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IEC60243-1介電強度/介電擊穿強度儀
介電強度的測試:
大多數高分子材料在一定電壓范圍內是絕緣體,但是隨著施加電壓的升高,性能會逐漸下降。電壓升到一定值時變成局部導電,此時稱為材料的擊穿。
定義:介電強度:試樣擊穿時,單位厚度承受的擊穿電壓值,單位為kv/mm或Mv/m。有時也稱為電氣強度或擊穿強度。通常介電強度越高,材料的絕緣質量越好:Eb=Ub/h.
Eb表征了材料所能承受的最大電場強度,是高聚物絕緣材料的一項重要指標。聚合物絕緣材料的 Eb 一般為107V/cm左右。
耐電壓:在規定的試驗條件下,對試驗施加規定的電壓及時間,試樣不被擊穿所能承受的最高電壓。
塑料的電擊穿機理:
問題復雜---介電擊穿機理可分為本征擊穿(電擊穿)、熱擊穿、化學擊穿、放電擊穿等,往往是多種機理綜合發生。通常把不隨溫度變化的擊穿稱為電擊穿,把隨溫度變化的擊穿稱為熱擊穿。
熱擊穿:外部表現是介電強度隨溫度升高而迅速下降;與電壓作用的長短有關;與電場畸變及周圍介質的電性能關系不大;擊穿點多發生在電極內部。
介質在電場中產生的熱量大于它能散發的熱量.使其內部溫度不斷升高。溫度升高導致其電阻下降,流經試樣電流增大.產生的熱量更多,如此循環不已,致使介質轉變為另一種聚集態,失去耐電壓能力,材料被破壞。
電擊穿:特點是介電強度受溫度的影響不大;電作用時間對結果無影響;與周圍介質的電性能有關;擊穿點常常出現在電極邊緣其至電極以外。
在固體介質中,總有一些自由電子存在,它們在外電場作用下被加速而撞擊中性原子,致使原子電離,在這種作用繼續下造成材料擊穿.
一般來說,工作溫度高散熱條件差,介質電導及損耗大的材料.發生熱擊穿的幾率高。
介電強度實驗采用的基本裝置是一個可調變壓器和一對電極。試驗中使用的試樣厚度為1.59mm.實驗方法有兩種 (參見GB/T1408-2016 ):短時法,將電壓以平均速度率逐漸增加到材料發生介電破壞;低速升壓法,是將預測擊穿電壓值的一半作為起始電壓,然后以均勻速度率增加電壓直到發生擊穿。
介電強度測試的影響因素:電壓波形及電壓作用時間影響
材料在電場作用下,單位時間產生的熱量為QF介質散發出去的熱量為Qs,當QF略大時就產生熱不平衡,進而介質溫度升高,最后發生擊穿。因此, 可根據極限條件QF=QS來求得熱擊穿電壓VB:
當電壓頻率增加時值要下降,當波形失真大時,—般都會有高次諧波出現,這樣會使VB降低,因此必須限制這個量。
作用時間的影響:多因熱量積累而使擊穿電壓值隨電壓作用時間增加而下降.
處于熱擊穿形式的試樣,基本上隨升壓速度的提高擊穿強度也增大。因此,一般規定試樣擊穿電壓低于20kv時升壓速度為1.0kv/s;大于或等于20kv時升壓速度為2.0kv/s。
溫度的影響:試樣厚度對介電強度的影響 濕度影響:因水分浸入材料而導致其電阻降低,必然降低擊穿電壓VB值。如有機硅玻璃布板。常態下E=18kv/mm,受潮后E=12kV/mm。
電極倒角的影響:電極邊緣處電場強度遠遠高于內部,但邊緣效應極難消除。為避免電極邊緣成一直角,需采用一定倒角r 。國家標準中規定r=2.50mm。
媒質電性能影響:
高壓擊穿試驗往往把樣品放在一定媒質(如變壓器油)中.其目的為縮小試樣尺寸防止飛弧。但媒質本身的電性能對屬于電擊穿為主的材料有明顯影響,而以熱擊穿為主的材料影響極小.故標準中對要求油的擊穿電壓 VB>=25kv/2.5mm.
Pvc電纜料及酚醛模塑料擊穿點在電極邊緣,當油臟時在試樣邊緣處有很明顯的集聚物的痕跡,而在凈油中沒有。
對于酚醛層壓板擊穿點在電極內部,以熱擊穿為主。油的性能對該材料沒什么影響
IEC60243-1介電強度/介電擊穿強度儀主要技術參數:
設備名稱:計算機控制電壓擊穿試驗儀
測量范圍:0-100kV 功率:10kVA 漏電流:1-30mA 升壓速率:0.1kv/s-5kv/s
輸入電壓:AC 220V±10%
電源頻率:50-60Hz
高壓變壓器功率:5kVA
輸出電壓:AC 0~50kV ,DC 0~50kV
測量精度:±1%
測量范圍:1kV~50kV
升壓方式選擇功能:1;連續升壓;2;逐級升壓;3;瞬時升壓。
升壓速率設定功能:0.100 kV/s ~ 5.000kV/s
外形尺寸:1000mm*700mm*1400mm(ZJC-50E產品);
測試材料:絕緣材料類;
符合標準:GB/T1408.1-2016;IEC60243-1:2013;GB/T1408.2-2016;IEC60243-2:2013;ASTM D149;GB/T1695-2005;
可選配:高溫空氣中測試;高溫油中測試;
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