電壓擊穿強度試驗儀（擊穿電壓測試儀）

型號：ZJC-50KV丨ZJC-100KV

一、標準：

GB1408.1-2006《絕緣材料電氣強度試驗方法》

GB1408.2-2006《絕緣材料電氣強度試驗方法 第2部分：對應用直流電壓試驗的附加要求》

JJG 795-2004 《耐電壓測試儀檢定規(guī)程》

GB/T1695-2005《硫化橡膠工頻擊穿電壓強度和耐電壓的測定方法》

GB/T3333《電纜紙工頻擊穿電壓試驗方法》

GB12913-2008《電容器紙》

ASTM D149《固體電絕緣材料工業(yè)電源頻率下的介電擊穿電壓和介電強度的試驗方法》

二、適用材料及定義：

電壓擊穿強度試驗儀（擊穿電壓測試儀）適用于連續(xù)均勻升壓或逐級升壓的方式，對試樣施加交流或直流電壓直至擊穿，測量擊穿電壓值，計算試樣的擊穿強度，用迅速升壓的方法，將電壓升到規(guī)定值，保持一定的時間試樣不擊穿，定此時規(guī)定值為試樣的耐電壓值。

電壓擊穿強度試驗儀（擊穿電壓測試儀）主要適用于固體絕緣材料如：電線套管、樹脂和膠、浸漬纖維制品、云母及其制品、塑料薄膜、陶瓷、玻璃、絕緣漆、硫化橡膠、電纜紙、絕緣漆漆膜、硬質橡膠、紙板等絕緣介質在空氣或液體介質中，測量工頻（48~62Hz）或對應直流電壓下?lián)舸姸群湍碗妷簳r間。

三、主要技術要求：

1、設備輸入電壓：220V (普通試驗室電源均可兼容)；

2、試驗電壓方式：ZJC-50KV交流0-50 KV；直流0-50 KV。ZJC-100KV交流0-100KV；直流0-100KV

3、電器容量：5KVA；10KVA

4、試驗方法：0-50KV；0-100KV全量程可調(diào)(采用高精度電壓采樣器件)；

5、擊穿及耐壓試驗升壓速率：10V/S-5KV/S(此項滿足0新標準里面極快速升壓試驗要求)；

6、試驗方式：直/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(nèi)切斷電源。

8、本儀器采用無觸點原件勻速調(diào)壓方式

09、支持短時間內(nèi)短路試驗要求。

10、電壓測量誤差：1%。

11、試驗電壓連續(xù)可調(diào)：ZJC-50KV：0-50KV。ZJC-100KV：0-100KV

12、耐壓時間設定：0-8小時(可通過軟件連續(xù)設定)。

13、主機尺寸：ZJC-50KV：約800*700*1300。ZJC-100KV：約1800*900*1400（長寬高mm）

14、主機重量：ZJC-50KV約200KG，ZJC-100KV約300KG。

15、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

提高固體電介質擊穿電壓的方法

【摘 要】文章介紹提高固體電介質擊穿電壓的方法。通過功能概述、要點歸納，掌握提高固體電介質擊穿電壓常用方法和措施。

【關鍵詞】介質擊穿；絕緣

在強電場作用下，固體電介質喪失電絕緣能力而由絕緣狀態(tài)突變?yōu)榱紝щ姞顟B(tài)。導致?lián)舸┑牡团R界電壓稱為擊穿電壓。均勻電場中，擊穿電壓與固體電介質厚度之比稱為擊穿電場強度（簡稱擊穿場強，又稱介電強度），它反映固體電介質自身的耐電強度。不均勻電場中，擊穿電壓與擊穿處固體電介質厚度之比稱為平均擊穿場強，它低于均勻電場中固體電介質的介電強度。

1 擊穿形式

根據(jù)擊穿的發(fā)展過程，固體電介質的擊穿可分為3種形式：電擊穿、熱擊穿和電化學擊穿，同一種電介質中發(fā)生何種形式的擊穿，取決于不同的外界因素。隨著擊穿過程中固體電介質內(nèi)部的變化，擊穿過程可以從一種形式轉變?yōu)榱硪环N形式。

1.1 電擊穿

取決于固體電介質中碰撞電離的一種擊穿形式。電場使電介質中積聚起足夠數(shù)量和足夠能量的帶電質點，導致電介質喪失絕緣性能。對于電擊穿有以下幾種不同的理論解釋：本征擊穿、電子崩擊穿和電致機械應力擊穿，通常以本征擊穿代表電擊穿，所以電擊穿有時又稱本征擊穿。本征擊穿過程所需時間為10-8s數(shù)量級，擊穿場強大于1MV/cm。

1.2 熱擊穿

在電場作用下，固體電介質承受的電場強度雖不足以發(fā)生電擊穿，但因電介質內(nèi)部熱量積累、溫度過高而導致失去絕緣能力，從而由絕緣狀態(tài)突變?yōu)榱紝щ姞顟B(tài)。

1.3 電化學擊穿

在電場、溫度等因素作用下，固體電介質發(fā)生緩慢的化學變化，性能逐漸劣化，最終喪失絕緣能力，從而由絕緣狀態(tài)突變?yōu)榱紝щ姞顟B(tài)。電化學擊穿過程包括兩部分：因固體電介質發(fā)生化學變化而引起的電介質老化；與老化有關的擊穿過程。

固體電介質發(fā)生緩慢化學變化的原因多種多樣。直流電壓下，固體電介質因離子電導而發(fā)生電解，結果在電極附近形成導電的金屬樹枝狀物，甚至從一個電極伸展到另一個電極。在電場作用下，固體電介質內(nèi)部的氣泡中，或不同固體電介質之間的氣隙或油隙中，會發(fā)生局部放電。與固體電介質接觸的電極邊緣場強較強的局部區(qū)域內(nèi)如有氣體或液體電介質，這里也會發(fā)生局部放電。局部放電的長期作用會使固體電介質逐步損壞。

電場越強，溫度越高，電壓作用時間越長，固體電介質的化學變化進行得越強烈，其性能的劣化也越嚴重。

固體電介質的化學變化通常使其電導增加，這會使固體電介質的溫度上升，因而電化學擊穿的最終形式是熱擊穿。

影響因素 影響固體電介質擊穿電壓的主要因素有：電場的不均勻程度，作用電壓的種類及施加的時間，溫度，固體電介質性能、結構，電壓作用次數(shù)，機械負荷，受潮等。

2 提高固體擊穿電壓的方法

（1）改進制造工藝，使介質可能做到均勻致密。

（2）改進絕緣設計，使電場分布均勻。

（3）改善絕緣的運行條件。

3 提高固體擊穿電壓的具體措施

（1）通過精選材料、改善工藝、真空干燥、加強油浸（油、膠、漆），以清除固體電介質中殘留的雜質、氣泡、水分等。

如電力電容器內(nèi)部的浸漬劑主要作用是填充固體絕緣介質的空隙，以提高介質的耐電強度，改善局部放電特性和增強散熱冷卻的能力。由于電容器絕緣介質的工作電場強度較高，同時冷卻條件較差，因此對浸漬的技術性能要求較高。目前采用表面粗化薄膜，并在高真空下浸漬而形成的全膜電容器已廣泛應用。

紙絕緣電纜在運行過程中，由于黏性浸漬劑的熱膨脹系數(shù)大，在負荷、溫度有變動體積改變明顯，而鉛鋁護套受熱后冷卻難以恢復原有尺寸，絕緣內(nèi)部容易形成氣隙。故黏性浸漬電纜僅適用于35KV以下交流系統(tǒng)。

更高電壓的油紙電纜選用黏度較低的電纜油浸漬，并加以油壓，以減小油中氣隙，提高絕緣強度。由于薄紙的電氣強度高，通常包纏用的紙帶改用0.045～0.075mm的薄紙來代替常用的0.12mm厚的電纜紙。隨著絕緣材料的發(fā)展，用烷基苯等合成油來代替電纜油，用薄膜-纖維合成紙來代替電纜紙。

（2）采取合理的絕緣結構。使各部分絕緣的耐電強度與其承受的場強相匹配；改善電極形狀及表面光潔度，是電場分布均勻；改善電極與絕緣體的接觸狀態(tài)，消除接觸觸電的氣隙或使接觸處的氣隙不承受電位差，如用半導體漆。

帶絕緣（總包絕緣）的三相交流電纜方式，電場屬非同軸圓柱分布，平行于紙層方向將出現(xiàn)較強的切線分量，從而容易出現(xiàn)滑閃放電。故10KV以上的三芯電纜不用帶絕緣結構而改用分相鉛包（或屏蔽）的，若線芯及金屬護層表面均光滑，其間絕緣層中的電場分布近于同軸圓柱體電場，電場分布較為均勻。

交流110KV及以上的高壓套管常用電容式套管，它是在導電桿上包以多層絕緣紙構成，在層間按設計要求位置加有鋁箔，以起到均壓作用。

油浸式變壓器中常用的絕緣紙有兩種：①電纜紙（通常用0.08～0.12mm厚），主要用于導線絕緣、層間絕緣及引線絕緣等；②更薄的電話紙和更柔軟的皺紋紙有利于包緊出線頭、引線等。絕緣紙板常用作繞組間的墊塊、隔板等，或制成絕緣筒及對鐵軛的角環(huán)等。在電場很不均勻的區(qū)域，如對鐵軛或高壓引線絕緣，也采用由紙漿制成合適形狀的絕緣成型件，以改善電場分布，防止發(fā)生沿面滑閃放電。通常變壓器繞組與鐵軛間的電場不如繞組中部均勻，故高壓進線布置在繞組中部，若需將高壓引線（或自耦變壓器的中壓引線）安置在繞組端部時，需要加進靜電板以改善繞組近端部處的電場分布。靜電板是在絕緣環(huán)上用金屬帶包纏成一個具有較大曲率半徑的不閉合金屬環(huán)，再包以很厚的絕緣層。

（3）在運行中，注意防止塵污、防潮和有害氣體的侵蝕，加強散熱冷卻，如自然通風、強迫通風、氫冷、油冷、水內(nèi)冷等措施。如油、紙絕緣的配合使用，可以彌補各自缺點，顯著增強絕緣性能，但紙纖維為多孔性的極性介質，極易吸收水分，即使經(jīng)過干燥油浸處理仍會吸潮。因此，在出廠前變壓器內(nèi)纖維的含水量應降低到0.3%～0.5%，在現(xiàn)場如需吊芯，務必選擇晴朗干燥天氣，盡量縮短暴露時間。對于長期停運的變壓器再重新投入前，需檢查是否受潮，有時還可以先預熱干燥后再投入運行。