擊穿電壓測試設(shè)備

擊穿電壓測試設(shè)備—擊穿電壓：用連續(xù)均勻升壓的方式對試樣施加電壓，使試樣發(fā)生擊穿時的電壓值。或已逐漸升壓的方法進行試驗，試樣承受住最高電壓，即在該電壓水平下，整個時間內(nèi)試樣不發(fā)生擊穿。

工頻電壓下絕緣的擊穿和耐壓試驗：

工頻電壓下絕緣強度和耐壓試驗裝置：高壓試驗變壓器、調(diào)壓器、電壓測量系統(tǒng)以及控制和保護裝置等。

1、高壓試驗變壓器：

包括容量、電壓及其波形。容量--根據(jù)試樣在試驗電壓下流過的電容電流來計算即：

P=U2ωCx(伏.安)  式中：U--施加電壓有效值（伏）， ω--角頻率，Cx—試樣電容；一般電容量高壓側(cè)電流1安以上。

電壓－一般根據(jù)試樣電壓來選，單臺變壓器最高電壓等級為750千伏；如果再高實驗電壓就用多臺串聯(lián)。實驗電壓波形，一般為正弦波，波形畸變將會影響電壓測量。Um=√2U有效

2、調(diào)壓、控制及保護：

1）調(diào)壓器 －調(diào)節(jié)通過接在實驗變壓器和電源之間的調(diào)壓器來實現(xiàn)，分：自耦調(diào)壓器（通過滑動觸點沿繞阻移動來改變輸出電壓，其特點是體積小、漏抗小、價格也便宜，但由于滑動觸點在電流比較大時會出現(xiàn)火花，因此，一般容量只用于幾千伏安以下，油浸式的可達幾十千伏安）和移圈式調(diào)壓器。

2）控制電路 控制線路要實現(xiàn)下列各點要求

（1）只有在試驗人員撤離高壓危險區(qū)，并關(guān)好安全門之后才能加壓；

（2）升壓必需從零開始；

（3）在試樣發(fā)生擊穿時能自動切斷電源；

（4）在自動升壓裝置中還要能控制升壓、降壓及停止等動作。

3）保護和接地（除過電流保護器、安全門開關(guān)、調(diào)壓器限位開關(guān)等外，其他在線路的低壓部分都要接上保護放電器，還需接保護電阻、此外，還要有圍欄、連鎖裝置和信號燈并備有接地棒以保證人身安全）

3、工頻電壓的測量：

工頻高電壓的測量方法分：直接測量高電壓（如利用球隙放電、靜電電壓表、旋轉(zhuǎn)伏特計等）；將高電壓變換為低電壓測量（互感器、分壓器）；通過測量試驗變壓器本身低壓繞組的電壓來換算出高壓端的試驗電壓。

1）靜電電壓表法－用于試驗電壓不高的情況（200KV）。

2）球隙測量法－此法試驗電壓可以高，但測量麻煩，影響因素較多，裝置的占地面積較大。3）互感器測量法－通過互感器將高壓變低壓進行測量，精度高，但較貴。

4）電容分壓器法－通過串聯(lián)電容分壓測出其中低阻抗的電容器上的電壓，可以推算出試驗電壓。

5)測量繞組法－通過變壓器內(nèi)部繞組，可以按比例把測量電壓算出來。

4、直流電壓下絕緣的擊穿和耐壓試驗：

由于有很多電氣設(shè)備是在直流電壓下運行的，有些雖在交流下運行，但由于其電容量很大，工頻試驗變壓器的容量不能滿足要求而又沒有補償電抗器時，采用直流電壓下測定其絕緣強度以替代工頻下的絕緣強度試驗。其測量裝置必需要有一套直流高壓裝置和直流電壓測量系統(tǒng)。直流高電壓可以通過各種方法獲得。一般是通過高壓整流，即先通過變壓器把工頻電壓升高。而后，在利用高壓整流器把工頻高壓變?yōu)橹绷鞲邏骸９ゎl的升壓及有關(guān)的控制、保護裝置與上節(jié)所述相同。

5、高壓整流：

絕緣強度試驗用的直流高壓設(shè)備應(yīng)滿足一下要求：

1）電壓等級應(yīng)滿足試驗電壓要求，我國已有百萬伏以上的直流高壓裝置

2）設(shè)備容量應(yīng)能輸出電流10-20毫安

3）電壓脈動系數(shù)小于或等于5%

6、倍壓線路

簡單的整流線路不論是半波還是全波，最高輸出電壓只能接近于變壓器輸出電壓的峰值。如果要獲得更高的直流電壓，可以采用倍壓線路。

7、直流高壓的測量

測量方法很多，可用儀表直接測量，也可用分壓器等間接測量。測量的誤差小于3%。對于電壓脈動系數(shù)小于或等于5%，可用靜電伏特計和球隙法。旋轉(zhuǎn)伏特計也可測直流高壓。

擊穿電壓測試設(shè)備裝置(高壓試驗變壓器)的維護：

(1)要經(jīng)常檢查儀器室外及室內(nèi)接地是否可靠。

(2)參加試驗人員必須遵守試驗裝置使用操作規(guī)程，確保試驗安全。

(3)試驗電壓通常應(yīng)不大于儀器最高工作電壓的80％(如≤80kV)。

(4)隨時保持工作環(huán)境的清潔，應(yīng)避免儀器工作媒質(zhì)受到臟物污染。

影響因素：

（一）試樣的厚度

隨試樣厚度增加，介電強度減小：

在擊穿中，既有電擊穿，也有熱擊穿。

從熱擊穿理論來講：

試樣厚度增加，散熱條件變壞，促使單位厚度的擊穿電壓降低。

從電擊穿理論講：

當試樣較薄時，電子加速時間相應(yīng)地減小，電子不易從電極上逸出，其介電強度也相應(yīng)增加。

（二）升壓速度

以電擊穿為主的試樣，升壓速度的影響不大；

以熱擊穿為主的試樣，隨升壓速度提高而增大。

（3）電極倒角r：

電極與試樣接觸平面邊緣形成的半徑r的角稱為倒角。

當電極面積變化不大時，介電強度變化不大，

當電極變成半圓球狀（r很大），介電強度變化較大。

邊緣效應(yīng)，靠邊緣處場強非常大的現(xiàn)象。

由于邊緣效應(yīng)，電極邊緣間的介質(zhì)容易已被擊穿。

而邊緣處場強的大小與倒角r有關(guān)系，

一般r小，場強變大，所以，標準方法中規(guī)定ｒ＝2.5mm。

電極倒角r的影響：

                      （4）試驗環(huán)境

多數(shù)材料在低溫下，介電強度與溫度無關(guān)，

當溫度升高至某個高度，介電強度隨著溫度升高而下降。

濕度增加，介電強度也下降。

水分進入試樣，電導(dǎo)變大之故。

（5）試樣加工

不良的加工方法會在材料中形成缺陷，

例如弱的熔接縫、氣泡流線和雜質(zhì)顆粒，都會使介電強度降低30～60%，降低程度隨缺陷的嚴重程度而異。