材料院

一、测试和测试样状况的影响因素：1、电极——通常，随着电极区域的增加，击穿电压会降低，这种影响对于薄试样来说更为明显。电极的几何形状也会影响测试的结果。制作电极的材料也会对测试结果产生影响，这是因为电极材料的热导性和功函会对热机制和发电机制产生影响。通常来说，由于缺乏相关的实验数据，所以很难确定电极材料的影响。2、试样厚度——固体工业绝缘材料的绝缘强度主要取决于试样的厚度。经验显示，对于固体和半固体材料来说，绝缘强度与以试样厚度为分母的分数成反比，更多的证据显示，对于相对均匀的固体来说，绝缘强度与厚度的平方根互为倒数。如果固体试样能熔化后倒入到固定电极之间并凝固下来，那么电极间距的影响将很难得到明确的定义。因为在这种情况下，可以随意固定电极间距，所以习惯在液体或可溶固体中进行绝缘强度测试，此时电极间具有标准的固定空间。北京中航时代检测仪器因为绝缘强度取决于厚度，所以如果在报告绝缘强度数据时缺乏测试所用试样的起始厚度，那么这样的数据将毫无意义。3、温度——试样和环境介质的温度将影响绝缘强度，虽然对于大多数材料来说，微小的环境温度变化对材料造成影响可以忽略不计。通常，绝缘强度随温度的升高而降低，但其强度的极限取决于被测材料。由于材料需要室温以外的条件下发挥作用，所以有必要在比期望操作温度更大的范围里，对绝缘强度与温度的关系进行确定。4、时间——电压应用的速率也会影响测试结果。通常，击穿电压随电压应用速率的增加而提高。这是预料之中的，因为热击穿机制有赖于时间，而放电机制也有赖于时间，虽然在一些情况下，后一种机制通过产生局部电场高临界强度造成快速失效。5、 波形——通常，应用电压的波形也会影响绝缘强度。北京中航时代检测仪器在本测试方法的限制说明中，波形的影响是不显著的。6、频率——对于本测试法，在工业用电频率范围内，频率的变化对绝缘强度的影响将不是那么显著。但是，不能从本测试法所得结果中推断出其他非工业用电频率（50到60HHz）对绝缘强度的影响。7、 环境介质——通常测试具有高击穿电压的固体绝缘材料，是将试样浸入到液体介质中，例如变压器油，硅油，或是氟利昂中，以减小击穿前表面放电的影响。8、相对湿度——相对湿度影响绝缘强度是因为测试材料吸收的水分或表面吸附的水分将影响介质损耗和表面电导率。因此，它的重要性很大程度上有赖于测试材料的性质。但是，即使材料只吸收了一点甚至没有吸收水分，仍会受到影响，因为在有水的情况下，将大大提高放电的化学效应。除此之外，还应调查暴露在电场强度中的影响，北京中航时代检测仪器通常通过标准的调节流程来控制或限制相对湿度的影响。二、其它相关仪器：1、电压击穿试验仪2、介电常数测试仪3、体积表面电阻率测试仪4、耐电弧试验仪5、漏电起痕试验仪6、氧指数测定仪7、水平垂直燃烧试验仪8、热变形维卡软化点测定仪9、熔体流动速率测定仪10、电子材料试验机............................................用于高压电气设备中的液体电介质除了用作绝缘之外，还起冷却(如在油浸式电力变压器中)以及灭弧(如在油断路器中)作用。日前常用的液体电介质主要是从石油中提炼出来的碳氢化合物的矿物油，除了这些矿物油之外还有蓖麻油、人工合成的硅油、十二烷基苯等，但它们不如矿物油应用广泛。根据用途不同，这些液体电介质分别称为变压器油、电容器油和电缆油，下面以变压器油为例讨论液体电介质的击穿。一、变压器油的击穿机理纯净液体电介质的击穿过程与气体击穿过程很相似，也是由液体中带电质点的碰撞游离导致击穿，但击穿场强要高得多(可达1MV/cm)，然而讨论这种纯净液体电介质的击穿并无实际意义。工程实际中使用的液体电介质不可能是纯净的，在液体电介质的生产、运行中不可避免要混入杂质。这些杂质主要是气体、水分和纤维。正由于杂质的存在，液体电介质的击穿过程与纯净液体电介质(或气体介质)是不同的，击穿场强也不同[如变压器油击穿场强一般为120～250kV(幅值) /cm]。对于工程上所使用的含有杂质液体电介质的击穿过程可用“小桥”理论来解释。液体电介质中的水分和纤维的介电系数很大(分别为81和6~7)，它们在电场作用下很容易极化，受电场力吸引且被拉长，并且逐渐沿电场方向头尾相连排列成“小桥”。如果此“小桥”贯穿电极，则由于组成此“小桥”的水分和纤维的电导较大，使流过“小桥”的泄漏电流增大，发热增加，使水分汽化和小桥周围的油分解或气化，即形成气泡。这种气泡也可以是液体电介质中原先存在的(即气体杂质所形成)。由于气泡中的电场强度要比油中高得多(与介电系数成反比)，而气泡中气体的击穿强度又比油低得多，所以一旦气泡在电场作用下排列连成贯通两电极的“小桥”，击穿就在此“气泡”通道中发生。换句话说，一旦油中形成气泡“小桥”，就发生击穿。油中的水分和纤维形成“小桥”。并不马上击穿，而仍要等到发展成气泡“小桥”才击穿，所以“小桥”理论也称为“气泡”击穿理论。二、影响液体电介质电压击穿的因素液体电介质电压击穿的大小既决定于其自身品质的优劣，也与外果因素，如温度、电压有关。1.液体电介质的自身品质液体电介质的品质决定于其所含杂质的多少。含杂质越多， 品质越差，电压击穿越低。变压器油的品质通常采用标准油杯中变压器油的工频电压击穿来衡量。由于在均匀电场中杂质对电压击穿的影响要比在不均匀电场中大，所以标准油杯中电极做成如图2-12所示的形状。下面具体讨论影响品质的各种因素与电压击穿的关系。(1)含水量。含水量对液体电介质电压击穿影响较大。当含水量极微小时，水分均以溶解状态存在，它对电压击穿影响不大。当含水量增加到超过溶解度时(25℃时水在变压器油中的溶解度为50ppm， 1ppm为1%的体积含量)，多余的水分常以悬浮状态出现。这种悬浮状态的小水滴在电场作用下极化并形成小桥，导致击穿，所以电压击穿随含水量增加而降低。当含水量超过0.02%时，多余的水分沉淀到容器底部，电压击穿不再降低。(2)含纤维量。含纤维量越多，越易形成纤维小桥，则电压击穿越低。由于纤维具有很强的吸附水分能力，所以吸湿的纤维对电压击穿影响更大。(3)含气量。当含气量很小时，溶解状态的气体对电压击穿影响很小。但当含气量增加而出现自由状态的气体时，将使电压击穿随含气量增加而降低。2.温度温度对液体电介质电压击穿的影响随介质的品质、电场的均匀程度以及电压种类的不同而异。图2-13为在标准油杯中变压器油的工频电压击穿与温度的关系。当温度由0℃开始逐渐上升时，水在油中的溶解度逐渐增大，原来悬浮状态的水分逐渐转化为溶解状态，故油的电压击穿逐渐升高；当温度超过60~80℃ 时，温度再升高，则水分开始汽化，油亦将逐渐汽化，产生气泡，又使电压击穿降低，从而在60~80℃时出现最大值。在0~5℃时，油中水分是悬浮状态为最多，此时小桥最易形成，故电压击穿达最小值。温度降低，水滴将凝结成冰粒，其介电系数与油相近，电场畸变减弱，再加上油黏度增大，小桥不易形成，故此时变压器油的电压击穿随温度的下降反而提高。3.压力不论电场均匀与否，工程上用的变压器油在工频电压作用下，其电压击穿随压力增加而增大，这是因为压力增大时，气体在油中溶解度增大的缘故。4.电压作用时间液体电介质的击穿过程存在发热，伴随有温度的升高，而温度的升高需要一定的时间。当电压非常高时，在加压后短至几个微秒时的击穿表现为电击穿，此时杂质形成小桥的作用来不及显示出来，因此电压击穿很高。当电压作用时间大于毫秒级时，击穿将发展为热击穿，一般情况下液体电介质的击穿都属于热击穿。电压击穿随电压作用时间增加而降低。但在油不太脏的情况下，1min的电压击穿与长时间的电压击穿相差不大。为此，变压器油的工频耐压试验(即品质试验)通常加压1min。5. 电场均匀程度电场愈均匀，水分等杂质对电压击穿的影响愈大，电压击穿的分散性也愈大，电压击穿也愈高。当绝缘油的纯度较高时，改善电场的均匀程度使工频或直流电压下的电压击穿明显提高。而品质较差的绝缘油，杂质的聚集和排列已使电场畸变，改善电场以提高电压击穿的作用并不明显。三、提高液体电介质电压击穿的措施由于杂质对液体电介质电压击穿有很大影响作用，所以提高电压击穿首先要减少杂质，其次是降低杂质对电压击穿的影响作用。具体措施主要有：1. 过滤将绝缘油在压力下连续通过装有大量事先烘干的过滤纸层的过滤机，将油中碳粒、纤维等杂质滤去，油中部分水分及有机酸也被滤纸所吸收。运行中，常采用此法来恢复绝缘油的绝缘性能。2.防潮油浸式绝缘在浸油前必须烘干，必要时可用真空干燥法去除水分。有些电气设备如变压器，不可能全密封时，则可在呼吸器的空气入口处放置干燥剂，以防止潮气进入。3. 脱气常用的脱气办法是将油加热、喷成雾状，且抽真空，除去油中的水分和气体。电压等级较高的油浸绝缘设备，常要求在真空下灌油。4.采用固体电介质采用固体电介质可以降低绝缘油中杂质的影响，常采用的措施为加覆盖层、绝缘层和屏障。(1)覆盖层。覆盖层为在电极表面覆盖的一层很薄的绝缘材料，如电缆纸、黄蜡布、漆膜等。覆盖层的主要作用在于限制泄漏电流，阻止杂质小桥的形成，因而可使工频电压击穿显著提高，例如在均匀电场中可提高70%～100%，在极不均匀电场中可提高10%左右。(2)绝缘层。当覆盖层厚度增大，本身承担一定电压时，称为绝缘层。其作用除了像覆盖那样能阻止杂质小桥形成外，还具有降低不均匀电场中电极附近绝缘油中最大场强的作用，因而可显著提高绝缘油的工频和电压击穿。(3)屏障。屏障是指在油间隙中放置的，尺寸较大的(与电极形状相适应)、厚度在1～3mm的层压纸板或层压布板。它既能阻止杂质小桥的形成，又能如气体间隙那样改善不均匀电场中的电场分布。因此在不均匀电场中效果非常显著，屏障在最佳位置时，工频电压击穿可提高一倍以上。所以在变压器等充油设备中广泛采用此屏障绝缘结构。

绝缘材料CTI测试仪五个试样经受50滴液滴期间未电痕化失效和不发生持续燃烧时的最大电压值(以V表示)，还包括100滴液滴试验时关于材料性能叙述。注1:在任何较低的试验电压条件下，不发生电痕化失效和持续燃烧。注2:CTI判断标准可要求关于蚀损程度的描述。注3:在试验时，允许材料非持续燃烧不导致失效，但是除非考虑其他因素更为重要，否则材料发光不燃烧是首选因素，参见附录A。注4:某些材料可以承受较高的试验电压，但在较低的试验电压下反而会发生失效参见11.2。3.6绝缘材料CTI测试仪满足标准：GB/T6553-2003 及 IEC60587：1984《评定在严酷环境条件下使用的电气绝缘材料耐电痕化和蚀损的试验方法》GB_T3048.7-2007电线电缆电性能试验方法_第07部分：耐电痕试验产品概述：高电压起痕试验仪适用于对电工电子产品、家用电器及其材料进行耐电痕化和蚀损的试验，模拟在工频（48Hz - 62Hz）下，用液体污染物和斜面试样，通过耐电痕化和蚀损的测量评定在严酷环境条件下使用的电气绝缘材料的耐电痕化和蚀损等级。产品特点：01、试样数量:本仪器支持5路试样同时进行试验，每路都有独立的控制系统进行控制02、测控电路:本仪器核心控制系统由西门子PLC控制，通过光电隔离方式进行采集电压和电流，有效解决抗干扰问题使数据采集保持稳定03、操作显示:本仪器显示部分是10寸触摸屏，操作方便，数据显示直观，能够实时显示每个试样的实时泄露电流和从实验开始至此时的电流值以及每个试样的实时电压值。04、报警提示:泄露电流0mA到100mA范围内可以自由设置，当实验中当某一路试验电流超过设定电流值时，能够提示报警，并切断该路高压电源，并不影响其它试样继续做试验05、滴液控制:滴液流量大小由蠕动泵控制；蠕动泵的流量可在10寸触摸屏上根据实际需求自由设定，设置简单便捷；且流量在试验过程中实时显示。06、液体回收：本设备的盛放试验液体的槽和试验用过的液体分开盛放。保证试验液体的性。07、时间记录：本设备中每组试验的时间实时记录，单位为分钟。08、自动升压：设定试验电压，自动升到指定的电压。09、自动归零：试验完毕后，电压自动归到零位10、试验时间：可以自主设定试验时间11、排风系统：具有独立排风的抽风系统，可将试验过程中产生的有害气体有效的排除室外，。12、照明系统：本仪器配有独立照明系统，当需要观察内部试验情况且外部灯光亮度不够时可开启照明灯。13、电压稳定：本设备的高压通过自耦变压器调压后的电压供给固定变比的油浸式变压器从而产生高压。由于油浸式变压器油固定的容量，则能保证在固定电压下做实验时，试验回来中的电压降很低。14、数据校准：设备长时间使用后会造成电压和电流的变化，本设备可对电压和电流进行校准。15、试验电压：直流电压，交流电压16、试验方法：恒定电压法，逐级电压法绝缘材料CTI测试仪本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则)的规定起草。本文件代替GB/T4207--2012《固体绝缘材料耐电痕化指数和相比电痕化指数的测定方法》,与GB/T 4207-2012相比,除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下:a)增加了“材料成分和表面状况对测量结果影响的描述"(见第1章) GB/T 4207--2022/TEC 60112,2020本文件由全国电气绝缘材料与绝缘系统评定标准化技术委员会(SAC/TC 301)归口。本文件起草单位,四川东材科技集团股份有限公司,苏州太湖电工新材料股份有限公司.江苏钰明新材料有限公司、浙江荣泰科技企业有限公司,深圳市沃尔核材股份有限公司、东方电气集团东方电机有限公司、江苏中车电机有限公司、安徽威能电机有限公司、中车水济电机有限公司、广东明阳电气股份有限公司、江苏中天伯乐达变压器有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所、无锡江南电缆有限公司、安徽天康(集团)股份有限公司、上海电器设备检测所有限公司,深圳市沃尔热缩有限公司,桂林电器科学研究院有限公司、哈尔滨理工大学、苏州巨峰电气绝缘系统股份有限公司,珠海康晋电气股份有限公司.本文件主要起草人:陈昊、刘亚丽、李杰霞,施文磊、朱永明、郑敏敏,张润川,何明鹏、邵平安、李培新、耿涛、郭献清、封春波,鲍启伟、夏喜明、管兆杰、沈秀晴、黄海琴,夏宇、沈茂雄、高俊国、郭宁。固体绝缘材料耐电痕化指数和相比电痕化指数的测定方法1范围本文件描述了固体绝缘材料耐电痕化和相比电痕化指数的测量方法,适用于交流电压下使用的设备元件和盘状材料。本文件提供了按照要求测定电蚀损的程序。注1，耐电痕化指数的测量可作为材料的验收标准,也可作为对材料及零部件进行质量控制的方法，相比电痕化指绝缘材料CTI测试仪本文件适用于评定材料的成分和表面特性。材料的成分和表面状况都直接影响评定的结果,因此在选用合适的材料前应考虑其成分和表面状况的影响。本文件测试结果不能直接用于评估电气设备的安全爬电距离。注2:本文件符合IEC60664-1。注3，通过本试验,可以鉴别在潮湿环境下工作的电气设备上的材料耐电痕化性能优劣，若需评定户外使用材料的性能,则可采用更严酷的长期试验,采用较高电压和尺寸更大的试样(见IEC60587的斜板试验),其他试验方法(如斜板法)可与本文件给出的澳定试验的材料排列顺序不同。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件 不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。ISO4287产品几何技术规范(GPS)表面结构:轮廓法术语、定义和表面结构参数[Geometrical Product Specification (GPS)-Surface texture: Profile method-Terms, definition andsurface texture parameters]注。GB/T3505-2009产品几何技术规范(GPS)表面结构轮廓法术语,定义及表面结构参数(ISO 4287。绝缘材料CTI测试仪更改了“电痕化失效”术语定义的注释(见3.2,2012年版的 3.2) e)更改了“相比电痕化指数”术语定义的注释,并增加了注1和注4的内容(见3.5,2012年版的3.5) D增加了“去离子水”术语和定义(见3.8) g)更改了“原理"注释的内容(见第4章,2012年版的第4章) h)更改了“试样”中试样加工工艺可参考的文件,增加了注6和注7的技术内容(见第5章，2012年版的第5章) i)更改了“环境条件”中环境温度的界定,由“23℃±5 ℃”改为“(23±2)℃”,并增加了开始测试时间的要求(见6.1,见2012年版的6.1) j)更改了“溶液 A”的描述,删除了配置溶液用去离子水电导率的要求,增加了注2(见7.3.2012年版的7.3) k)更改了“溶液 B”的描述,改为“见附录B”(见7.3,2012年版的7.3) 1增加了溶液C的成分和配比要求,电阻率要求和表面张力要求(见7.3.2012年版的7.3) m)更改了“滴液装置”的技术内容,增加了滴液之间的目标时间的要求,增加了“注2”内容(见7.4，2012年版的7.4) 耐电痕化指数prooftrackingindex PTI五个试样经受50滴液滴期间未电痕化失效和不发生持续火焰所对应的耐电压数值，以V表示。注:在试验时，允许材料发生非持续火焰不导致失效，但是除非考虑其他因素更为重要，否则材料发光不燃烧是首选因素，参见附录A。3.8去离子水de-ionizedwater符合ISO 3696中的3级标准或同等品质分析性的实验室用水。可使用表面非常平坦的试样，其面积足够大，确保试验期间液体不会从测试电极之间流走。注1:尽管可采用更小的尺寸，但推荐平面尺寸应不小于20mmX20mm，以减少电解液流出试样边缘损失，只要电解液不损失，也可采用尺寸为15mmx15mm的试样，例如ISO3167中规定的多用途试样。注2:通常情况下，每次试验采用独立的试样。如果要在同一试样上进行多次测试，测试点之间的距离宜足够远，避免测试点产生的闪光或烟雾及腐蚀后的产物不会污染或影响其他待测区域。

耐高压绝缘材料强度试验仪试验放电:试验结束自动放电或手动按钮放电或放电棒放电安全设置:电压保护 电流保护 时间保护 高压装置运行提示 仪器电源未接通提示 高压运行结束提示 高压放电运行提示 高压起点提示 放电机构位置检测 开关安全门(门开启自动断电) 高压启动和高压停止有单独开关(与安全门联动) 升压装置有起点和终点限位开关 主机带有单独电压、电流显示功能保护 主机带有试验结束自动放电机构 人工控制的手动放电装置有两种(放电棒和按钮开关放电) 直流试验结束仪器自动放电 接地安全线检测功能保护 耐高压绝缘材料强度试验仪测试材料:绝缘材料类 符合标准:GB/T1408.1-2016 IEC60243-1:2013 GB/T1408.2-2016 IEC60243-2:2013 ASTM D149 GB/T1695-2005 可选配:高温空气中测试 高温油中测试 耐高压绝缘材料强度试验仪满足标准：1、GB1408.1-2006《绝缘材料电气强度试验方法》2、GB1408.2-2006《绝缘材料电气强度试验方法 第2部分：对应用直流电压试验的附加要求》3、GB/T1695-2005《硫化橡胶工频击穿电压强度和耐电压的测定方法》4、GB/T3333 电缆纸工频电压击穿试验方法5、HG/T 3330绝缘漆漆膜击穿强度测定法6、GB12656 电容器纸工频电压击穿试验方法7、ASTM D149《固体电绝缘材料工业电源频率下的介电击穿电压和介电强度的试验方法》耐高压绝缘材料强度试验仪计算机系统及软件包：1、试验软件是我公司研发的功能强大、操作简单、显示直观的试验软件系统。2、采用计算机控制通过人机对话方式，完成对绝缘介质工频电压击穿，工频耐压试验。3、试验过程中可动态绘制出试验曲线，试验的曲线可以多种颜色叠加对比，局部放大，曲线上任意一段可进行区域放大分析；4、可对试验数据进行编辑修改，灵活适用；5、试验条件及测试结果等数据可自动存储；6、试验报告格式灵活可变，适用于不同用户的不同需求；7、可对一组试验中曲线数据的有效与否进行人为选定；耐高压绝缘材料强度试验仪安全保护：（1）门限位保护：不关门，即使通电点实验开始，设备无任何反应，软件有:安全门未关闭提示。（2）电压归零保护：如果在实验过程中，突然断电，下次开机后，会自动回到零位，保证初始电压为在零位。（3）终止电压保护：可以通过软件设定终止电压，保证在升压过程中如果出现异常升到指定的电压后，自动终止并归零。（4）高压机械限位：如果软件系统失去控制，电压继续往上升，到高压限位后自动归零如果在击穿后未判停，通过过流保护器采集数据保证电压自动归零有高压指示灯，通过观察指示灯的状态来判断实在升压还是在零位如果长时间做实验，为保证设备的良好运行，设备留有变压器排气口，保证变压器的良好运行，增长使用寿命如果在实验中，试样有异味或者出现燃烧和冒烟现象，可以通过排风系统进行排除。