绝缘材料固体电压击穿试验仪GB/T3333

壹、绝缘材料固体电压击穿试验仪GB/T3333概论

一、绝缘材料固体电压击穿试验仪产品概述

本试验机适用于固体绝缘材料如：塑料、薄膜、树脂、云母、陶瓷、硅胶、玻璃、绝缘漆等，在空气或液体介质中，测量工频（48~62Hz）或对应直流电压下击穿强度和耐电压时间。

二、绝缘材料固体电压击穿试验仪适用范围：

适用于连续均匀升压或逐级升压的方式，对试样施加交流/或直流                                                                           电压直至击穿，测量击穿电压值，计算试样的击穿强度；用迅速升压的方法，将电压升到规定值，保持一定的时间试样不击穿，定此时规定值为试样的耐电压值。

三、绝缘材料固体电压击穿试验仪术语和定义：

1. 耐电压值： 迅速将电压升高到规定值，保持一定时间试样未被击穿，称此电压值为试样的耐电压值，以kV表示。
2. 击穿电压： 试样在某一电压作用下被击穿，此时的电压值称击穿电压，以kV表示。
3. 击穿电压强度： 试样的击穿电压与其厚度之比，称电压强度，以KV/mm表示。

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四、绝缘材料固体电压击穿试验仪主要技术参数:

1．试验电压：AC 0~50 kV连续可调     DC 0~50 kV连续可调

2．变压器容量： 10 KVA

3．击穿电压： 0~50kV 

1. 升压速度：分50、100、200、500、1000、2000（KV/S）10个档位
2. 升压调速：为电气自动调速
3. 电压测量精度： ≤ 2％
4. 漏电电流选择：1~20 mA
5. 试验方法：直流试验、交流试验
6. 升压方式：自动程控升压
7. 工频电源频率：50Hz的正弦波
8. 电源：AC220V 50/60Hz
9. 外形尺寸：L 1400* W 1040* H 1500 mm
10. 重量：200KG

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贰、绝缘材料固体电压击穿试验仪GB/T3333执行标准

符合GB1408.1、IEC60243-1《固体绝缘材料电气强度试验方法—工频下的试验》、GB1408.2、IEC60243-2 《固体绝缘材料电气强度试验方法—对应直流电压试验》GB/T1695-2005《硫化橡胶工频击穿电压强度和耐电压测定方法》 GB/T3333  GB12656 及ASTM D149 试验标准。

叁、仪器说明

仪器外观图

• 安全放电棒
• 
• 1、金属探头            2、放电接地夹        3、绝缘手柄

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【放电棒说明】

放电棒：当试验结束后，机器部件仍可能存在残留的高电压，此残留电压足以对人产生致命的伤害，本公司配备此棒，完好的解决此安全隐患。

1. 金属探头：用于接触各元器件，以使残留的电压*放出
2. 放电接地夹：当试验完成后，将此夹夹于，“仪器图示”的接地端子A或B上
3. 绝缘手柄：操作人员手握的位置（zui大绝缘70KV）

【使用方法】

    拿出放电棒，拉直伸缩杆，将接地夹另一头插入放电帮金属探头插孔中，然后将接地夹夹到仪器接地端子A或B上，手握绝缘手柄，尽量远离仪器外壳，站立，略向前弯腰，打开试验箱玻璃门，用金属探头逐个接触高压变压器输出均压球、样品上电极以及电容高压端。（如果有必要，放电完成后使用万用表交流电压档（AC20V档）测试电极与人体间的电压小于36V，说明残余电压已放干净。）

注意：在每次试验完成后拿出样品前都要事先*放电，在放电时，在每个放电点接触停留时间超过2秒。

肆、试验要求及测试报告

一 、试验前准备：

1．样品准备：

1．1 试样处理：将所测试样加工成200*200mm厚度3mm以下的片状，并将其表面清洁干净，试验时将试样光面向上放置（即光滑面放高压电极）。绝缘材料的电气强度随温度和水份含量而变化.若被试验材料已有规定,则应遵循此规定.否则,除非另有商定条件,试样应在温度为(23±2)℃,相对湿度为(50±5)%℃条件下处理少于24H

1．2 样品准备注意点.

       1．2．1 制备固体材料试样时,应注意与电极接触的试样两表面要平行,而且应尽可能平整光滑.

       1．2．2 对于垂直于材料表面的试验,要求试样有足够大的面积以防止试验过程中发生闪络.

      1．2．3 对于垂直于材料表面的试验,不同厚度的试样其结果不能直接相比

2、两电极间距离测量用来计算电气强度的两电极间距离值应为下列之一(按被试样材料的规定).

2．1 标称厚度或两电极间距离(除非另有规定,一般均采用此值);

2．2 对于平等于表面的试验,两电极间的距离;

2．3 在每个试样上击穿点附近直接测得的厚度或两电极间的距离.

3、电极清洁：在试验前，检查电极是否干净，如果有污垢，使用无尘布蘸取酒精擦干净上下电极，保证电极无污垢。

二、周围煤质选择

材料应在为防止闪络而选取的周围煤质中试验,在大多数情况下,符合IEC60296:2003的变压器油是zui适用的煤质.对在矿物油中会引起膨胀的材料,此时其他的流体(例如硅油),可能是更合适的.

对击穿电压值相对较低的试样,可在空气中试验,此时若要在高温下进行试验时,应注意即使在中等的试验电压下,在电极边缘的放电也会对测试值造成很大的影响.

如果试图在另一种媒质中对某种材料的性能进行试验评定,则可以应用这种媒质.

所选取的媒质应对被试样材料的危害影响是zui小的.

周围媒质对试验结果可能有很大影响,特别是对易吸收的材料,如纸和纸板,因此必需在试样制备程序中确定全部的必要步骤(例如干媒和浸渍),以及试验过程中周围煤质的状态.必须有足够的时间让试样和电极达到所要求的温度,但有些材料会因长期处于高温而受到的影响.

1、 在高温空气中的试验在高温空气中的试验,可在任何设计合理的烘箱中进行,烘箱要有足够大的体积来容纳试样和电极,使它们在试验时不发生闪络.烘箱应装有空气循环装置使试样周围温度在规定温度的±2℃内且应大体上保持均匀,把温度计、热电偶或其他测量温度的装置尽可能放在实验点附近测量温度.

2、在液体中的试验

当试验要在绝缘液体中进行时,除非其他液体更合适外,一般应在使用符合IEC60296:2003的变压器油,必须保证液体有足够的电气强度以避免闪络.在具有此变压器油更高的相对电容率的液体中试验的试样,会出现在此在变压器油中试验时更高的电气强度.降低变压器油或其他液体电气强度的杂质,也可能会增加试验上测得的电气强度.

高温下的试验可能在烘箱内的盛液容器中进行,也可在绝缘油作为热传递介质的恒温控制的油浴中进行.在这种情况下,应采用合适的液体循环措施,以使试样周围的温度大致均匀,并保持在规定温度的±2℃内.

三、 升压方式

1、短时(快速)试验

1.1将试验电压由零开始以均匀均匀的速度升高直至击穿发生.

1.2对被试材料选择升压速度时,应使大多数击穿发生在(10～20)s之间,则认为试验是成功的.

1.3 升压速度应从下述中选取:

100V/s, 200V/s, 500V/s, 1000V/s, 100V/s, 5000V/s等等.

注:对于大多数材料,通常使用500 V/s的升压速度,对模塑材料,推荐使用2000 V/s升压速度.以便获得与IEC60296:2003相适应的可比数据.

2、 20s逐级升升压试验

2.1 将40%的预计短时击穿电压施加于试样上假如不知道短时击穿电压预计值，则应按上述1.1~1.3方法得来。

2.2 假如试样耐受这个电压20 s还未击穿,则应该按表1规定的增量逐级增加电压.每一次增加的电压应立即且连续施加20 s直至发生击穿.

2.3 升压要尽可能地快并无任何瞬态过电压,级间升压所用的时间应包括在较高一级电压的20s期间内

2.4 如果击穿发生在从起始试验算起少于6级的电压内,则用更低的起始电压再做5个试样的试验

2.5 根据试样能耐受20 s而不击穿的zui高试验电压来确定电气强度.

3、 慢速升压试验(120～240) s从40%的预计适时击穿电压开始匀速升压,便击穿发生在(120～240) s之间,对于击穿电压有显著差异的材料来说,有些试样可能在此时间范围以外发生破坏.如果大多数击穿发生在(120～240) s之间,则认为是满意的,选择升压速度时应从下列数据中开始选择 :2 V/s,5 V/s,10 V/s,20 V/s,50 V/s,100 V/s,200 V/s,500 V/s,1000 V/s等等.

4、  60s逐级升压试验除非另有规定,应按“20s逐级升升压试验”进行试验,但每一级中的耐压时间为60s.

5、  极慢速升压试验(300～600) s

除非另有规定,应按“慢速升压试验(120～240) s”进行试验,但击穿应发生在(300～600) s之间,从下列数据中选择升压速度;1 V/s,2 V/s,5 V/s;10 V/s;20 V/s;50 V/s,100 V/s,200 V/s等等

注:在10.3中所述的(120-240) s的慢速升压试验和在10.5在所述的(300～600) s的极慢速升压试验所得结果与20 s逐级升压(10.2)或60 s逐级升压(10.4)所得结果大致相似,当使用现代自动设备时,前两者较逐级升压试验更为方便且采用这两种慢速升压试验也使自动设备的使用成为可能.

6、 检查试验

当做检查或耐压试验时,要求施加一个预先确定的电压值,即将该电压尽可能快而准确地升到所要求的值,升压过程中不出现任何瞬态的过电压,然后将所要求的电压值维持到规定的时间.

四、击穿的判断

在电击穿的同时,回路中电流增加和试样两端电压下降,电流的增加可使断路器跳开或熔丝烧断,但有时也可由于闪络、试验充电电流、漏电或局部放电电流、设备磁化电流或误动作而引起断路器跳开.因此,断路器应与试验设备及被试材料的特性相匹配,否则,断路器可能会在试样未击穿时动作或当试样击穿时断路器不动作,这样便不能正确的判断出是否击穿.即使在条件下,也存在周围煤质先击穿的情况也会发生,因此试验过程中要注意观察和检测这些现象,若发现煤质击穿,应在报告中注明.

注:对漏电检测电路敏感性特别重要那些材料,在这种材料的标准中也应作同样的说明.

在垂直于材料表面方向试验时通常容易判断,无论通道是否充有碳粒,当击穿发生后用肉眼容易看到真正击穿的通道.当平行于材料表面方向试验时,要求判断是由试样破坏引起的击穿现象还是由闪络引起的失效.可以通过检查试样或使用再施加一次电压的办法来进行鉴别,再次施加的电压值应小于*次施加的击穿电压值.试验证明,再次施加的电压值为*次击穿电压值的50%比较合适,然后用与*次试验相同的方法升压直到在破坏.

五、试验次数

1、除非另有规定,通常应做5次试验,取试验结果的中值作为电气强度或击穿电压的值.如果任何一个试验结果偏离中值的15%以上,则另做5次试验.然后由10次试验的中值作为其电气强度或击穿电压的值.

2、当试验并非用于例行的质量控制时,必须做较多的试样,具体的数量与材料的分散性和所用的统计分析方法有关.

3、 对并非用于例行的质量控制试验,参见附录A对决定需要试验次数和数据分析参考是有用的.

六、试验方法：

将测试产品放至电流电极上（见图3），用电压电极压于试样上面。关好玻璃门，开启电源开关，再参照相关标准设定所需参数，如无标准要求，按以下步骤进行：

1. 击穿电压强度试验

1. 连续升压：试验电压从零开始，按表1规定的升压速度连续均匀升压，直至试样被击穿，读取击穿电压值。

               表1  连续升压法升压速度

1. 逐级升压：按连续升压法所测得的试样击穿电压值的50%作为起始电压，停留一分钟后如试样未被击穿，则按表2规定的电压值逐级升压，并在每一级电压上停留1分，直至试样被击穿为止。若在升压过程中发生击穿，应读取前一级的电压值；若击穿发生在保持不变的电压级上，则以该电压作为击穿电压。

表2  逐级升压法升压电压值

1. 耐电压试验：

1. 迅速将电压升高到由产品标准规定的电压值停留1分，观察试样是否击穿。若不击穿，则定此电压为耐电压值。

试验结果：

   击穿电压强度E(kV/mm)，按下式计算：

E=U/d

式中：

U----击穿电压，单位为千伏（kV）;

d-----试样厚度，单位为毫米（mm）。

取3个试样的中位数为试验结果，保留小数点后一位。

七、试验报告

除非另有规定,报告应包括如下内容:

1、被试样材料全称,试样及其制备方法的说明

2、电气强度的中值(以KV/MM表示)或击穿电压的中值(以KV表示)

3、每个试样的厚度(见5.4)

4、试验时所用的周围煤质及其性能

5、电极系统

6、施加电压的方式及频率

7、电气强度的各个值(以KV/MM表示)或击穿电压的各个值(以KV表示)

8、在空气中或在其他气体中试验时的温度、压力和湿度,若在液体中试验时周围煤质的温度

9、试验前条件处理

10、击穿类型和位置的说明

如果只需要zui简单结果报告,则应该报告前6项内容及zui低值和zui高值.