GB/T1695-2005 硫化橡膠工頻電壓擊穿測試儀

GB/T1695-2005 硫化橡膠工頻電壓擊穿測試儀

一、概述

BDJC-50KV電壓擊穿試驗儀采用計算機控制，通過人機對話方式，完成對絕緣介質材料的工頻電壓擊穿，工頻耐壓試驗。適用于對固體絕緣材料(如：絕緣漆、樹脂和膠、浸漬纖維制品、層壓制品、云母及其制品、塑料、薄膜復合制品、陶瓷和玻璃等)在工頻電壓下?lián)舸╇妷海瑩舸姸群湍碗妷旱臏y試。儀器對實驗過程中的各種數(shù)據(jù)快速、準確地進行采集、處理、存取、顯示、打印。

二、技術指標：

01、輸入電壓：交流 220 V

02、輸出電壓：交流 0--50 KV ;

直流 0—50 KV

03、電器容量： 10KVA

04、高壓分級： 0-10KV，0--50KV

05、升壓速率：0.1-5.0kv

（備注：滿足標準要求并可以根據(jù)用戶需求設定不同的升壓速率）

06、試驗方式：

直流試驗：1、勻速升壓 2、梯度升壓 3、耐壓試驗

交流試驗：1、勻速升壓 2、梯度升壓 3、耐壓試驗

07、試驗介質：空氣，試驗油

08、安裝靈敏度較高的過電流保護裝置保證試樣擊穿時在0.05S內切斷電源。

09、儀器配備*的故障報警系統(tǒng)避免用戶操作故障儀器發(fā)生危險。（上位機報警和下位機報警）

10、支持短時間內短路試驗要求。

11、電壓試驗精度： ≤ 1％。

12、試驗電壓連續(xù)可調： 0--100 KV。

13、電流可采集到m*并且實現(xiàn) 實時采集。

14、出具*計量單位校準證書或出具客戶計量單位的證書

15、電源：220v±10%的單相交流電壓和50Hz±1%的頻率

16、電流電壓穩(wěn)定度：外界電壓波動10% （可選配我司配到電壓保護器 額定波動電壓30%）

17、升壓裝置：采用*的無觸點原件勻速升壓淘汰前款機械調壓

18、耐壓時間：0-6H保持相對電壓（軟件設定）

19、擊穿試樣：試樣擊穿點大小可調一般為1-5mm左右

20、帶有方便拆裝的油浴槽（可根據(jù)客戶需要，也可不要油浴槽）

21、機箱材質：優(yōu)質SUS304 不銹鋼

22、支持人機分離異地操作。

23、控制方式：可選 PC /EPC

24、通訊方式：采用全國zui*技術無線藍牙控制，支持 232/USB/亞太區(qū)域網絡端口。

GB/T1695-2005 硫化橡膠工頻電壓擊穿測試儀

三、滿足標準：

GB1408-2006

GB/T1695-2005

GB/T3333 HG/T3330

GB12656

ASTM D149 .

四、整機組成：

1、升壓部件：由調壓器和高壓變壓器組成0～50KV的升壓部分。

2、動部件：由步進電機均勻調節(jié)調壓器使加給高壓變壓器的電壓變化。

3、檢測部件：由集成電路組成的測量電路。通過信號線把檢測的模擬信號和開關信號傳給計算機。

4、計算機軟件：通過智能電路把由檢測設備采集的測控信號傳給計算機。計算機根據(jù)采集的信息控制設備運行并處理試驗結果。

5、試驗電極：根據(jù)國家標準(1408.1-2006)隨設備提供三個電極，具體規(guī)格為：Ф25mm×25mm兩個；Ф75mm×25mm一個。

五、操作步驟：

1、試驗前的準備：

1）打開試驗機右側的總電源開關,預熱15分鐘。

2）打開計算機進入Windows系統(tǒng)。雙擊本儀器軟件的快捷圖標打開試驗登錄界面輸入登錄密碼即可進入試驗界面。

2、交直流試驗的切換

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，使測試回路為脈動的直流電壓。實現(xiàn)的過程為，硅堆已經在高壓變壓器的高壓絕緣塔中，平時用一個短路桿把高壓硅堆短接。需要直流試驗時，取出短路桿，使高壓硅堆接入測試電路中，這時回路的電壓為脈動的直流電壓。

2）前面板直流交流選擇按鈕。該按鈕的狀態(tài)不能改變設備輸出的電壓性質。按下該按鈕，設備僅僅是把直流報警電路接入。指示用戶，當打開箱門時，您需要對高壓均壓球放電。轉動放電桿，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間大于五秒。

3）試驗的交直流電壓切換，主要取決于高壓絕緣塔中的短路桿是否取出。當取出短路桿時，高壓均壓球上的電壓為直流電壓，插入短路桿時，高壓均壓球上的電壓為交流電壓。短路桿的取出、插入參看左側的示意圖。

4）在直流試驗時，計算機也要選擇直流狀態(tài)，否則測的結果是不正確的。簡單的說，交流電壓與直流電壓有倍的關系。

六、安全說明：

試驗在較高電壓下進行，所以我們在設計時加以必要的保護措施以防止發(fā)生意外。

1．試驗在試驗箱中進行，試樣可放在空氣中或變壓器油中。50KV電壓頭安全放電距離對四周均小于200mm，試驗時即使觸到箱壁也不會發(fā)生危險。

2．升壓變壓器高壓側尾端及儀器外殼是連接在一起的，即儀器外殼與該地點的地是等電位。

3．電路保護：儀器設有過流保護、過壓保護、失壓保護、短路保護、漏電保護電路等。

七、安全保護：

本機具有完善的安全防護措施：

本實驗儀電路保護控制：跳閘后電壓自動回零

1、超壓保護

2、試驗過流保護

3、試驗短路保護

4、安全試驗門保護

5、軟件誤操作保護

6、零電壓復位保護

7、試驗漏點保護

8、獨立接地保護

9、試驗結束放電保護

10、設備故障報警保護

八、試驗準備和環(huán)境

1．試樣的處理

⑴用綢布蘸對試樣無腐蝕作用的溶劑,擦凈試樣。

⑵預處理和條件處理：處理條件和方法可根據(jù)產品的性能要求從本標準附錄表1和表2中選取。有特殊要求的可由產品標準另行規(guī)定。

⑶絕緣材料的電氣強度隨溫度和含水量而變化。除被試材料已有規(guī)定外者，試樣應在23±2℃，相對濕度（50±5）%的條件下處理不少于24h。

⑷經過受潮或浸液體媒質的試樣在試驗前應用濾紙輕輕吸去液滴，從試樣取出到試驗完畢不應超過5分鐘。

⒉ 媒質：

⑴氣體媒質：采用空氣，如有閃絡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：常態(tài)試驗及90℃以下的熱態(tài)試驗采用清潔的變壓器油，90℃至300℃以內的熱態(tài)試驗采用清潔的過熱氣缸油。

⒊試驗環(huán)境：

⑴常態(tài)試驗環(huán)境：

溫度為20±5℃，相對濕度為65±5%。

⑵熱態(tài)試驗或潮濕環(huán)境試驗條件由產品標準參照錄中表2予以規(guī)定。

試驗的預處理、條件處理：

預處理：為減少試樣以往放置條件的不同而產生的影響，以使試驗結果有較好的重復性和可比性。預處理條件可由表1選取。

表1 預處理條件

條件處理：試驗前，試樣在規(guī)定的溫度下，在一定相對濕度的大氣中或*浸于水（或其他液體）中，放置規(guī)定的時間后進行試驗，以考核材料性能受溫度、濕度等各種因素影響的程度。處理條件由表2選取。機械應力處理條件和方法按產品標準規(guī)定。

表2 條件處理與試驗環(huán)境

九、使用時的注意事項

1、試驗過程中不能讓無關人員靠近，因本試驗儀器可產生較高的電壓，未經過培訓的人員不能使用該設備。試驗時要有監(jiān)護人員，不要單人使用。以防萬一發(fā)生意外情況。

2、長時間不使用設備，在再使用時，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。查看計算機試驗界面，看看高壓電壓是否正常。

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

4、設備安放要平穩(wěn)，安放的地面要堅固。hao是水泥地面以免產生共振。

5、該設備在使用中外殼要接保護地線，既設備外殼接大地,以保護操作人員和設備運行的安全。

6、使用完設備后，要關掉系統(tǒng)各部分電源，不準帶電插拔電源線。

7、要按規(guī)定的電源電壓接入設備。確保電路接線正確。否則會損壞設備。

8、該儀器需安置在室內，實驗室應整潔、干燥、無腐蝕性介質，非相關人員不要隨意操作。

9、不要讓設備電纜碰到尖邊，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；不要用電纜拉物體或用電纜捆綁物體，以免拉斷電纜使設備不能正常運轉。

10、不要讓設備碰到水濺，腐蝕性氣體，可燃氣體和可燃物。如果不避免，可能火災

11、搬動設備時,要切斷設備電源,既要把插頭從插座中拔下。禁止搬動設備時放倒設備或傾斜45°角以上。

12、不要在設備運行時插拔設備的電源插頭。

十、擊穿安全說明：

1、試驗在試驗箱中進行，試驗箱門打開時電源加不到高壓變壓器輸入端，即高壓側無電壓。20KV測試設備高壓電極距離試驗箱壁的近距離時安全距離，試驗時即使人接觸箱壁也不會有危險。

2、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。

3、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、短路保護等。

十一、試驗軟件簡介：

人員管理：可添加多人同時使用此軟件 不同人員設定不同密碼 交叉使用互不干擾 （如一人使用可刪除設定密碼 直接進入軟件）

參數(shù)管理：

高壓保護可選、

耐壓時間可選、

梯度步進可選 、

漏電流和過壓可選、

靈敏的漏電壓可選、

漏電流可選 、

升壓速度可自由設定（0-50kv 無極自由）

試驗結果可選

異地操作選定 、

人機分離選定等等

結果調?。?/span>

試驗結果保存調取 、

人員選定調取、

試驗結果可根據(jù)客戶要求操作整理 、

支持5次以上彩線對比、

自動整取添加試驗數(shù)據(jù)。

十二、設備安全說明：

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、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。

3、接地要求： 儀器需要單獨接地，接地附合國家標準要求，金屬棒深埋地下至少要1.5米以下。

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。

十三、交直流試驗的切換

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，使測試回路為脈動的直流電壓。實現(xiàn)的過程為，硅堆已經在高壓變壓器的高壓絕緣塔中，平時用一個短路桿把高壓硅堆短接。需要直流試驗時，取出短路桿，使高壓硅堆接入測試電路中，這時回路的電壓為脈動的直流電壓。

2）前面板直流交流選擇按鈕。該按鈕的狀態(tài)不能改變設備輸出的電壓性質。按下該按鈕，設備僅僅是把直流報警電路接入。指示用戶，當打開箱門時，您需要對高壓均壓球放電。轉動放電桿，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間大于五秒。

3）試驗的交直流電壓切換，主要取決于高壓絕緣塔中的短路桿是否取出。當取出短路桿時，高壓均壓球上的電壓為直流電壓，插入短路桿時，高壓均壓球上的電壓為交流電壓。短路桿的取出、插入參看左側的示意圖。

4）在直流試驗時，計算機也要選擇直流狀態(tài)，否則測的結果是不正確的。簡單的說，交流電壓與直流電壓有倍的關系。

※電壓擊穿？

電子器件都有能力承受的gao耐壓值，超過該允許值，器件存在失效風險。主動元件和被動元件失效的表現(xiàn)形式稍有差別，但也都有電壓允許上限。晶體管元件都有耐壓值，超過耐壓值會對元件有損傷，比如超過二極管、電容等，電壓超過元件的耐壓值會導致它們擊穿，如果能量很大會導致熱擊穿，元件會報廢。

※絕緣強度？

絕緣本身耐受電壓的能力。作用在絕緣上的電壓超過某臨界值時，絕緣將損壞而失去絕緣作用。

通常，電力設備的絕緣強度用擊穿電壓表示；而絕緣材料的絕緣強度則用平均擊穿電場強度，簡稱擊穿場強來表示。擊穿場強是指在規(guī)定的試驗條件下，發(fā)生擊穿的電壓除以施加電壓的兩電極之間的距離。絕緣強度通常以試驗來確定。絕緣強度隨絕緣的種類不同而有本質上的差別。

※介電ji穿？

是指在兩個導電板之間為了某些目的添加的不導電的物質，由于電壓太高，這種物質被破毀，失去不導電的功能，變成了導體。這個現(xiàn)象就是介電ji穿。

較簡單常見的介質是空氣，如果電壓大了，空氣就會電離。

※外絕緣？

在直接與大氣相接觸的條件下工作的電工設備的各種不同形式的絕緣。包括空氣間隙和電力設備固體絕緣的外露表面。外絕緣在放電停止后，其絕緣強度通常能迅速地*恢復并與重復放電的次數(shù)無關。外絕緣的絕緣強度與外部大氣條件密切相關。絕緣強度

在固體絕緣和空氣的交界面上的沿面放電發(fā)展成貫穿性的空氣擊穿稱閃絡。在一定的試驗條件下，使外絕緣表面剛好發(fā)生閃絡所需的電壓值稱臨界閃絡強度。

※內絕緣？

電力設備內部的絕緣。包括固體介質、液體介質或氣體介質的絕緣以及由不同介質構成的組合絕緣。外部大氣條件對內絕緣基本沒有影響。但材料的老化、高溫、連續(xù)加熱以及受潮等因素對內絕緣的絕緣強度有不利的影響。內絕緣若發(fā)生擊穿，一般說來，它的絕緣強度是不能自行恢復的。

伏秒特性是指在沖擊電壓波形一定的前提下，絕緣的沖擊放電電壓與相應的放電時間的關系曲線。它由試驗確定。工程中用以表示絕緣在沖擊電壓作用下的擊穿特性。

外絕緣的絕緣強度和外部大氣條件密切相關，受大氣溫度、壓力、濕度等氣象條件和臟污狀況等多種因素的影響。電工委員會規(guī)定標準大氣狀態(tài)為:氣壓1013毫巴（1巴＝105帕）,溫度20℃，濕度11克/米3,并規(guī)定了大氣狀態(tài)不同時外絕緣放電電壓相互間的換算方法。非標準大氣狀態(tài)下的實測電壓值，應換算到標準大氣狀態(tài)下的電壓值；反之，應用標準大氣狀態(tài)下的電壓值時，應換算到試驗或運行中大氣狀態(tài)下的電壓值。

※臨界閃絡強度？

在固體絕緣和空氣的交界面上的沿面放電發(fā)展成貫穿性的空氣擊穿稱閃絡。在一定的試驗條件下，使外絕緣表面剛好發(fā)生閃絡所需的電壓值稱臨界閃絡強度。有時閃絡強度用平均閃絡場強來表示。它是指在規(guī)定的試驗條件下，用發(fā)生閃絡的電壓除以沿兩種介質交界面的泄漏距離或兩電極間的垂直距離所得的商。試驗條件分為干燥狀態(tài)、淋雨狀態(tài)和臟污狀態(tài)等幾類。在這幾種狀態(tài)下得到的臨界閃絡強度分別簡稱為干閃強度、濕閃強度和污閃強度。由于介質分界面上的電壓分布不均勻，沿面閃絡電壓比氣體或固體單獨存在時的擊穿電壓都低。淋雨狀態(tài)比干燥狀態(tài)時的閃絡電壓低，在潮濕臟污的條件下沿面閃絡電壓會更明顯降低。

※伏秒特性？

電工設備絕緣除承受*工作電壓的作用外，還承受暫態(tài)過電壓的作用。過電壓可分為兩大類。一類是由于設備遭受雷擊造成的或在設備附近發(fā)生雷擊而感應產生的過電壓；另一類是由于電力系統(tǒng)中的操作或發(fā)生事故或發(fā)生諧振而引起的過電壓。過電壓的作用時間很短，但過電壓的數(shù)值卻大大超過正常工作電壓。

放電的發(fā)展需一定時間，在持續(xù)電壓作用下，放電時延對放電電壓沒有影響；但對于作用時間很短的沖擊電壓，放電時延的影響則不能忽略。工程中用伏秒特性來表示絕緣在沖擊電壓作用下的擊穿特性。伏秒特性是指在沖擊電壓波形一定的前提下，絕緣的沖擊放電電壓與相應的放電時間的關系曲線。

伏秒特性由試驗確定，其方法為：保持沖擊電壓波形不變，逐級升高電壓。電壓較低時，擊穿發(fā)生在波尾；電壓甚高時,放電時間減至很小,擊穿可發(fā)生在波頭。在波尾擊穿時，以沖擊電壓的幅值作為縱坐標，放電時間作為橫坐標。在波頭擊穿時,還以放電時間為橫坐標,但以擊穿時的電壓為縱坐標。在電壓較高時完成放電所需時間較短，在電壓較低時完成放電所需時間較長。

※電氣強度？

電氣強度測試又稱耐壓測試。簡單點說，任何電氣設備都有一個絕緣等級，不同額定電壓的絕緣等級不一樣。當超過一定電壓等級后，設備的絕緣就會被擊穿。電氣強度測試就是看在給被測設備加一定的高電壓（可以參考IEC標準或者國標），看是否會導致?lián)舸?。如果不擊穿，則通過，擊穿則說明不合格。

一般在設備出廠前做這個試驗，在現(xiàn)場可能僅僅是搖絕緣就可以了。另外，該試驗是破壞性試驗，一旦擊穿，不可修復。

電氣強度測試又稱耐壓測試，是圍繞絕緣材料被擊穿后呈現(xiàn)出導體特性的特點,考察相關電參數(shù)的變化特征,以此判定絕緣材料是否被擊穿。

※內涵及測試工具？

工頻交流電壓作用下的氣體介質擊穿。在均勻電場(見不均勻電場)的間隙中，工頻擊穿電壓和直流擊穿電壓相等。在極不均勻電場的間隙中（如棒－板間隙），擊穿總是發(fā)生在棒電極處于正極性的狀態(tài)，因而交流擊穿電壓幅值與正極性棒對負極性板間隙的直流擊穿電壓相近。棒－板空氣間隙的交流平均擊穿場強為Eа≈4.8kV/cm，與上述E+很接近。為提供高電壓輸電線或變電所空氣間隙距離的設計依據(jù)，近年來很多人研究長空氣間隙的工頻擊穿電壓(見長間隙擊穿)。圖2為1～ 10m間隙距離的擊穿電壓曲線。圖中,曲線1、2是棒-棒電極間隙，上棒電極均為5m，下棒電極分別為6m及3m，兩者的擊穿電壓稍有差異。這是因為曲線2的下棒電極短，大地的影響大。曲線3是棒-地間隙的擊穿電壓,它比棒-棒間隙的數(shù)值低許多,并且有“飽和”的趨勢。這些試驗是在室內進行的，后來由戶外試驗說明，并未出現(xiàn)“飽和”現(xiàn)象。“飽和”現(xiàn)象是由于試驗室墻的影響引起的。進行長間隙的試驗需要很大的試驗室，投資很多。因此許多人在研究用理論模型計算或試驗模擬來代替實際尺寸的試驗。

※固體電介質擊穿有3種形式 :電ji穿,熱擊穿和電化學擊穿.

電ji穿是因電場使電介質中積聚起足夠數(shù)量和能量的帶電質點而導致電介質失去絕緣性能.熱擊穿是因在電場作用下,電介質內部熱量積累,溫度過高而導致失去絕緣能力.電化學擊穿是在電場,溫度等因素作用下,電介質發(fā)生緩慢的化學變化,性能逐漸劣化,終喪失絕緣能力.固體電介質的化學變化通常使其電導增加 , 這會使介質的溫度上升,因而電化學擊穿的終形式是熱擊穿.溫度和電壓作用時間對電ji穿的影響小,對熱擊穿和電化學擊穿的影響大;電場局部不均勻性對熱擊穿的影響小,對其他兩種影響大.

※液體電介質擊穿？

純凈液體電介質與含雜質的工程液體電介質的擊穿機理不同.對前者主要有電ji穿理論和氣泡擊穿理論,對后者有氣體橋擊穿理論.沿液體和固體電介質分界面的放電現(xiàn)象稱為液體電介質中的沿面放電.這種放電不僅使液體變質,而且放電產生的熱作用和劇烈的壓力變化可能使固體介質內產生氣泡.經多次作用會使固體介質出現(xiàn)分層,開裂現(xiàn)象,放電有可能在固體介質內發(fā)展,絕緣結構的擊穿電壓因此下降.脈沖電壓下液體電介質擊穿時,常出現(xiàn)強力氣體沖擊波（即電水錘）,可用于水下探礦,橋墩探傷及人體內臟結石的體外破碎.

※氣體電介質擊穿？

在電場作用下氣體分子發(fā)生碰撞電離而導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,氣體的性質及狀態(tài)等.氣體介質擊穿常見的有直流電壓擊穿,工頻電壓擊穿,高氣壓電ji穿,沖擊電壓擊穿,高真空電ji穿,負電性氣體擊穿等.空氣是很好的氣體絕緣材料,電離場強和擊穿場強高,擊穿后能迅速恢復絕緣性能,且不燃,不爆,不老化,無腐蝕性,因而得到廣泛應用.為提供高電壓輸電線或變電所的空氣間隙距離的設計依據(jù)（高壓輸電線應離地面多高等）,需進行長空氣間隙的工頻擊穿試驗.

※固體電介質擊穿？

導致?lián)舸┑牡团R界電壓稱為擊穿電壓.均勻電場中,擊穿電壓與介質厚度之比稱為擊穿電場強度（簡稱擊穿場強,又稱介電強度）.它反映固體電介質自身的耐電強度.不均勻電場中,擊穿電壓與擊穿處介質厚度之比稱為平均擊穿場強,它低于均勻電場中固體介質的介電強度.固體介質擊穿后,由于有巨大電流通過,介質中會出現(xiàn)熔化或燒焦的通道,或出現(xiàn)裂紋.脆性介質擊穿時,常發(fā)生材料的碎裂,可據(jù)此破碎非金屬礦石.