介电强度耐击穿电压试验仪

ZJC-20KV电压击穿试验仪产品介绍

一、概述：

ZJC-20KV型电压击穿试验仪采用计算机控制，完成对绝缘介质材料的工频电压击穿，工频耐压试验。适用于对固体绝缘材料(如：绝缘漆、树脂和胶、浸渍纤维制品、层压制品、云母及其制品、塑料、薄膜复合制品、陶瓷和玻璃等)在工频电压下击穿电压，击穿强度和耐电压的测试。北京智德创新检测仪器器对实验过程中的各种数据快速、准确地进行采集、处理、存取、显示、打印。

二、技术参数：

三、安全说明：

1. 为高压测试仪器，非熟练操作人员不能单独使用此设备。

2. 电源/机壳应保证良好接地。

3. 保证本设备使用环境的干燥，降低湿度可减小与周围导体发生击穿的可能。

4. 变压器高压输出端与箱体内壁留有足够的安全距离，北京智德创新检测仪器保证设备良好接地后即使在试验过程中触碰到机壳外表面也不会触电。

5. 在每次打开设备亚克力门板前都应使用放电棒对高压端进行放点操作。

四、设备组成：

1、升压部件：由调压器和高压变压器组成0～50KV的升压部分。

2、动部件：由步进电机均匀调节调压器使加给高压变压器的电压变化。

3、检测部件：由集成电路组成的测量电路。北京智德创新检测仪器通过信号线把检测的模拟信号和开关信号传给计算机。

4、计算机软件：计算机内装有信号采集卡，把由检测设备采集的测控信号传给计算机。计算机根据采集的信息控制设备运行并处理试验结果。

5、试验电极：根据国家标准(1408.1-2006)随设备提供电极，北京智德创新检测仪器具体规格为：Ф25mm×25mm；Ф75mm×25mm。

五、使用时的注意事项：

1、试验过程中不能让无关人员靠近，因本试验仪器可产生较高的电压，未经过培训的人员不能使用该设备。试验时要有监护人员，不要单人使用。以防万一发生意外情况。

2、长时间不使用设备，在再使用时，先让仪器空载加压一次，即把高压电极的接线从均压球上取下。查看计算机试验界面，北京智德创新检测仪器看看高压电压是否正常。

3、试验中发生意外情况要及时切断电源，问题处理后才能继续试验。

4、设备安放要平稳，安放的地面要坚固。最好是水泥地面以免产生共振。

5、该设备在使用中外壳要接保护地线，既设备外壳接大地,以保护操作人员和设备运行的安全。

6、使用完北京智德创新检测仪器设备后，要关掉系统各部分电源，不准带电插拔电源线。

7、要按规定的电源电压接入设备。确保电路接线正确。否则会损坏设备。

8、该仪器需安置在室内，实验室应整洁、干燥、无腐蚀性介质，非相关人员不要随意操作。

9、不要让设备电缆碰到尖边，以免划破电缆绝缘；不要让电缆压在重物之下，以免压断电缆引起火灾；不要用电缆拉物体或用电缆捆绑物体，以免拉断电缆使设备不能正常运转。

10、不要让设备碰到水，腐蚀性气体，可燃气体和可燃物。如果不避免，可能发生火灾。

11、搬动北京智德创新检测仪器设备时,要切断设备电源,并要把插头从插座中拔下。禁止搬动设备时放倒或倾斜设备。

12、不要在北京智德创新检测仪器设备运行时插拔设备的电源插头。

13、本仪器之控制计算机专为电压击穿试验机设计，请勿随意添加和删除程序或移作它用。

六、操作步骤：

1. 设备安装：客户在收货拆箱后将设备运送至固定安放地点，然后将设备主机底部脚轮固定。在设备主机右侧摆放一张办公桌用于放置台式电脑。为设备主机和电脑连接AC220V电源，连接电脑主机和显示屏的数据线。在配件物品中找到两根九芯的白色数据线，将设备主机右侧的COM1、COM2端口与电脑主机背后的COM1、COM2端口对应连接。

2.试验准备：依据标准GB/T1408制备表面平整厚度均匀的试样，试样大小应大于试验电极的截面。使用两根高压连接线将变压器输出端与上电极铜杆、高压尾与下电极分别进行连接。在北京智德创新检测仪器设备主机油槽内加入变压器油或硅油，油面高度应没过上电极(油槽为亚克力胶粘连接，避免带油搬动和机械冲击)。然后将试样放置于两电极间，位置大致居中即可。

3.打开软件：先打开设备右侧的空开电源开关，再按下面板上的“电源”按钮使设备通电。然后打开电脑，在桌面上找到软件的图标双击打开。本设备可进行交/直流各三种模式的试验。北京智德创新检测仪器六种试验的操作方法和参数设置类似。

4.软件试验界面介绍（以交流击穿试验为例）：点击“交流击穿试验”进入

a.工作状态：用于显示软件当前的工作状态

b.实时数据：显示试验过程中的实际数据值，不可修改

c.设定数据：显示当前试验的设定数据值，可通过“参数设定”修改

d.控制按钮区：控制试验的开始/停止；参数设置；返回首页；清除曲线

e.电压-时间曲线：可同界面显示5条试验曲线，其底部一排为曲线界面的控制调节按钮

从左往右依次为：

1.无极放大：鼠标左键框选曲线界面区域进行局部放大

2.放大两倍；3.缩小两倍；4.原大小；

5.向左滚动；6.向右滚动；7. 向上滚动；8. 向下滚动；

9.显示数值：选中后，界面会出现一条竖线，可左键选中拖动，当其与数据曲线相交时会在右上角显示交点的坐标值

10.显示网格 11.调整坐标 12.设置曲线 13.选项

14.从文件中加载 15.保存曲线到文件 16.打印 17.打印预览

f. 试验结果数据显示表：每次试验完成后自动显示试验数值，可显示5次试验结果的数值和平均值，

g. 客户信息：显示当前试验的附属信息，可在“参数设定”中修改,修改完成后点击确定退出

5.单次试验过程：当试验准备工作完成后，关闭两扇亚克力门使门感应开关闭合。按下面板上的“电压准备”按钮。

再软件界面中点击“清除曲线”清除上次试验的数值和曲线。

点击“参数设置”预设本次试验的参数信息

点击“开始试验”，此时实时数据区会显示实时数值，曲线区会动态生成当前试验的电压-时间曲线

当试样击穿，北京智德创新检测仪器软件自动弹出提醒框，单次试验完成

6.重复试验：当同一规格材料进行多次重复试验时，上一个试样击穿后需要更换新的试样。在打开亚克力门板前必须先逆时针旋转梅花旋钮使放电棒与变压器输出端进行短时接触，以消除残余电量保证操作人员安全。北京智德创新检测仪器更换试样时应佩戴绝缘手套确保安全，同时也能防止试验油接触手部皮肤。

试样更换完成后关闭两扇亚克力门，若参数无需修改即可开始试验。

7.保存数据：当试验完成后或五次试验满后需进行数据表格保存的操作。

点击软件界面左上角的“文件”字样即可出现保存文件的下拉菜单。

表格默认保存在C盘中，以保存的时间命名。

七、配置单：

固体电介质的击穿特性

固体电介质的击穿与气体、液体电介质的击穿比较，主要有两点不同：一是固体电介质的击穿场强一般比气体和液体电介质高，例如在均匀电场中，云母的工频击穿场强可达2000～3000kV/cm；二是固体电介质击穿后其绝缘性能不能恢复。击穿以后在介质中留有不能恢复的痕迹，如贯穿两电极的熔洞、烧穿的孔道、开裂等，撤去电压后不能像气体、液体电介质那样恢复绝缘性能。

一、固体电介质的击穿形式

固体电介质有三种击穿形式，不同形式的击穿过程不同，击穿场强和击穿时间也不同。

1. 电击穿

固体电介质的电击穿过程与气体相似，由碰撞游离形成电子崩，当电子崩足够强时，破坏介质晶格结构导致击穿。电击穿的主要特征是：电压击穿高(相对于另外两种击穿形式)；击穿过程极快；击穿前发热不显著；与环境温度无关，当介质损耗很小，又有良好散热条件，以及介质内部不存在局部放电时的击穿通常为电击穿。

2.热击穿

当固体电介质加上电压，由于损耗而发热，使介质温度升高。而介质的电阻具有负的温度系数，即温度升高电阻变小，这又使电流进一步增大，发热也跟着增大，直到某个温度下，发热量等于散热量，达到热的平衡，温度不再升高，介质不击穿。然而，当电压升高至某一临界值(称为临界热电压击穿)时，在所有温度下，发热量总是大于散热量，因此介质温度将持续上升，引起介质的局部分解、熔化、烧焦等，使介质击穿，这就是热击穿。由于热击穿是温度升至很高情况下导致的，这当然需要一定的电压作用时间。

热击穿的主要特点为：发生热击穿时，介质温度尤其是击穿通道处的温度特别高，电压击穿与电压作用时间、周围温度以及散热条件有关。

3.电化学击穿

固体电介质受到电、热、化学和机械力的长期作用，其绝缘性能以及其他性能的劣化，称为绝缘的老化。由于绝缘老化而最终导致发生热击穿或电击穿，称为电化学击穿。电化学击穿通常是在长期电压作用以后(数十小时至若干年)逐步发展形成的，它与固体电介质本身的耐游离性能、制造工艺、工作条件等都有密切的关系。此外，电化学击穿是在其绝缘性能下降之后的击穿，其电压击穿要比电击穿和热击穿的电压击穿低，所以对固体电介质的老化和由于老化引起的电化学击穿应引起足够的重视。

二、影响固体电介质电压击穿的因素

1.电压作用时间

电压作用时间对电压击穿的影响很大。通常，对于多数固体电介质，其电压击穿随电压作用时间的延长而明显地下降，且明显存在临界点。图2-14为常用的电工纸板电压击穿与 电压作用时间的关系。从图中可以看出，作用时间很短的电压下，电压击穿约为1min 工频电压击穿（幅值）的300%。且电压作用时间再增加的一段范围内，电压击穿与电压作用时间几乎无关。图2-14中虚线左边区域属于电击穿范围，因为在这段时间内，热与化学的影响都来不及起作用。在此区域，当时间小于微秒级时(与放电时延相近)，电压击穿随电压时间缩短而升高，这与气体放电的伏秒特性很相似。虚线右边的区域，随击穿时间的增加，电压击穿显著下降，这只能用发展较慢的热过程来解释，即击穿属于热击穿。如果电压作用时间更长，电压击穿仅为工频1min电压击穿的几分之一。这表明，此时是由于绝缘老化，绝缘性能降低后发生了电化学击穿。

2.电场均匀程度与介质厚度

均匀电场中的击穿场强要高于不均匀电场中的击穿场强。在均匀电场中的电压击穿随介质厚度增加近似成线性关系，而在不均匀电场中的电压击穿不随介质厚度的增加而线性增加，这是因为厚度增加，电场不均匀程度也增加。还要注意的是，随着介质厚度的增加，散热条件也变差，所以当厚度增加到可能出现热击穿时，采用增加厚度来提高电压击穿的意义不大。

3.电压种类

同一固体电介质、相同电极情况下，直流电压作用下的电压击穿要高于工频交流电压(幅值)下的电压击穿，这是由于在直流电压下介质损耗主要为电导损耗，而在工频交流电压下还包括极化损耗甚至还有游离损耗。另外，交流电压下工频交流电压击穿要高于高频交流电压击穿，因为极化损耗随频率升高而增大。由于电压作用时间短而电压击穿更高。

4.电压作用的累积效应

固体电介质在电压作用下，有时虽未形成贯穿的击穿通道，但已在介质中形成局部损伤或局部击穿，在多次电压作用下这种局部损伤或不完全击穿会扩大而导致击穿，所以电压击穿随加压次数增多而下降，这就是电压击穿的累积效应。大部分有机材料都有明显的累积效应。

5. 受潮

固体电介质受潮后电压击穿会迅速下降，其下降程度与材料吸潮性有关。对于不易吸潮的聚乙烯、聚四氟乙烯等中性介质，吸潮后的电压击穿就可大约降低一半，而易吸潮的棉纱、纸等纤维材料，吸潮后电压击穿可能仅为干燥时的百分之几甚至更低。所以高压电气设备的绝缘不但在制造时要注意除去水分，而且运行中还要注意防潮，并定期进行受潮情况的检测。

三、提高固体电介质电压击穿的措施

为了提高固体电介质的电压击穿，可从以下几个方面着手：

(1)改进制造工艺。如尽可能地清除固体介质中残留的杂质、气泡、水分等，使介质尽可能均匀致密。这可以通过精选材料、改善工艺、真空干燥、加强浸渍(油、胶、漆等)方法来达到。

(2)改进绝缘设计。如采用合理的绝缘结构，使各部分绝缘的耐电强度能与其所承担的场强有适当的配合。改进电极形状，使电场尽可能均匀。改善电极与绝缘体的接触状态，以消除接触处的气隙或使接触处的气隙不承受电位差(如采用半导体漆)。

(3)改善运行条件。如注意防潮，防止尘污和各种有害气体的侵蚀，加强散热冷却(如自然通风，强迫通风，氢冷、水内冷等)。