固體介質電擊穿/電氣強度測試設備

固體介質電擊穿/電氣強度測試設備

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yong久性破壞。

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。

儀器參數：

1、設備輸入電壓：220V  50-60HZ (普通試驗室電源均可兼容)

2、試驗電壓方式：交流 0--100 KV ；直流 0--100 KV；型號：ZJC-100E

3、電器容量：10KVA;

4、試驗方法：0-100KV全量程可調;

5、擊穿及耐壓試驗升壓速率：200V/S-5KV/S

6、試驗方式： 交/直流試驗：1、勻速升壓  2、階梯升壓  3、耐壓試驗

7、過電流保護裝置應有足夠靈敏度以保證試樣擊穿時在0.1S內切斷電源。

8、漏電電流選擇：1—100 mA可由計算機軟件自由進行設定。

9、固體介質電擊穿/電氣強度測試設備采用*的無觸點原件勻速調壓方式，淘汰同類產品中機械傳動升壓方式。

10、測試材料：絕緣材料類；

11、符合標準：GB/T1408.1-2016；IEC60243-1：2013；GB/T1408.2-2016；IEC60243-2：2013；ASTM D149；GB/T1695-2005；

12、可選配：高溫空氣中測試；高溫油中測試；

13、支持短時間內短路試驗要求。

14、一次試驗可以同時做5個試樣。

15、電壓測量誤差：≤ 2％

16、試驗電壓連續可調：0-100 KV

17、耐壓時間設定： 0-6小時(可通過軟件連續設定)

18、九級安全防護措施： 

(1) 超壓保護

(2)試驗過流保護 

(3)試驗短路保護

(4)安全門開啟保護

(5)軟件誤操作保護

(6)零電壓復位保護

(7)試驗結束放電保護

(8)獨立保護接地

(9)試驗完成后電磁放電