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电压击穿试验仪检测击穿电压时的因素及含义

 发布时间:2019-08-05 点击量:165

击穿电压是什么

  一般的电器元件都是有电压限制的,不能超过它的耐压值,超过了这个电压就会击穿,元件就是损坏了。这个会使元件击穿的电压就叫做击穿电压。

  击穿电压是使电介质击穿的电压。电介质在足够强的电场作用下将失去其介电性能成为导体,称为电介质击穿,所对应的电压称为击穿电压。电介质击穿时的电场强度叫击穿场强。不同电介质在相同温度下,其击穿场强不同。当电容器介质和两极板的距离d一定后,由U1-U2=Ed知,击穿场强决定了击穿电压。击穿场强通常又称为电介质的介电强度。提高电容器的耐压能力起关键作用的是电介质的介电强度。

  电压击穿试验仪的主要因素

  1、电压作用时间

  如果电压作用时间很短(例如以下),固体介质的击穿往往是电击穿,击穿电压当然也较高。随着电压作用时间的增长,击穿电压将下降,如果在加电压后数小时才引起击穿,则热击穿往往起主要作用。不过二者有时很难分清,例如在工频交流耐压试验中的试品被击穿,常常是电和热双重作用的结果。电压作用时间长达数十小时甚至几年才发生击穿时,大多属于电化学击穿的范畴。以常用的油浸电工纸板为例,在图中,以频击穿电压(峰值)作为基准值,纵坐标以标么值表示。电击穿与热击穿的分界点时间约在之间,作用时间大于此值后,热过程和电化学作用使得击穿电压明显下降。不过击穿电压与更长时间(图中达数百小时)的击穿电压相差已不太大,所以通常可将频试验电压作为基础来估计固体介质在工频电压作用下长期工作时的热击穿电压。许多有机绝缘材料的短时间电气强度很高,但它们耐局部放电的性能往往很差,以致长时间电气强度很低,这一点必须予以重视。在那些不可能用油浸等方法来消除局部放电的绝缘结构中(例如旋转电机),就必须采用云母等耐局部放电性能好的无机绝缘材料。

  2、电场均匀程度和介质的厚度

  处于均匀电场中的固体介质,其击穿电压往往较高,且随介质厚度的增加近似地成线性增大若在不均匀电场中,介质厚度增加将使电场更不均匀,于是击穿电压不再随厚度的增加而线性上升。当厚度增加使散热困难到可能引起热击穿时,增加厚度的意义就更小了。

  常用的固体介质一般都含有杂质和气隙,这时即使处于均匀电场中,介质内部的电场分布也是不均匀的,zui大电场强度集中在气隙处,使击穿电压下降。如果经过真空干燥、真空浸油或浸漆处理,则击穿电压可明显提高。

  3、频率

  在电击穿区域内,如果频率的变化不造成电场均匀度的改变,则击穿电压与频率几乎无关。在热击穿区域内,如果频率使和变化不大,则击穿电压将与频率的平方根成反比。如厚度为的玻璃,在工频时的击穿电压为(有效值),而在高频时击穿电压仅为(有效值)。这事因为频率上升介质损耗上升,导致发热,促使热击穿过程的发展。

  4、温度

  固体介质在某个温度范围内其击穿性质属于电击穿,这时的击穿场强很高,且与温度几乎无关。超过某个温度后将发生热击穿,温度越高热击穿电压越低如果其周围媒质的温度也高,在工作电压下即有热击穿的危险。不同的固体介质其耐热性和耐热等级是不同的,因此它们由电击穿转为热击穿的临界温度一般也是不同的。

  5、受潮

  受潮对固体介质击穿电压的影响与材料的性质有关。对不易吸潮的材料,如聚乙烯聚四氟乙烯等中性介质,受潮后击穿电压仅下降一半左右容易吸潮的极性介质,如棉纱、纸等纤维材料,吸潮后的击穿电压可能仅为干燥时的百分之几或更低,这是因为电导率和介质损耗大大增加的缘故。所以高压绝缘结构在制造时要注意除去水分,在运行中要注意防潮,并定期检查受潮情况。

  6、累积效应

  固体介质在不均匀电场中以及在幅值不很高的过电压,投标是雷电冲击电压下,介质内部可能出现局部损伤,并留下局部碳化、烧焦或裂缝等痕迹。多次加压时,局部损失会逐步发展,这称为累积效应。显然,它会导致固体介质击穿电压的下降。

  在幅值不高的内部过电压下以及幅值虽高、但作用时间很短的雷电过电压下,由于加电压时间短,可能来不及形成贯穿性的击穿通道,但可能在介质内部引起强烈的局部放电,从而引起局部损伤。

  主要以固体介质作绝缘材料的电气设备,随着施加冲击或工频试验电压次数的增多,可能因累积效应而使其击穿电压下降。因此,在确定这类电气设备耐压试验加电压次数和试验电压值时,应考虑这种累积效应,而在设计固体绝缘结构时,应保证一定的绝缘裕度。

  7、电介质的老化

  电气设备在长期运行中,其介质不可避免的要承受热的、电的、化学的和机械力的作用。在这些因素的作用下,介质的物理性能逐渐劣化,如变脆、变粘、起层等,电气性能逐渐降低,如电导变大、变大和绝缘强度下降等,这种在性能方面出的不可逆的劣化现象称为介质的老化。

  电介质的老化分为三类:由电场作用引起的电老化、由高温作用引起的热老化和由受潮所加速劣化的受潮老化。

 

  击穿电压的工作原理是什么

  电压击穿试验仪的工作原理是通过早一起绝缘部分和带电部分之间施加一定时间额定值的交直流高压电流来检测仪器绝缘材料所能承受的耐压值,因为在仪器的日常工作中不仅仅要考虑到仪器的额定工作电压所造成的影响,还要考虑短时间内大大高于热定电压值的过电压影响(比如短路或操作失误等),在过电压的作用下,绝缘材料的结构会发生损坏,当超过绝缘材料所能承受的较大值时就会发生击穿并导致设备运行异常,还会造成操作人员触电危害人身安全。耐压测试就是通过施加一个高于正常电压几倍的值在产品上并持续一段时间,如果在规定时间内漏电电流在规定范围内,则绝缘性能正常,如果发生击穿则不正常。

  影响介电击穿强度的因素

  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,成为表面闪络,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,成为绝缘闪络。

  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。

 

  电压击穿试验仪使用时的注意事项

  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,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。标准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、不要让设备碰到水溅,腐蚀性气体,可燃气体和可燃物。如果不避免,可能火灾。

  11、搬动设备时,要切断设备电源,既要把插头从插座中拔下。禁止搬动设备时放倒设备或倾斜45°角以上。

  12、不要在设备运行时插拔设备的电源插头。

北京华测试验仪器有限公司(www.huaceyq.cn)主营:介电击穿强度试验仪(电压击穿试验仪),静电系列,表面体积电阻率测度仪,电痕化指数试验仪,耐电弧试验仪,冲击电压试验仪,万能材料试验机,薄膜冲击试验机,落锤式冲击试验机,

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