絕緣材料介電強度測試儀

絕緣材料介電強度測試儀

一、概述

LJC-150KV絕緣材料介電強度測試儀采用計算機控制，通過(guò)人機對話(huà)方式，完成對絕緣介質(zhì)材料的工頻電壓擊穿，工頻耐壓試驗。適用于對固體絕緣材料(如：絕緣漆、樹(shù)脂和膠、浸漬纖維制品、層壓制品、云母及其制品、塑料、薄膜復合制品、陶瓷和玻璃等)在工頻電壓下?lián)舸╇妷?，擊穿強度和耐電壓的測試。儀器對實(shí)驗過(guò)程中的各種數據快速、準確地進(jìn)行采集、處理、存取、顯示、打印。

二、技術(shù)指標：

三、安全說(shuō)明：

試驗在較高電壓下進(jìn)行，所以我們在設計時(shí)加以必要的保護措施以防止發(fā)生意外。

1．試驗在試驗箱中進(jìn)行，試樣可放在空氣中或變壓器油中。100KV電壓頭安全放電距離對四周均小于200mm，試驗時(shí)即使觸到箱壁也不會(huì )發(fā)生危險。

2．升壓變壓器高壓側尾端及儀器外殼是連接在一起的，即儀器外殼與該地點(diǎn)的地是等電位。

3．電路保護：儀器設有過(guò)流保護、過(guò)壓保護、失壓保護、短路保護、漏電保護電路等。

四、整機組成：

1、升壓部件：由調壓器和高壓變壓器組成0～150KV的升壓部分。

2、動(dòng)部件：由步進(jìn)電機均勻調節調壓器使加給高壓變壓器的電壓變化。

3、檢測部件：由集成電路組成的測量電路。通過(guò)信號線(xiàn)把檢測的模擬信號和開(kāi)關(guān)信號傳給計算機。

4、計算機軟件：通過(guò)智能電路把由檢測設備采集的測控信號傳給計算機。計算機根據采集的信息控制設備運行并處理試驗結果。

5、試驗電極：根據國家標準(1408.1-2006)隨設備提供三個(gè)電極，具體規格為：Ф25mm×25mm兩個(gè)；Ф75mm×25mm一個(gè)。（訂做除外）

五、操作步驟：

1、試驗前的準備：

1）打開(kāi)試驗機右側的總電源開(kāi)關(guān),預熱15分鐘。

2）打開(kāi)計算機進(jìn)入Windows系統。雙擊本儀器軟件的快捷圖標打開(kāi)試驗登錄界面輸入登錄密碼即可進(jìn)入試驗界面。

2、交直流試驗的切換

1）本儀器高壓輸出為交流電壓。直流的獲得方式為在原回路中串入高壓硅堆，使測試回路為脈動(dòng)的直流電壓。實(shí)現的過(guò)程為，硅堆已經(jīng)在高壓變壓器的高壓絕緣塔中，平時(shí)用一個(gè)短路桿把高壓硅堆短接。需要直流試驗時(shí)，取出短路桿，使高壓硅堆接入測試電路中，這時(shí)回路的電壓為脈動(dòng)的直流電壓。

2）前面板直流交流選擇按鈕。該按鈕的狀態(tài)不能改變設備輸出的電壓性質(zhì)。按下該按鈕，設備僅僅是把直流報警電路接入。指示用戶(hù)，當打開(kāi)箱門(mén)時(shí)，您需要對高壓均壓球放電。轉動(dòng)放電桿，使放電桿的端部銅球接觸高壓均壓球。建議用戶(hù)每次放電銅球接觸高壓均壓球時(shí)間大于五秒。

3）試驗的交直流電壓切換，主要取決于高壓絕緣塔中的短路桿是否取出。當取出短路桿時(shí)，高壓均壓球上的電壓為直流電壓，插入短路桿時(shí)，高壓均壓球上的電壓為交流電壓。短路桿的取出、插入參看左側的示意圖。

4）在直流試驗時(shí)，計算機也要選擇直流狀態(tài)，否則測的結果是不正確的。簡(jiǎn)單的說(shuō)，交流電壓與直流電壓有倍的關(guān)系。

 北京縱橫金鼎儀器設備有限公司

3、電壓擊穿試驗“軟件使用說(shuō)明”：

步：登錄

    點(diǎn)擊“桌面”圖標，選擇程序組“圖標”，執行電壓擊穿控制系統。如下圖(圖1)

      (圖1)

使用說(shuō)明

用 戶(hù) 名：輸入用戶(hù)名，管理員用戶(hù)必須是admin

用戶(hù)密碼：輸入用戶(hù)密碼（可以忽略）

登    錄：點(diǎn)擊“登錄”，系統對用戶(hù)進(jìn)行驗證通過(guò)后進(jìn)入主界面。

退    出：退出登錄

第二步：參數設置

       登錄后進(jìn)入主界面，然后點(diǎn)擊工具欄按鈕“參數設置”，如下圖。

(圖2)

使用說(shuō)明

試驗單位：對材料進(jìn)行試驗檢測的單位名稱(chēng)。

送試單位：送材料檢測的單位名稱(chēng) 。

試驗方式：選擇進(jìn)行“交流試驗”或“直流試驗”。

試驗方法：可進(jìn)行“擊穿”，“耐壓”，“梯度耐壓”試驗。

試驗人員：輸入檢測人員姓名。

試驗溫度：輸入試驗溫度。

試驗濕度：輸入試驗濕度。

設備型號：顯示機器型號，此處不可變。

執行標準：選擇所使用的標準。

試驗介質(zhì)：選擇試驗介質(zhì)，或可以自己編輯寫(xiě)入。

電極形狀：輸入電極形狀。

電極尺寸：輸入電極尺寸。

使用量程：選擇使用量程，分為10KV   20kV  30kv  50kv  100KV 150KV

峰降電壓：用于判斷材料是否擊穿，必須輸入項。

初始電壓：用于耐壓和梯度耐壓試驗，在試驗開(kāi)始時(shí)將電壓升到的位置。

升壓速度：選擇升壓的速度，控制在試驗過(guò)程中升壓的快慢。

梯度電壓：用于梯度耐壓試驗，設置每次升壓的梯度值。

梯度時(shí)間：用于梯度耐壓試驗，設置在相應梯度的耐壓時(shí)間。

終止電壓：設置在試驗過(guò)程中電壓的上限值。

試樣制備：設置試樣的制備信息。

材料名稱(chēng)：設置試驗材料的名稱(chēng)。

試驗時(shí)間：選擇試驗時(shí)期，或寫(xiě)入試驗日期和時(shí)間。

報告編號：設置報告編號信息。

第三步：試樣設置

        設置完參數后，點(diǎn)擊主界面工具欄上的“試樣設置”圖標，顯示如下圖示。

(圖3)

使用說(shuō)明

試樣編號：設置試樣編號信息，試驗樣品的規格編碼及編號 。

試樣形狀：設置試樣形狀。

試樣尺寸：輸入試樣的尺寸。

試樣厚度：輸入試樣厚度，用于計算試驗強度，必須輸入。

應用：確認此界面所做設置。

退出：返回主界面，設置無(wú)效。

第四步：開(kāi)始試驗

        設置完“參數設置”和“試樣設置”后，點(diǎn)擊“開(kāi)始試驗”按鈕，開(kāi)始試驗。如下圖

(圖4)

 “試驗數據”部分，實(shí)時(shí)顯示試驗數據結果?？呻S時(shí)點(diǎn)擊“結束試驗”，結束試驗。

完成試驗任務(wù)后，會(huì )顯示“是否保留試驗數據”，如果點(diǎn)擊“是”，將試驗結果插入數據列表中。此時(shí)試驗編號會(huì )自動(dòng)+1，可繼續進(jìn)行試驗，如果改變設置，返回到第二步。一個(gè)文件多可保存五組試驗數據。

第五步：曲線(xiàn)對比

    完成試驗后，可以通過(guò)勾選試驗序號選擇曲線(xiàn)。然后點(diǎn)擊主界面的“顯示曲線(xiàn)”按鈕，對任意條數曲線(xiàn)進(jìn)行對比。

第六步：曲線(xiàn)導出

    可點(diǎn)擊主界面的“結果導入Excel”按鈕，將試驗數據結果導入Execl文件。

第七步：打印報告

    試驗完成后，可點(diǎn)擊工具欄“打印報告”按鈕，打印報告。如下圖

(圖5)

在此界面可以更改報告名稱(chēng)，并可選擇打印的參數和數據項，并可選擇是否打印“試驗參數”，“試驗數據”，“試驗曲線(xiàn)”，“試驗備注”信息。然后可以點(diǎn)擊“打印”查看預覽，或打印。

第八步：其它設置

    可以通過(guò)點(diǎn)擊“人員管理”，“界面風(fēng)格”“幫助”查看相應項。

設備平面圖：

設備高壓部份圖：

六、試驗準備和環(huán)境

1．試樣的處理

⑴用綢布蘸對試樣無(wú)腐蝕作用的溶劑,擦凈試樣。

⑵預處理和條件處理：處理條件和方法可根據產(chǎn)品的性能要求從本標準附錄表1和表2中選取。有特殊要求的可由產(chǎn)品標準另行規定。

⑶絕緣材料的電氣強度隨溫度和含水量而變化。除被試材料已有規定外者，試樣應在23±2℃，相對濕度（50±5）%的條件下處理不少于24h。

⑷經(jīng)過(guò)受潮或浸液體媒質(zhì)的試樣在試驗前應用濾紙輕輕吸去液滴，從試樣取出到試驗完畢不應超過(guò)5分鐘。

⒉ 媒質(zhì)：

⑴氣體媒質(zhì)：采用空氣，如有閃絡(luò )可在電極周?chē)尤彳浌柘鹉z防飛弧圈。防飛弧圈與電極之間有一毫米左右的環(huán)狀間隙，環(huán)寬30mm。

⑵液體媒質(zhì)：常態(tài)試驗及90℃以下的熱態(tài)試驗采用清潔的變壓器油，90℃至300℃以?xún)鹊臒釕B(tài)試驗采用清潔的過(guò)熱氣缸油。

⒊試驗環(huán)境：

⑴常態(tài)試驗環(huán)境：

溫度為20±5℃，相對濕度為65±5%。

⑵熱態(tài)試驗或潮濕環(huán)境試驗條件由產(chǎn)品標準參照錄中表2予以規定。

擊穿的判斷：

試樣沿施加電壓方向及位置有貫穿小孔、開(kāi)裂、燒焦等痕跡為擊穿，如痕跡不清可用重復施加試驗電壓來(lái)判斷。

試驗的預處理、條件處理：

預處理：為減少試樣以往放置條件的不同而產(chǎn)生的影響，以使試驗結果有較好的重復性和可比性。預處理條件可由表1選取。

表1    預處理條件

條件處理：試驗前，試樣在規定的溫度下，在一定相對濕度的大氣中或浸于水（或其他液體）中，放置規定的時(shí)間后進(jìn)行試驗，以考核材料性能受溫度、濕度等各種因素影響的程度。處理條件由表2選取。機械應力處理條件和方法按產(chǎn)品標準規定。 

表2    條件處理與試驗環(huán)境

ASTM D149-2009介電擊穿電壓試驗方法

在工業(yè)頻率下固體電氣絕緣材料的擊穿電壓

和絕緣強度的標準測試方法1

本標準是以固定代號D149發(fā)布的。其后的數字表示原文本正式通過(guò)的年號；在有修訂的情況下，為上一次的修訂年號；圓括號中數字為上一次重新確認的年號。上標符號（ε）表示對上次修改或重新確定的版本有編輯上的修改。

本標準已經(jīng)批準被機構采用。

耐電壓擊穿試驗儀1. 范圍

1.1該試驗方法覆蓋了在工業(yè)頻率下，即所規定的特定條件下，測定固體絕緣材料絕緣強度的流程。2，3

1.2除非另有說(shuō)明，否則本測試的規定頻率為60Hz。但是，該測試方法同樣可以應用于25到800Hz的條件下。如果頻率大于800Hz，那么將產(chǎn)生介質(zhì)加熱的問(wèn)題。

1.3本測試方法將與其他ASTM標準或涉及該試驗方法的其他標準結合使用。本方法的參考文獻中將詳細說(shuō)明所使用的具體標準（參見(jiàn)5.5）。

1.4本方法可以應用于各種溫度，以及適宜的氣相或液相環(huán)境介質(zhì)。

1.5本方法不能用于測定在本測試條件下為液態(tài)的絕緣材料。

1.6本方法不能用于測定本征絕緣強度，直流電絕緣強度，或是電應力條件下的熱失效（參考測試方法D3151）。

1.7本測試方法常用于測定擊穿電壓與試樣厚度的關(guān)系（擊穿）。也能測定擊穿電壓與固體試樣表面情況以及氣相或液相環(huán)境介質(zhì)的關(guān)系（閃絡(luò )）。如果加上第12條的修改說(shuō)明，本測試方法還能用于驗證試驗。

1.8本測試方法與電工協(xié)會(huì )（IEC)出版的243-1標準類(lèi)似。本方法中的所有流程包含在IEC 243-1標準中。本方法和IEC 243-1主要是在編輯上有所區別。

1.9本標準并沒(méi)有列舉所有的安全聲明，如果有必要，根據實(shí)際使用情況進(jìn)行斟酌。使用本規范前，使用者有責任制定符合安全和健康要求的條例和規范，并明確該規范的使用范圍。具體的危害將在第7部分中闡述。也可以參見(jiàn)6.4.1節。

ASTM D149-2009介電擊穿電壓試驗方法

耐電壓擊穿試驗儀2. 引用文件

2.1ASTM標準：4

D374 固體電絕緣體厚度的測試方法（2013年取消）5

D618 試驗用調節塑料操作規程

D877 用圓盤(pán)電極測定電絕緣液體介電擊穿電壓的試驗方法

D1711 電絕緣相關(guān)術(shù)語(yǔ)

D2413 用液體介質(zhì)浸漬的絕緣紙和紙板的制備規程

D3151 在電氣應力下固體電氣絕緣材料的熱失效的測試方法（2007年取消）5

D3487 在電設備中使用的礦物絕緣油的標準規范

D5423 強制對流試驗爐中的電氣絕緣評估規范

2.2IEC標準

出版物243-1固體絕緣材料介電強度的試驗方法—第1部分：在工業(yè)頻率下測試6

2.3ANSI標準

C68.1 絕緣測試技術(shù)，IEEE標準號47

1本試驗方法在ASTM委員會(huì )D09（電子和電氣絕緣材料）的管轄范圍內，D09.12分會(huì )（電學(xué)試驗）負直接責任。

本版本于2013年4月1日被批準，2013年4月出版。首版于1922年被批準。上一版為D149-09于2009年被批準。DOI:10.1520/D0149-09R13。

2Bartnikas, R., 第3章, “高電壓測量,” 固體絕緣材料的電學(xué)性能,測量技術(shù), 第IIB卷, 工程電介質(zhì), R. Bartnikas, Editor, ASTM STP 926, ASTM, Philadelphia, 1987。

3Nelson, J. K., 第5章, “固體的電介質(zhì)擊穿,” 固體絕緣材料的電學(xué)性能: 分子結構和電學(xué)行為, 第IIA??, 工程電介質(zhì), R. Bartnikas和R. M. Eichorn,Editors, ASTM STP 783, ASTM, Philadelphia, 1983。

4對于參照的ASTM標準，。ｏｒｇ，或聯(lián)系ASTM客戶(hù)中心，郵件：service。對于ASTM標準卷冊的信息，參看ASTMwang站的標準文件摘錄頁(yè)。

5該歷史標準的新批準版本見(jiàn)wang站.

6可從電工學(xué)協(xié)會(huì )（IEC）獲得，

7可從美國國家標準協(xié)會(huì )(ANSI)獲得，

ASTM D149-2009介電擊穿電壓試驗方法

耐電壓擊穿試驗儀3. 術(shù)語(yǔ)

3.1定義：

3.1.1介質(zhì)擊穿電壓（電擊穿電壓），名詞：使得位于兩個(gè)電極之間的絕緣材料失去介電性能的電勢差（參見(jiàn)附錄X1）。

3.1.1.1討論一介質(zhì)擊穿電壓有時(shí)也簡(jiǎn)稱(chēng)“擊穿電壓”。

3.1.2介電失效（在測試中），名詞：指在測試限制的電場(chǎng)條件下，能夠持久由介電電導率上升所證明的情況。

3.1.3絕緣強度，名詞：指在測試的特定條件下，使得絕緣材料介電失效時(shí)的電壓梯度。

3.1.4電氣強度，名詞：參見(jiàn)絕緣強度。

3.1.4.1討論一在上，“電氣強度”更常用些。

3.1.5閃絡(luò )，名詞：指發(fā)生在絕緣體或絕緣體周?chē)橘|(zhì)的破壞性電火花，不一定對絕緣體產(chǎn)生yong久損害。

3.1.6其他與固體絕緣體材料相關(guān)術(shù)語(yǔ)的定義，參見(jiàn)術(shù)語(yǔ)D1711。

耐電壓擊穿試驗儀4. 測試方法概要

4.1在工業(yè)電頻率條件下（如無(wú)特殊說(shuō)明，則為60Hz），對測試樣品采用不同的電壓。以使用電壓所描述三種方法中的一種，將電壓從0或從低于擊穿電壓的恰當電壓開(kāi)始，升高到測試樣品發(fā)生介電失效為止。

4.2大多數情況下，在測試樣品的兩邊安裝簡(jiǎn)單的測試電極，以進(jìn)行電壓測試。測試樣品可以是模制的，也可以是鑄造的，或是從扁平薄板或厚板上切割下來(lái)的。也可以使用其他的電極或樣品結構以適應樣品材料的幾何形狀，或是模擬正在被評估材料的特定用途。

ASTM D149-2009介電擊穿電壓試驗方法

耐電壓擊穿試驗儀5. 意義和使用

5.1電絕緣的絕緣強度是決定材料可以在何種條件下使用的關(guān)鍵性能。在很多情況下，材料的絕緣強度是所使用裝置設計的決定性因素。

5.2本方法中介紹的測試，將用于提供部分所需的信息，以判斷材料在一定應用條件下的適用性；當然也能用于檢測由于流程的變化，老化的程度，或是其他制造或環(huán)境條件而造成的變化或是與正常特征的偏差。該測試方法可以有效地應用于流程控制，驗證或研究測試。

5.3本測試方法所獲得的結果，很少能直接用于實(shí)際使用材料介電性能的判斷。在大多數情況下，還需要對其他功能測試和/或對其他材料測試所獲得的結果進(jìn)行比較，以估計出它們對特定材料的影響，才能進(jìn)行評價(jià)。

5.4在第12章中將具體說(shuō)明三種電壓使用方法。方法A，快速測試；方法B，逐步測試；方法C，慢速測試。方法A常用于質(zhì)量控制測試。較費時(shí)的方法B和C通常給出較低的結果，但在對不同材料進(jìn)行相互比較時(shí)，它們所給出的結果更有說(shuō)服力。如果可以安裝電動(dòng)電壓控制器，那么慢速測試法將比逐步測試法更簡(jiǎn)單，也更常用。方法B和C所獲得的結果可以相互比較。

5.5詳細說(shuō)明本測試法的文件如下：

5.5.1電壓應用的方法。

5.5.2如果是慢速測試法，應說(shuō)明電壓的增速。

5.5.3測試樣品的選擇，準備和調整。

5.5.4測試時(shí)的環(huán)境介質(zhì)和溫度。