塑料电压击穿试验仪

塑料薄膜耐电压击穿试验仪电压测量范 交/直流 0-50KV电器容量（功率） 3KVA过流保护 1-30mA 可由计算机软件自由设定升压速率 0.001KV/-3KV/（无极调压）可试验方式 交/直流试验：1、匀速升压 2、阶梯升压 3、耐压试验交直流电压测量误差 1%≤耐压时间 0～4H(德 8H 或 15H)或任意设定塑料薄膜耐电压击穿试验仪符合如下标准：1、IEC60060-1-89 高压试验技术 第1部分:一般定义和试验要求2、IEC60060-2-94 高压试验技术.第2部分:测量系统3、GB 1408-2006 固体绝缘材料工频电气强度的试验方法4、GB/T 8815-2008电线电缆用软聚氯乙烯塑料5、GB/T 32129-2015电线电缆用无卤低烟阻燃电缆料6、GB/T 15065-2009电线电缆黑色乙烯塑料7、GB/T1695-2005、 GB/T3333 、GB12656 及ASTM D149等标准塑料薄膜耐电压击穿试验仪输出电压AC20kV50KV100KV输出电压DC20~25KV50~70KV140KV电压测量精度试验电压数显，最高量程±1%击穿电流电流显示，击穿电流设定范围：1mA~100mA升压速度升压速度四档可选：Ⅰ档为低速档，升压速度约为500V/s，Ⅱ档为中速档，升压速度约为1000V/s，Ⅲ档为高速档，升压速度约为2000V/s。IV档为最高速升压方式自动升压击穿电压击穿电压数值保持安全防护具有零位启动、门连锁功能（开门自动切断高压）塑料薄膜耐电压击穿试验仪塑料薄膜耐电压击穿试验仪

塑料电压击穿试验仪-ZJC-150kV-计算机控制一、主要技术指标：1、输入电压：AC220V 50Hz 2、输出电压：AC：0～150kV； DC：0～150kV3、输出功率：15kVA4、测量范围：AC15～150kV； DC15～150kV5、测量误差： ≤ 1％6、升压速率： 0.01kV/s～5kV/s7、耐压时间：0～8H8、漏电流： 1～30 mA可由计算机软件自由进行设定9、电源 ：交流220V±10%的单相交流电压和50Hz±1%的频率10、试验环境温度：15 ～ 30℃，相对湿度：0～85%能够稳定运行。11、外形尺寸长×宽×高：1980mm×1220 mm×1750mm（参考）12、设备自重：350Kg（参考）13、接地要求仪器需要单独接地，接地附合国家标准要求，金属棒深埋地下至少要1.5米以下二、结构原理及性能特点：1、主要由：升压系统(高压变压器)、测量系统、A/D转换器、放电系统、电极、油箱、电极定位架、计算机数据处理系统、软件等组成；2、计算机---A/D转换器---测量控制系统---调压装置----升压变压器-----试样；3、高压变压器主要产生试样所需的直流电压；4、调压器用于调节升压变压器输入端电压以产生高压所需的输入电压；5、电压测量主要是从高压变压器测量端测量，高压变压器测量端和高压端是线性的；6、放电系统在试验做完以后放电，以免产生放电对人身的危害；固体介质的击穿的介绍：1 概 述介质击穿Ub 为击穿电压（击穿电场Eb=Ub/d ，d为介质厚度）&bull 击穿的分类? 本征击穿（Intrinsic Breakdown）：电击穿? 非本征击穿：热击穿（Thermal Breakdown）? 放电击穿（Discharge Breakdown）&bull 介质击穿两种情况? 发生久性变化（或叫不可逆变化）：如固体介质击穿。? 发生可恢复性变化：介质在电场的作用下被击穿，把外电 场撤除后，介质又恢复其绝缘性能，如气体。? “自愈现象"（Self-Healing），如金属化纸介电容器 。&bull 固体介质击穿的一般规律1. 固体介质的击穿电场大于液体和气体介质Eb （气体） =3×106V/mEb （液体） =107~108V/mEb （固体） =108~109V/m2. 固体介质击穿是破坏性的3. 击穿的发展过程? 介电性能的破坏：绝缘变成导体（电击穿）? 介质本身的破坏：有明显的击穿通道（热击穿、机械击 穿）4. 击穿与实验条件有关：电极形状、媒质、散热条件、电压类型、加压时间、厚度电击穿的特点①击穿前的强电场 ，符合玻尔定律： I = I0 eAU 或弗兰克尔定律： I = I0 eB U②击穿场强高，击穿电场范围较窄108~109V/m ③在均匀电场中，电击穿发生时的电场强度直到厚度为 0.1u-1u范围都与厚度无关。 ④击穿场强与周围媒质温度无关 ⑤击穿场强与加压时间无关电击穿必须满足：电导率γ 小、tgδ小、散热条件好，无气隙、无边缘放电热击穿的特点电击穿和热击穿的判断热击穿电压比电击穿电压较低固体介质的热击穿理论两点结论：?热击穿电压Ub与温度T密切有关，和电阻率ρ与温度 的关系相同，只是指数减半，logUb的斜率差不多为 logρ斜率的一半；?热击穿电压Ub与沟道长度d成正比，但实验未证实。概念：电击穿为固体介质的本征击穿。产生原因：电子过程——电子碰撞电离近代关于固体介质电击穿的理论。按照击穿发生的判定条件，电击穿理论分为两大类：1. 以碰撞电离开始作为击穿判据，这类理论为碰撞电 离理论，或称本征电击穿理论；2. 以电离开始后，电子倍增到一定数值，足以破坏介 质绝缘状态作为击穿判据，这类理论称为“雪崩"击穿 理论。碰撞电离理论单位时间内，电子从电场获得能量为A，同时与晶格碰撞 失去能量为B。晶格波能量是量子化?ω的，电子与晶格波的交换能应为其整数倍n?ω。平衡状态：当电场提高使平衡状态破坏时A＞B，碰撞电离立即发生。 由上式确定碰撞电离开始发生的起始场强，并作为介质击 穿场强。希伯尔低能判据A与B在数值上有三种情形：?当电场较弱时，A＜B，电子将损失能量达到其稳定值； ?A＝B时，为平衡状态，对应电子的最大能量，临界能量 ξc ?A＞B时，电子将不断从电场中获得能量。EH为希伯尔场强，或临界击穿场强。电场要使具有这样小能量以上的所有电子加速才能导致击穿，故称为慢电子击穿理论。①当电场E很低时，A(E1)与B相交于两点，电子能量ξ1＜ ξ＜ξ2的电子，由于损耗大于获得，将不断损失其能量 直至降低到ξ1而建立平衡时为止。若ξ＜ξ1，则A＞B电 子能量增加，直至ξ＝ξ1达到平衡，电导的稳定状态不 会破坏，电强度也不致破坏。②当电场E很高时，在任何情形下总是A(E2)＞B，肯定发 生击穿。③当电场为某一临界场强EH时，A(EH)曲线与B曲线相切， 切点对应于B＝f2 (ξ)为最大值处，此时平衡关系成立，即A(EH ,ξc ) = B(T0 ,ξc )弗洛里赫高能判据晶体电击穿是一些高能量的快电子碰撞电离引起，而不需要 所有的慢电子参与，电场只需加速部分高能量（接近晶格电离能）的电子即可使晶体击穿。有两种可能情况：ξ′ ξ3 Wi ①如此大能量的电子数极少，且速度快、碰撞频繁、自由程短，不易积累能量，电子崩不易形成。ξ2 ξ′ Wi ②由于A＞B，电子在电场作用下被加速而能量增至Wi，产生 碰撞电离并导致击穿。处于ξ＜Wi状态的电子，存在时间 长，在经过较长的自由行程后，积累足够大的能量，易形成 电子崩，使电强度破坏达到击穿，因此只要能量ξ稍小于Wi 的电子被加速，就能导致击穿。碰撞电离理论碱卤晶体击穿场强的计算值与实验值?希伯尔电场充分但不必要：欲加速几乎全部电子，所需 的电场强度自然偏高。?弗洛里赫电场必要但不充分，计算出的电场自然偏低。“雪崩"电击穿理论（1）碰撞电离雪崩击穿 Seitz理论：一个电子从阴极出发，经过约40次碰撞 电离，介质材料即被破坏，又称为“40繁代理论"。设电场强度E=108V/m，电子迁移率μ≈10-4m2/V s， 扩散系数D≈10-4m2/s。在t=1μ s内，电子运动长度为1cm，崩头的扩散半径约为在该圆柱体中原子数为πr2 × 10?2 × 1029 ≈ 1017设破坏晶格原子所需能量约为10eV，即破坏圆柱体内所有 原子所需能量为：1018eV。每个电子经过1cm从电场中获得的能量约为106eV，故只要有1012个电子就破坏介质晶格。碰撞电离过程中电子数以2 α增加2α = 1012α = 40隧道击穿由于隧道效应使介质中电流增 大，介质失去绝缘性能的现象称 为隧道击穿。隧道电流为：A、B为与电极－介质间功函数有 关的常数，与温度关系不大。 这个公式给出，从电极进入介质 导带的隧道电流的密度与场强的 关系。电极至介质隧道电流密度：① 在强电场时隧道电流随场强的增大而迅速增大，因 而必将导致介质失去绝缘性能。② 福兰兹提出用隧道电流导致介质温升达到一定温度 （临界温度Tc）作为介质隧道击穿的判据。③ 隧道电流与禁带宽度有密切关系，禁带狭窄时，较 低场强下就有很大的隧道电流。机械击穿局部放电引起的击穿在工程上要制取一种连续均匀的固体介质材料是困难的， 通常固体介质中含有气隙，以下两种形式： （1）电极与介质层之间留有气隙 （2）介质内部存在气隙或气泡在外施电压作用下，当击穿场强较低的气体（气隙或气泡）中的局部电场强度达到气体的击穿场强时，这部分气 体开始放电，使介质发生不贯穿电极的局部击穿，这种现 象被称为局部放电击穿。

一、概述定义：绝缘材料或结构，在电场作用下瞬间失去绝缘特性，造成电极间短路，称为电气击穿。绝缘材料或结构发生击穿时所加的电压称为击穿电压，击穿点的场强称为击穿场强。式中：EB—击穿场强（MV/mm） UB—在规定试验条件下，两极间的击穿电压(MV或KV) d—两电极间击穿部位的距离，即试样在击穿部位的厚度（m或mm）二、主要技术参数：型号：ZJC-50kV输入电压：AC 220V±10%电源频率：50-60Hz高压变压器功率：5kVA输出电压：AC 0～50kV ,DC 0～50kV测量精度：±1%测量范围：1kV～50kV升压方式选择功能：1；连续升压；2；逐级升压；3；瞬时升压。升压速率设定功能：0.100 kV/s ～ 5.000kV/s 外形尺寸：1000mm*700mm*1400mm(ZJC-50kv产品)；闪络--指高压电器(如高压绝缘子)在绝缘表面发生的放电现象,称为表面闪络,简称闪络. 绝缘闪络： 绝缘材料在电场作用下，尚未发生绝缘结构的击穿时，在其表面或与电极接触的空气(离子化气体)中发生的放电现象，称为绝缘闪络。三、影响介电强度的因素1、电压波形 直流、工频正弦及冲击电压下，击穿机理不同，所测的击穿场强也不同，工频交流电压下的击穿场强比直流和冲击电压下的低得多。2、电压作用时间，无论电击穿还是热击穿都需要时间，随着加压时间的增长，击穿电压明显下降。3、电场的均匀性及电压的极性，电场不均匀往往测得的电压比本征击穿值低。4、试样的厚度与不均匀性 试样的厚度增加，电极边缘电场就更不均匀，试样内部的热量更不易散发，试样内部的含有缺陷的几率增大，这些都会使击穿场强下降。5、环境条件 试样周围的环境条件，如温度、湿度以及压力等都会影响试样的击穿场强；温度升高，通常会使击穿场强下降；湿度增大，会使击穿场强下降；气压对击穿场强的影响，主要是对气体而言。气压高，击穿场强升高；但接近真空时，也会使击穿场强升高。另外还有：时间、辐射、机械力、电极材料及极性效应。2、液体介质的击穿1）小桥理论 在液体介质中，含有的各种杂质，如灰尘、纤维、水分等，这些杂质在电场的作用下产生极化并沿着电场方向排列起来，移向电场强度高的地方连成小桥，而使电场发生畸变。造成击穿电场下降。2）撞击游离 和气体电离的理论类似。不过由于液体中分子间的距离比气体小得多，电子在两次碰撞间的自由行程也短得多，因此，要获得足够的能量就要需要更高的电场强度，这说明液体的击穿场强比气体高的多。3、固体材料的电击穿理论 固体材料的本征击穿场强比液体材料高得多，一般在50-150兆伏/米由于固体材料聚集很紧，电子在其中的运动就不能简单地看作单个电子与单个分子或原子相碰撞，而是受周围许多分子或原子对它的制约。如电子通过晶格时，受晶格质点振动的影响，使运动状态发生变化，同时也发生能量的转移，这过程称散射。当电子的获得的能量大于损失的能量时，电子就不断被加速，就会导致击穿发生。从这点出发提出两种最主要的电击穿理论：其一，弗罗利赫（Frohlich）理论，另一个是希伯尔理论。此外，还有许多电击穿理论，如场致发射击穿理论，电机械应力破坏理论。4、 固体介质的热击穿理论 介质的击穿因热因素起决定作用的引起的破坏称为热击穿。5、局部放电导致击穿 材料击穿发生在局部，而没有贯穿到两电极之间，这种现象称为局部放电。四、测量固体材料用电极电极必需是良好的导电、导热性能；电极表面光滑并与试样良好的接触；板材或薄膜试样一般用圆柱形铜或不锈钢电极；管状或型材试样，一般要采用金属箔或沉积金属层，管状试样内径小时，可用弹性金属片、金属粉末以及导电液体等作为内电极几点说明：逐级升压是让施加于试样的电压先以连续升压的速度上升到击穿电压的50%，之后，按每级升压值（大约为击穿电压的5-10%）逐级升压，每级停留1分钟，直到击穿为止。最后一级的电压为击穿电压。级与级之间升压时间要尽可能的短，一般不会超过10秒，这一时间应计入后一级的停留时间内。如果击穿发生在前一级，则应取前一级电压。慢升压是先让施加于试样的电压以连续升压的速度上升到击穿电压的50%，以后降低升压速度，但电压仍然以匀速上升直到击穿为止。而耐压试验先以任何升压速度使施加于试样的电压由零上升到试验电压的40%，以后以每秒升高试验电压3%的速度升到试样电压为止；在试验电压下保持一定的耐压时间（1-5min），之后要在5分钟内将电压降到试验电压的25%，最后切断电源。五、工频电压下绝缘的击穿和耐压试验工频电压下绝缘强度和耐压试验装置：高压试验变压器、调压器、电压测量系统以及控制和保护装置等。1、高压试验变压器包括容量、电压及其波形。容量--根据试样在试验电压下流过的电容电流来计算即：P=U2ωCx(伏.安) 式中：U－－施加电压有效值（伏）， ω－－角频率，Cx—试样电容；一般电容量高压侧电流1安以上。电压－一般根据试样电压来选，单台变压器最高电压等级为750千伏；如果再高实验电压就用多台串联。实验电压波形，一般为正弦波，波形畸变将会影响电压测量。Um=√2U有效六、调压、控制及保护1）调压器 －调节通过接在实验变压器和电源之间的调压器来实现，分：自耦调压器（通过滑动触点沿绕阻移动来改变输出电压，其特点是体积小、漏抗小、价格也便宜，但由于滑动触点在电流比较大时会出现火花，因此，一般容量只用于几千伏安以下，油浸式的可达几十千伏安）和移圈式调压器。2）控制电路 控制线路要实现下列各点要求（1）只有在试验人员撤离高压危险区，并关好安全门之后才能加压；（2）升压必需从零开始；（3）在试样发生击穿时能自动切断电源；（4）在自动升压装置中还要能控制升压、降压及停止等动作。3)保护和接地（除过电流保护器、安全门开关、调压器限位开关等外，其他在线路的低压部分都要接上保护放电器，还需接保护电阻、此外，还要有围栏、连锁装置和信号灯并备有接地棒以保证人身安全）七、工频电压的测量工频高电压的测量方法分：直接测量高电压（如利用球隙放电、静电电压表、旋转伏特计等）；将高电压变换为低电压测量（互感器、分压器）；通过测量试验变压器本身低压绕组的电压来换算出高压端的试验电压。1）静电电压表法－用于试验电压不高的情况（200KV）2）球隙测量法－此法试验电压可以高，但测量麻烦，影响因素较多，装置的占地面积较大。3）互感器测量法－通过互感器将高压变低压进行测量，精度高，但较贵。4）电容分压器法－通过串联电容分压测出其中低阻抗的电容器上的电压，可以推算出试验电压。5)测量绕组法－通过变压器内部绕组，可以按比例把测量电压算出来。八、直流电压下绝缘的击穿和耐压试验由于有很多电气设备是在直流电压下运行的，有些虽在交流下运行，但由于其电容量很大，工频试验变压器的容量不能满足要求而又没有补偿电抗器时，采用直流电压下测定其绝缘强度以替代工频下的绝缘强度试验。其测量装置必需要有一套直流高压装置和直流电压测量系统。直流高电压可以通过各种方法获得。一般是通过高压整流，即先通过变压器把工频电压升高。而后，在利用高压整流器把工频高压变为直流高压。工频的升压及有关的控制、保护装置与上节所述相同。九、高压整流1、绝缘强度试验用的直流高压设备应满足一下要求：a）电压等级应满足试验电压要求，我国已有百万伏以上的直流高压装置b）设备容量应能输出电流10-20毫安c）电压脉动系数小于或等于5%2、倍压线路简单的整流线路不论是半波还是全波，最高输出电压只能接近于变压器输出电压的峰值。如果要获得更高的直流电压，可以采用倍压线路。3、直流高压的测量测量方法很多，可用仪表直接测量，也可用分压器等间接测量。测量的误差小于3%。对于电压脉动系数小于或等于5%，可用静电伏特计和球隙法。旋转伏特计也可测直流高压。