域放大分析；

2、可對試驗數據進行編輯修改，靈活適用；

3、試驗條件及測試結果等數據可自動存儲；

4、試驗報告格式靈活可變，適用于不同用戶的不同需求；

5、可對一組試驗中曲線數據的有效與否進行人為選定；

6、試驗結果數據可導入EXECL,WORD文檔編輯；

7、軟件設備人員管理功能，試驗人員可設置自己的試驗項目和試驗參數，設置自己的試驗內容后別人無法進入程序；

8、過電流保護裝置有足夠的靈敏度，能夠保證試樣擊穿時在0.1S內切斷電源；

9、儀器運行的持久性: 儀器可連續運行使用，不需為保護儀器而定期停機。

介電強度

一、介質在電場中的破壞 

1. 概念 

v 介質的擊穿：外加電場強度超過某一臨界值時，材料中形成 或存在電荷順利通過的擊穿“隧道"，使材料破壞，介質由 介電狀態變為導電狀態的現象。 

v 介電強度：使介質發生擊穿的臨界電場強度。

2. 電擊穿 

v 固體介質電擊穿的碰撞理論： 

?強電場作用下，固體導帶中因冷或熱發射存在一些電子， 這些電子被加速，獲得動能； 

?高速電子與晶格振動相互作用，把能量傳遞給晶格； 

?一定溫度和場強下平衡時，固體介質有穩定的電導； 

?當電子從電場中獲得能量大于傳遞給晶格振動能量時， 電子動能越來越大； 

?大到一定值，電子與晶格振動的相互作用導致電離產生新電子，使電子數目迅速增加，電導進入不穩定狀態， 發生擊穿。

3. 熱擊穿 

v 熱擊穿的本質： 

?處于電場中的介質，由于介質損耗而受熱； 

?當外加電壓足夠高時，散熱和發熱從平衡狀態轉入非平 衡狀態； 

?若發熱量比散熱量多時，熱量就在介質內部聚集，使介 質溫度升高； 

?溫度升高又導致電導率和損耗的進一步增加，介質的溫 度將越來越高，直至出現破壞。

二、無機材料的擊穿 

1. 不均勻介質中的電場分配 

v 假設不均勻介質結構由兩層介質組成，在系統上加直流電壓 U，利用串聯模型導出：

2. 電離擊穿 

?材料中存在氣孔，導致均勻性降低； 

?氣體的電導率和介電常數很小，加上電壓后電場較高， 而氣體本身抗電強度比固體介質低得多； 

?發生強烈的氣體放電，即電離，產生大量的熱量； 

?氣孔附近局部區域強烈過熱，在材料內部形成相當高的 內應力； 

?當熱應力超過一定限度時，材料喪失機械強度而發生破 壞，以致介電強度喪失，造成擊穿； 

?這種擊穿稱為電-機械-熱擊穿。

v 介電強度與樣品的尺寸有關：樣品尺寸減小，在一定應力下， 存在可導致材料擊穿的缺陷相應減小。 

v 電壓老化或化學擊穿：大量的氣孔放電，在介質內部引起不 可逆的物理化學變化，使介質擊穿電壓下降。

3. 表面放電和邊緣擊穿 

(1) 表面放電： 

?固體材料常處于氣體媒介中，擊穿時介質本身未擊穿， 但有火花掠過它的表面。 

(2) 邊緣擊穿： 

?電極邊緣常常電場集中，因而擊穿常在電極邊緣發生。